第六章厌氧处理

水污染控制工程资源与环境工程系第六章 污泥与污水处理的厌氧生化法u概述u厌氧生物处理的基本原理u厌氧生物处理工艺u厌氧生物处理的设计与计算u厌氧过程的运行与管理水污染控制工程资源与环境工程系 厌氧生物处理过程又称厌氧消化，是在厌氧条件下由多种微生物共同作用，使有机物分解并生成CH4和CO2的过程。这种过程广泛地存在于自然界中，直至1881年法国报道了罗伊斯莫拉斯(Louis Mouras)发明的“自动净化器”(Automatic Scavenger)，人类才开始了利用厌氧消化处理废水的历史，至今已一百多年。在一个世纪的发展过程中，厌氧生物处理技术经历了从处理有机污泥到处理高浓度工业有机废水、到处理低浓度污水（如城市污水）；经历了从常温到控温（中温、高温）的发展过程。第一节 概述水污染控制工程资源与环境工程系u厌氧生物处理的发展过程早期发展 18811950年 1906年德国 Imhoff开发双层沉淀池（殷霍夫池）第二代厌氧反应器 1955年开发了厌氧接触法新工艺，标 志着现代厌氧反应器的开端第三代厌氧反应器 1980年Switzenbaum等推出了厌氧附着膜膨胀 床反应器（AAFEB）,还有厌氧流化床（AFB）。水污染控制工程资源与环境工程系u厌氧生物处理的分类厌氧活性污泥法厌氧活性污泥法F完全混合厌氧消化法（Compeletely Mixed Anaerobic Digester,CMAD)F厌氧接触法（Anaerobic contact reactor,ACR)F上流式厌氧污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Blanket,UASB)F覆盖式厌氧生物塘（Covered Anaerobic Lagoon,CAL)水污染控制工程资源与环境工程系厌氧生物膜法厌氧生物膜法F固定床生物膜法，又称厌氧生物滤池q上流式固定床厌氧生物膜法（上流式固定床厌氧生物膜法（Upflow Fixed Anaerobic Biofilm,UFAB)q下流式固定床厌氧生物膜法（下流式固定床厌氧生物膜法（DFAB）F厌氧膨胀床（Anaerobic Expanded Bed,AEB)F厌氧流化床（Anaerobic Fluidized Bed,AFB)F厌氧生物转盘(Anaerobic Rotaing Disc,ARD)水污染控制工程资源与环境工程系u厌氧生物处理的优、缺点优点：优点：（1）既适用于高浓度废水，又适用于中低浓度废水。（2）能耗低：厌氧法产生的沼气可作为能源。（3）负荷高：厌氧法为210kgCOD/m3d。（4）剩余污泥量少，且其浓缩性、脱水性良好。（5）氮、磷营养需要量少：厌氧法的C:N:P为100:2.1:0.5（6）厌氧处理过程有一定的杀菌作用。（7）厌氧活性污泥可以长期贮存。水污染控制工程资源与环境工程系缺点：缺点：（1）厌氧微生物增殖缓慢，设备启动时间长。（2）出水往往达不到排放标准，需要进一步处理。（3）厌氧处理系统操作控制因素较为复杂（4）对安全要求较高水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系第二节 厌氧生物处理的基本原理水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系 好氧呼吸、无氧呼吸、发酵三种呼吸方式，获得的能量水平不同，如下表所示。呼吸方式受氢体化学反应式好氧呼吸能量利用率42分子氧C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+2817.3kJ无氧呼吸无机物C6H12C6+4NO3-6CO2+6H2O+2N2+1755.6kJ发酵能量利用率26有机物C6H12C6 2CO2+2CH3CH2OH+92.0kJkJ310OH2HNO2ONH2324水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系厌氧呼吸是在无分子氧（厌氧呼吸是在无分子氧（O2）的情况下进行的生物氧化。）的情况下进行的生物氧化。厌氧微生物只有脱氢酶系统，没有氧化酶系统。在呼吸过程厌氧微生物只有脱氢酶系统，没有氧化酶系统。在呼吸过程中，底物中的氢被脱氢酶活化，从底物中脱下来的氢经辅酶中，底物中的氢被脱氢酶活化，从底物中脱下来的氢经辅酶传递给除氧以外的有机物或无机物，使其还原。传递给除氧以外的有机物或无机物，使其还原。厌氧呼吸的受氢体不是分子氧。在厌氧呼吸过程中，底物氧厌氧呼吸的受氢体不是分子氧。在厌氧呼吸过程中，底物氧化不彻底，最终产物不是二氧化碳和水，而是一些较原来底化不彻底，最终产物不是二氧化碳和水，而是一些较原来底物简单的化合物。这种化合物还含有相当的能量，故释放能物简单的化合物。这种化合物还含有相当的能量，故释放能量较少。量较少。氧呼吸按反应过程中的最终受氢体的不同，可分为发酵和无氧呼吸按反应过程中的最终受氢体的不同，可分为发酵和无氧呼吸。氧呼吸。厌 氧 呼 吸 水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系 发酵 指供氢体和受氢体都参与有机化合物的生物氧化作用，最终受氢体无需外加，就是供氢体的分解产物（有机物）。这种生物氧化作用不彻底，最终形成的还原性产物，是比原来底物简单的有机物，在反应过程中，释放的自由能较少，故厌氧微生物在进行生命活动过程中，为了满足能量的需要，消耗的底物要比好氧微生物的多。例如，葡萄糖的发酵过程：总反应式：4HCOCOOH2CHOHC36126CHO2CH2COCOCOOH2CH323OHCH2CHCHO2CH4H23392.0kJ2COOHCH2CHOHC2236126水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系 厌氧生物处理是有机污染物在无氧的条件下，借助专性厌氧细菌和兼性厌氧细菌的作用下，将大部分有机污染物转化为甲烷、二氧化碳、水以及简单小分子有机物等的一种生物处理方法。经厌氧生物处理以后，多数有机物被分解和稳定，厌氧处理以后的污泥（熟污泥）或消化液可回用于农田作为肥料，因而目前已经受到普遍重视。水污染控制工程资源与环境工程系 早期的厌氧生物处理主要面对的是固态有机物（包括有机污泥或粪便等），所以称为消化。消化过程液化(酸化)污泥的pH迅速下降，大分子有机物转化为小分子有机酸、醇、醛等液态产物和CO2、H2、NH3、H2S等气化(甲烷化)产生消化气，主体是CH4，以及部分CO2等两阶段两阶段:基本原理水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系三阶段三阶段:水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系四阶段四阶段:大分子有机物(碳水化合物，蛋白质，脂肪等)水解细菌的胞外酶水解的和溶解的有机物酸化产酸细菌有机酸醇 类醛类等H2，CO2乙酸化乙酸细菌乙酸甲烷化甲烷细菌CH4甲烷细菌CH4水污染控制工程资源与环境工程系大分子有机物（碳水化合物、大分子有机物（碳水化合物、蛋白质、脂肪等）蛋白质、脂肪等）简单有机物（单糖、氨基酸等）简单有机物（单糖、氨基酸等）有机酸（丙酸、丁酸、戊酸有机酸（丙酸、丁酸、戊酸等）、醇、醛等等）、醇、醛等H2/CO2乙酸乙酸CH4水解水解(胞外酶胞外酶)酸化（产酸细菌）酸化（产酸细菌）乙酸化（乙酸细菌）乙酸化（乙酸细菌）甲烷化甲烷化（甲烷细菌）（甲烷细菌）甲烷化甲烷化（甲烷细菌）（甲烷细菌）水污染控制工程资源与环境工程系甲烷菌的微生物学特征甲烷菌的微生物学特征简介：甲烷菌属于古菌中的一类。古 菌 （Archaeobacteria）与原核生物极其接近。研究利用基因分析手段（DNA的G+C%，16SrRNA碱基顺序比较）发现，有一些特点与真核生物相同。水污染控制工程资源与环境工程系古菌的特点古菌的特点l 形 态：薄、扁平、直角几何形态；细胞结构：组分特异性；含有内含子；代 谢：特殊的辅酶，代谢多样性；呼吸类型：多为厌氧；繁殖速度：比细菌慢；生活习性：适应极端环境。水污染控制工程资源与环境工程系古菌的分类古菌的分类 按照生活习性和生理特性分为三大类：按照生活习性和生理特性分为三大类：产甲烷菌，嗜热嗜酸菌，极端嗜盐菌产甲烷菌，嗜热嗜酸菌，极端嗜盐菌 伯杰氏系统细菌学手册伯杰氏系统细菌学手册分为五大群：分为五大群：产甲烷古菌，古生硫酸盐还原菌，产甲烷古菌，古生硫酸盐还原菌，极端嗜盐菌，无细胞壁古生菌，极端嗜盐菌，无细胞壁古生菌，极端嗜热硫代谢菌极端嗜热硫代谢菌水污染控制工程资源与环境工程系产甲烷菌产甲烷菌水污染控制工程资源与环境工程系 由于产甲烷菌对环境因素的影响较非产甲烷菌(包括发酵细菌和产氢产乙酸细菌)敏感得多，产甲烷反应常是厌氧消化的控制阶段，因此，以下主要讨论对产甲烷菌有影响的各种环境因素。影响因素水污染控制工程资源与环境工程系影响厌氧生物处理的主要因素1.pH和碱度最佳为7.07.3 厌氧产生有机酸pH甲烷菌分解有机酸时产生的重碳酸盐不断增加 产甲烷菌对产甲烷菌对pH值变化的适应性很差，其最适值变化的适应性很差，其最适pH值范值范围为围为6.87.2，在，在pH6.5以下或以下或8.2以上的环境中，厌氧消以上的环境中，厌氧消化会受到严重的抑制，这主要是对产甲烷菌的抑制。化会受到严重的抑制，这主要是对产甲烷菌的抑制。受破坏的厌氧消化体系需要很长的时间才能恢复。受破坏的厌氧消化体系需要很长的时间才能恢复。水污染控制工程资源与环境工程系2.温度中温：3335C高温：5055C温度是影响微生物生存及生物化温度是影响微生物生存及生物化学反应最重要的因素之一。各类学反应最重要的因素之一。各类微生物适宜的温度范围是不同的，微生物适宜的温度范围是不同的，一般认为，产甲烷菌的温度范围一般认为，产甲烷菌的温度范围为为5-60，在，在35和和53上下可上下可以分别获得较高的消化效率，温以分别获得较高的消化效率，温度为度为40-45时，厌氧消化效率较时，厌氧消化效率较低。由此可见，低。由此可见，各种产甲烷菌的各种产甲烷菌的适宜温度区域不一致，而且最适适宜温度区域不一致，而且最适温度范围较小。温度范围较小。水污染控制工程资源与环境工程系2、温度条件、温度条件 根据产甲烷菌适宜温度条件的不同，厌氧法可分为常温消化、中温消化和高温消化三种类型。常温厌氧消化，指在自然气温或水温下进行废水厌氧处理的工艺，适宜温度范围10-30。中温消化，适宜温度35-38，若低于32或者高于40，厌氧消化的效率即趋向明显地降低。高温厌氧消化，适宜温度为50-55。水污染控制工程资源与环境工程系2、温度条件、温度条件 上述适宜温度有时因其他工艺条件的不同而有某种上述适宜温度有时因其他工艺条件的不同而有某种程度的差异，如反应器内较高的污泥浓度，即较高的微程度的差异，如反应器内较高的污泥浓度，即较高的微生物酶浓度，则使温度的影响不易显露出来。在一定温生物酶浓度，则使温度的影响不易显露出来。在一定温度范围内，温度提高，有机物去除率提高，产气量提高。度范围内，温度提高，有机物去除率提高，产气量提高。一般认为：高温消化比中温消化沼气产量约高一倍。温一般认为：高温消化比中温消化沼气产量约高一倍。温度的高低不仅影响沼气的产量，而且影响沼气中甲烷的度的高低不仅影响沼气的产量，而且影响沼气中甲烷的含量和厌氧消化污泥的性质，对不同性质的底物影响程含量和厌氧消化污泥的性质，对不同性质的底物影响程度不同。度不同。水污染控制工程资源与环境工程系3、氧化还原电位、氧化还原电位 绝对的厌氧环境是产甲烷菌进行正常活动的基绝对的厌氧环境是产甲烷菌进行正常活动的基本条件，可以用氧化还原电位表示厌氧反应器中本条件，可以用氧化还原电位表示厌氧反应器中含氧浓度。含氧浓度。研究表明，非产甲烷菌可以在氧化还原电位为研究表明，非产甲烷菌可以在氧化还原电位为+100-100mV的环境下进行生理活动，而产甲的环境下进行生理活动，而产甲烷菌的最适氧化还原电位为烷菌的最适氧化还原电位为-150-400mV，培养，培养产甲烷菌的初期，氧化还原电位不能高于产甲烷菌的初期，氧化还原电位不能高于-330mV。水污染控制工程资源与环境工程系4、营养、营养 厌氧微生物对碳、氮等营养物质的要求略低于好氧微生物，但大多数厌氧菌不具有合成某些必要的维生素或氨基酸的功能，为了保证细菌的增殖和活动，还需要补充某些专门的营养，如钾、钠、钙等金属盐类是形成细胞或非细胞的金属络合物所必需的，而镍、铝、钴、钼等微量金属，则可提高若干酶系统的活性，使产气量增加。BOD:N:P=200300:5:1水污染控制工程资源与环境工程系5.负荷 厌氧反应池的容积决定于厌氧反应的负荷率。表达方式容积负荷参数为投配率日进入的有机物量与池子容积之比，在一定程度上反映了污染物在消化池中的停留时间有机物负荷参数为有机负荷率水污染控制工程资源与环境工程系5、食料微生物比、食料微生物比 有机负荷表示，kgCOD(kgVSSd)。在有机负荷、处理程度和产气量三者之间，存在着密切的联系和平衡关系。一般，较高的有机负荷可获得较大的产气量，但处理程度会降低。由于厌氧消化过程中产酸阶段的反应速率比产甲烷阶段的反应速率高得多，必须十分谨慎地选择有机负荷，使挥发酸的生成及使挥发酸的生成及消耗不致失调，形成挥发酸的积累消耗不致失调，形成挥发酸的积累。为保持系统平衡，有机负荷的绝对值不宜太高。总的说来，厌氧生物处理可采用较好氧生物处理高得多的有机负荷。一般可达510kgCOD(m3d)，甚至可高达50kgCOD(m3d)。容积负荷容积负荷 产酸速度大于产甲烷速度，有机负荷高导致产酸率大于产甲烷速率，严重时导致产甲烷失败，系统停顿。试验确定负荷。水污染控制工程资源与环境工程系6.消化池的搅拌 在有机物的厌氧发酵过程中，让反应器中的微生物和营养物质(有机物)搅拌混合，充分接触，将使得整个反应器中的物质传递、转化过程加快。作用使池内污泥浓度分布均匀，利于微生物生长繁殖释放有害气体使环境因素在反应器内保持均匀水污染控制工程资源与环境工程系搅拌和混合搅拌和混合 没有搅拌的厌氧消化池，池内料液常有分层现象。通过搅拌可消除池内梯度，增加食料与微生物之间的接触，避免产生分层，促进沼气分离。搅拌措施能显著地提高消化的效率，将有搅拌的传统消化器称为高效消化器。混合搅拌程度与强度，尚有不同的观点：混合搅拌与产气量的关系，有资料说明，适当搅拌优于频频搅拌，也有资料说明，频频搅拌为好。水污染控制工程资源与环境工程系搅拌和混合搅拌和混合一般认为，产甲烷菌的生长需要相对较宁静的环境，巴斯韦尔曾指出:消化池的每次搅拌时间不应超过1h。有学者研有学者研究认为消化器内的物质移动速度不宜超过究认为消化器内的物质移动速度不宜超过0.5m/s0.5m/s,因为这是微生物生命活动的临界速度。搅拌的作用还与污水废物的性状有关。当含不溶性物质较多时，因易于生成浮渣，搅拌的功效更加显著；对可溶性废物获易消化悬浮固体的污水，搅拌的功效也相对地小一些。水污染控制工程资源与环境工程系搅拌和混合搅拌和混合搅拌的方法有：机械搅拌器搅拌法；机械搅拌器搅拌法；消化液循环搅拌法；消化液循环搅拌法；沼气循环搅拌法等沼气循环搅拌法等。其中沼气循环搅拌，还有利于使沼气中的CO2作为产甲烷的底物被细菌利用，提高甲烷的产量。厌氧滤池和上流式厌氧污泥床等新型厌氧消化设备，虽没有专设搅拌装置，但以上流的方式连续投入料液，通过液流及其扩散作用，也起到一定程度的搅拌作用。水污染控制工程资源与环境工程系 有毒物质会对厌氧微生物产生不同程度的抑制，使厌氧消化过程受到影响甚至遭到破坏。最常见的抑制性物质为硫化物、氨氮、重金属、氰化物以及某些人工合成的有机物。组成：微生物及吸附的有机物、无机物组成，是厌氧反应的基础保障。许多指标的确定和选取与好氧活性污泥一样。浓度越高，处理效率越高，但高到一定程度，效率增加不再明显。6.有毒有害物质7.厌氧活性污泥厌氧活性污泥水污染控制工程资源与环境工程系 甲烷菌专性厌氧，且处理系统中不能含有浓度过高的SO42-，SO32-。污水和泥液中的碱度有缓冲作用，如果有足够的碱度中和有机酸，其pH有可能维持在6.8以上，酸化和甲烷化两大类细菌就可以共存，从而消除分阶段现象。厌氧法与好氧法相比，降解较不彻底，放出的热量少，反应速度低。主要用于污泥的消化、高浓度有机废水和温度较高的有机工业废水的处理。影响甲烷菌生长的因素pH：6.87.2温度：3538C和5255C水污染控制工程资源与环境工程系 按微生物生长状态分为按微生物生长状态分为厌氧活性污泥法厌氧活性污泥法(anaerobic activated sludge)和和厌氧生物膜法厌氧生物膜法(anaerobic slime)；按投料、出料及运行方式分为按投料、出料及运行方式分为分批式分批式(batch)、连续式连续式(continuous)和和半连续式半连续式(semi-continuous)；根据厌氧消化中物质转化反应的总过程是否根据厌氧消化中物质转化反应的总过程是否在同一反应器中并在同一工艺条件下完成，又可在同一反应器中并在同一工艺条件下完成，又可分为分为一步厌氧消化一步厌氧消化(one stage digestion)与与两步厌两步厌氧消化氧消化(two stage digestion)等等 厌氧活性污泥法包括厌氧活性污泥法包括普通消化池、厌氧接触普通消化池、厌氧接触工艺、上流式厌氧污泥床反应器工艺、上流式厌氧污泥床反应器等。等。第三节 污水厌氧生物处理工艺水污染控制工程资源与环境工程系u普通厌氧消化池普通消化池又称传统或常规消化池普通消化池又称传统或常规消化池(conventional digester)消化池常用密闭的圆柱形池，废水定期或连续消化池常用密闭的圆柱形池，废水定期或连续进入池中，经消化的污泥和废水分别由消化池进入池中，经消化的污泥和废水分别由消化池底和上部排出，所产沼气从顶部排出。底和上部排出，所产沼气从顶部排出。池径从几米至三、四十米，柱体部分的高度约池径从几米至三、四十米，柱体部分的高度约为直径的为直径的1/2，池底呈圆锥形，以利排泥。，池底呈圆锥形，以利排泥。为使进水与微生物尽快接触，需要一定的搅拌。为使进水与微生物尽快接触，需要一定的搅拌。常用搅拌方式有三种：常用搅拌方式有三种：(a)池内机械搅拌；池内机械搅拌；(b)沼沼气搅拌；气搅拌；(c)循环消化液搅拌。循环消化液搅拌。水污染控制工程资源与环境工程系螺旋桨(机械)搅拌的消化池水污染控制工程资源与环境工程系循环消化液搅拌式消化池循环消化液搅拌式消化池高温厌氧消化需要加温，常用加热方式有三种:(a)废水在消化池外先经热交换器预热到规定温度再进入消化池；(b)热蒸汽直接在消化器内加热；(c)在消化池内部安装热交换管。水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系水污染控制工程资源与环境工程系普通消化池的特点是:可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液。厌氧消化反应与固液分离在同一个池内实现，结构较简单。缺乏持留或补充厌氧活性污泥的特殊装置，消化器中难以保持大量的微生物细胞。对无搅拌的消化器，还存在料液的分层现象严重，微生物不能与料液均匀接触的问题。温度不均匀，消化效率低。水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系u化粪池 化粪池用于处理来自厕所的粪便污水。广泛用于不设污水厂的合流制排水系统。例如，郊区的别墅式建筑。水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系u厌氧接触法 在消化池后设沉淀池，将沉淀污泥回流至消化池，形成了厌氧接触法（anaerobic contact process)。水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系 厌氧接触法实质上是厌氧活性污泥法，不需要曝气而需要脱气。厌氧接触法对悬浮物高的有机废水(如肉类加工废水等)效果很好，悬浮颗粒成为微生物的载体，并且很容易在沉淀池中沉淀。在混合接触池中，要进行适当搅拌以使污泥保持悬浮状态。搅拌可以用机械方法，也可以用泵循环池水。水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系厌氧接触法的特点厌氧接触法的特点:a）通过污泥回流，保持消化池内污泥浓度较高，一般为10-15g/L，耐冲击能力强；b）消化池的容积负荷较普通消化池高，中温消化时，一般为2-l0kgCOD/m3d，水力停留时间比普通消化池大大缩短，如常温下，普通消化池为15-30天，而接触法小于10天；c）可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液，不存）可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液，不存在堵塞问题；在堵塞问题；d）混合液经沉降后，出水水质好，）混合液经沉降后，出水水质好，e）但需增加沉淀池、污泥回流和脱气等设备）但需增加沉淀池、污泥回流和脱气等设备 f）厌氧接触法存在）厌氧接触法存在混合液难于在沉淀池中进行固液分离混合液难于在沉淀池中进行固液分离的缺的缺点点。水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系几种改进方法几种改进方法:(a)真空脱气，由消化池排出的混合液经真空脱气器(真空度为0.005 MPa)，将污泥絮体上的气泡除去，改善污泥的沉降性能；(b)热交换器急冷法，将从消化池排出的混合液进行急速冷却。(c)絮凝沉降，向混合液中投加絮凝剂，使厌氧污泥易凝聚成大颗粒，加速沉降；(d)用超滤器代替沉淀池，以改善固液分离效果。水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系u厌氧生物滤池 厌氧滤池（厌氧滤池（anaerobic filter)又称厌氧固定膜反应又称厌氧固定膜反应器，是器，是60年代末开发的新型年代末开发的新型高效厌氧处理装置。高效厌氧处理装置。滤池滤池呈圆柱形，池内装放填料，呈圆柱形，池内装放填料，池底和池顶密封。池底和池顶密封。厌氧微生物附着于填料的厌氧微生物附着于填料的表面生长，当废水通过填料表面生长，当废水通过填料层时，在填料表面的厌氧生层时，在填料表面的厌氧生物膜作用下，废水中的有机物膜作用下，废水中的有机物被降解，并产生沼气，沼物被降解，并产生沼气，沼气从池顶部排出。气从池顶部排出。水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系2.厌氧滤池厌氧滤池 l厌氧滤池（厌氧滤池（Anaerobic Filter，简称，简称AF）是世界）是世界上最早使用的污水生物处理构筑物之一。上最早使用的污水生物处理构筑物之一。l1891年，年，Scott-Moncrieff在英格兰建成了第一座在英格兰建成了第一座使用石质载体的池子，池子上部是滤层，污水使用石质载体的池子，池子上部是滤层，污水自下而上通过滤层，使污水得到净化。虽然这自下而上通过滤层，使污水得到净化。虽然这座池子只供处理座池子只供处理10人生活污水，也未冠以厌氧人生活污水，也未冠以厌氧生物滤池之名，但实质上可以称作厌氧生物滤生物滤池之名，但实质上可以称作厌氧生物滤池的首次应用实例。池的首次应用实例。l到到20世纪世纪60年代，美国的年代，美国的McCarty等人将厌氧等人将厌氧生物滤池发展成为第一个高速厌氧反应器，容生物滤池发展成为第一个高速厌氧反应器，容积负荷可达积负荷可达10-15kgCOD/m3.d。水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系 废水从池底进入，从池上部废水从池底进入，从池上部排出，称升流式厌氧滤池；排出，称升流式厌氧滤池；废水从池上部进入，以降流的废水从池上部进入，以降流的形式流过填料层，从池底部排形式流过填料层，从池底部排出，称降流式厌氧滤池。出，称降流式厌氧滤池。填料可采用拳状石质滤料，如填料可采用拳状石质滤料，如碎石、卵石等，也可使用塑料碎石、卵石等，也可使用塑料填料。填料。水污染控制工程资源与环境工程系在厌氧生物滤池中，厌氧微生物大部分存在于生物膜中，少部分以厌氧活性污泥的形式存在于滤料的孔隙中。厌氧微生物总量沿池高度分布是很不均匀的，在池进水部位高，相应的有机物去除速度快。当废水中有机物浓度高时，特别是进水悬浮固体浓度和颗粒较大时，进水部位容易发生堵塞现象。水污染控制工程资源与环境工程系对厌氧生物滤池采取如下改进：（a）出水回流；（b）部分充填载体；（c）采用软性填料。厌氧生物滤池的特点是：（a）由于填料为微生物附着生长提供了较大的表面积，滤池中的微生物量较高，又因生物膜停留时间长，平均停留时间长达100天左右，因而可承受的有机容积负荷高，COD容积负荷为2-16 kgCOD/(m3d)，且耐冲击负荷能力强；水污染控制工程资源与环境工程系（b）废水与生物膜两相接触面大，强化了传质过程，因而有机物去除速度快（c）微生物固着生长为主，不易流失，因此不需污泥回流和搅拌设备；（d）启动或停止运行后再启动比前述厌氧工艺法时间短。（e）处理含悬浮物浓度高的有机废水，易发生堵塞，尤以进水部位更严重。滤池的清洗也还没有简单有效的方法。水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系 优点：处理能力高；滤池内可以保持很高的微生物浓度；不需另设泥水分离设备，出水SS较低；设备简单、操作方便。缺点：滤料费用较高；滤料易堵塞，尤其是下部，生物膜很厚；堵塞后，没有简单有效的清洗方法。因此，悬浮物高的废水不适用。水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系u分段厌氧处理法消化可将水解酸化过程和甲烷化过程分开在两消化可将水解酸化过程和甲烷化过程分开在两个反应器内分阶段进行，以使两类微生物都能个反应器内分阶段进行，以使两类微生物都能在各自的最适条件下生长繁殖。在各自的最适条件下生长繁殖。第一段的功能是：第一段的功能是：水解和液化固态有机物为有机酸缓冲和稀释负荷冲击与有害物质 截留难降解的固态物质第二段的功能是：第二段的功能是：保持严格的厌氧条件和pH值，以利于甲烷菌的生长降解、稳定有机物，产生含甲烷较多的消化气截留悬浮固体，以改善出水水质水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系二段式厌氧处理法可以采用不同构筑物予以组合。例如对悬浮物高的工业废水，采用厌氧接触法与上流式厌氧污泥床反应器串联的组合，其流程如下图。水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系二段式厌氧处理法的特点优点：运行稳定可靠 能承受pH值、毒物的冲击 有机负荷率高 消化气中甲烷含量高缺点：使用设备较多 流程和操作复杂 不能对各种废水都提高负荷水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系 厌氧流化床工艺是借鉴流态化技术的一种生物反应装置，它以小粒径载体为流化粒料，废水作为流化介质，当废水以升流式通过床体时，与床中附着于载体上的厌氧微生物膜不断接触反应，达到厌氧生物降解目的，产生沼气，于床顶部排出。流化床操作的首要满流化床操作的首要满足条件是：上升流速即操足条件是：上升流速即操作速度必须大于临界流态作速度必须大于临界流态化速度，而小于最大流态化速度，而小于最大流态化速度。上升流速应控制化速度。上升流速应控制在在1.21.5倍临界流化速度。倍临界流化速度。u厌氧流化床AFB水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系厌氧流化床特点：（1）载体颗粒细，比表面积大，可高达）载体颗粒细，比表面积大，可高达20003000m2/m3左右，左右，使床内具有很高的微生物浓度，因此有机物容积负荷大，一般为使床内具有很高的微生物浓度，因此有机物容积负荷大，一般为1040kgCOD/m3d，水力停留时间短，具有较强的耐冲击负荷，水力停留时间短，具有较强的耐冲击负荷能力，运行稳定；能力，运行稳定；（2）载体处于流化状态，无床层堵塞现象，对高、中、低浓度）载体处于流化状态，无床层堵塞现象，对高、中、低浓度废水均表现出较好的效能；废水均表现出较好的效能；（3）载体流化时，废水与微生物之间接触面大，同时两者相对）载体流化时，废水与微生物之间接触面大，同时两者相对运动速度快，强化了传质过程，从而具有较高的有机物净化速度；运动速度快，强化了传质过程，从而具有较高的有机物净化速度；（4）床内生物膜停留时间较长，剩余污泥量少；）床内生物膜停留时间较长，剩余污泥量少；（5）结构紧凑、占地少以及基建投资省等。但载体流化耗能较）结构紧凑、占地少以及基建投资省等。但载体流化耗能较大，且对系统的管理技术要求较高。大，且对系统的管理技术要求较高。水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系 (a)UASB reactor (b)AFB 1 生物气 2 出水 3 三相分离器 4 污泥床 5 流化床 6 回流 7 进水UASB反应器和AFB示意图厌氧流化床（AFB）能够获得很高的有机负荷率。荷兰的Heijnen的实验证实，利用AFB处理已酸化的酵母污水，COD容积去除负荷率可高达50kgCOD/m3.d以上，HRT可缩短至1h。在UASB等厌氧反应器中，传质往往成为提高负荷率的限制因素。而在AFB中，由于液相（污水）和固相（生物膜）间有效接触面积大，相对运动速度高，因此传质效率高，构成了该工艺的一大特点。在AFB中传质速率远大于生化反应速率传质将不再成为提高流化床去除效率的限制因素厌氧流化床（AFB）水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系 在实际应用中AFB仍面临着：1）如何解决生物膜脱落问题；2）如何保证反应器内载体表面生物膜均匀附着问题；3）如何保持长期运行时反应器内有足够生物量的问题。载体表面过厚生物膜会影响传质、削弱细胞活性、降低流化质量。对于好氧流化床反应器，当载体表面生物膜过厚时，会由于氧供应的缺乏而造成好氧微生物死亡和溶解，从而可使过厚的生物膜脱落。但对于厌氧流化床（AFB），由于厌氧微生物的生长不受氧的限制，从而使生物膜的生长不受控制，最终会导致水流阻塞和反应器流化质量的降低，所以必须采取措施使生物膜脱落。AFB所面临的问题水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系 AFB的脱膜措施：的脱膜措施：定期将附着生物膜的载体颗粒从反应器内取出进行脱膜处理，然后定期将附着生物膜的载体颗粒从反应器内取出进行脱膜处理，然后再将脱膜后的载体重新返回反应器。然而这又涉及到长期运行时如何保再将脱膜后的载体重新返回反应器。然而这又涉及到长期运行时如何保证载体表面生物膜均匀附着和反应器内有足够的污泥量的问题。证载体表面生物膜均匀附着和反应器内有足够的污泥量的问题。水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系 虽然影响微生物在载体表面的吸附的因素很多，但起主要虽然影响微生物在载体表面的吸附的因素很多，但起主要作用的是作用的是局部能量分散速率局部能量分散速率所造成的附着生物膜的载体颗粒所造成的附着生物膜的载体颗粒与裸露的载体颗粒之间的与裸露的载体颗粒之间的碰撞碰撞。而在。而在AFB反应器内，反应器内，顶部的顶部的能量分散的速率低能量分散的速率低，导致生物膜厚度的增加，反应器会部分，导致生物膜厚度的增加，反应器会部分堵塞。而反应器堵塞。而反应器底部较高的局部能量分散速率底部较高的局部能量分散速率阻碍了微生物阻碍了微生物在裸露载体表面的粘附。这样，反应器在裸露载体表面的粘附。这样，反应器底部底部生物膜较慢的粘生物膜较慢的粘附速率和较快的磨损速率附速率和较快的磨损速率减小了污泥浓度减小了污泥浓度，而反应器，而反应器顶部顶部生生物膜的较高生长速率和较慢的磨损速率又导致了物膜的较高生长速率和较慢的磨损速率又导致了过厚的生物过厚的生物膜膜。这样当载体在反应器内保持较长的停留时间时，由于生。这样当载体在反应器内保持较长的停留时间时，由于生物膜脱落，反应器顶部污泥浓度也在减少，从而最终造成反物膜脱落，反应器顶部污泥浓度也在减少，从而最终造成反应器内污泥浓度和反应器的有机负荷率逐渐减少。应器内污泥浓度和反应器的有机负荷率逐渐减少。水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系 Anaflux AFB 与传统的AFB一样，也是通过进水和出水循环产生高流速的上升的液流使附着生物膜的无机载体处于流化状态。但Anaflux AFB同时考虑到UASB反应器能利用三相分离器有效截留污泥，保持反应器内高污泥量的特点，在传统AFB的分离区设计了三相分离器以确保气、液、固的有效分离，使得反应器内可保留更多的污泥量，反应器内液体上升流速也可以进一步提高，从而可获得比传统AFB更高的有机负荷率。Anaflux AFB的有机负荷率可高达大于60kgCOD/m3.d。而处理相似的污水，UASB的有机负荷率仅能达到10到20 kgCOD/m3.d，传统AFB的有机负荷率也只能提高到15到40kgCOD/m3.d。改进的AFB Anaflux AFB水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系 Anaflux AFB内的液体上升流速的进一步提高，在一定程度上改内的液体上升流速的进一步提高，在一定程度上改善了传统善了传统AFB所面临的顶部载体生物膜过厚和底部载体生物膜难所面临的顶部载体生物膜过厚和底部载体生物膜难以附着的状况。而且，以附着的状况。而且，Anaflux AFB采用有效直径小于采用有效直径小于500 m的天的天然多孔无机生物载体，在适当的条件下，此种载体允许细菌快速然多孔无机生物载体，在适当的条件下，此种载体允许细菌快速吸附，形成活性生物膜，能够在短接种和启动期后承担高负荷率。吸附，形成活性生物膜，能够在短接种和启动期后承担高负荷率。当载体上生物膜过厚时，载体颗粒密度减小，在上升液流和气流当载体上生物膜过厚时，载体颗粒密度减小，在上升液流和气流作用下颗粒能被带至顶部的分离区。但此时也不能在反应器内进作用下颗粒能被带至顶部的分离区。但此时也不能在反应器内进行有效地生物脱膜，仍需定期地将分离区的载体用一个外部的离行有效地生物脱膜，仍需定期地将分离区的载体用一个外部的离心泵抽出并使这些附着过厚生物膜的载体承受足够的搅动作用而心泵抽出并使这些附着过厚生物膜的载体承受足够的搅动作用而剪切掉部分生物膜，载体和悬浮的微生物又被重新返回反应器。剪切掉部分生物膜，载体和悬浮的微生物又被重新返回反应器。虽然通过这种方式，载体的密度可得到控制，更均匀的反应器污虽然通过这种方式，载体的密度可得到控制，更均匀的反应器污泥床可以形成。泥床可以形成。但是Anaflux AFB仍没能从根本解决AFB的生物脱膜问题 水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系u厌氧转盘厌氧转盘ARBCARBC 厌氧生物转盘的构造与好氧生物转盘相似。不同之处在于盘片大部分(70以上)或全部浸没在废水中，为保证厌氧条件和收集沼气，整个生物转盘设在一个密闭的容器内。厌氧生物转盘由盘片，密封的反应槽、转轴瓦驱动装置等组成，其构造如图所示。对废水的净化靠盘片表面的生物膜和悬浮在反应槽中的厌氧菌完成，产生的沼气从反应橹顶排出。由于盘片的转动，作用在生物膜上的剪力可将老化的生物膜剥落，在水中呈悬浮状态，随水流出槽外。水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系 厌氧挡板反应器是从研究厌氧生物转盘发展而来的，生物转盘不转动即变成厌氧挡板反应器。挡板反应器与生物转盘相比，可减少盘的片数和省去转动装置。其工艺流程如图15-24所示。在反应器内垂直于水流方向设多块挡板来维持较高的污泥浓度。挡板把反应器分为若干上向流和下向流室，上向流室比下向流室宽，便于污泥的聚集。通往上向流的挡板下部边缘处加50的导流板，便于将水送至上向流室的中心，使泥水充分混合。因而无需混合搅拌装置，避免了厌氧滤池和厌氧流化床的堵塞问题和能耗较大的缺点，启动期比上流式厌氧污泥床短。水污染控制工程资源与环境工程系u上流式厌氧污泥床反应器概述概述F上流式厌氧污泥床反应器（upflow anaerobic sludge blanket reactor)，简称UASB反应器，是由荷兰的G.Lettnga等人在70年代初研制开发的。F污泥床反应器内没有人工载体，反应器内微生物以自身聚集生长，为颗粒污泥状态存在，因而能达到高生物量和高效高负荷。F上流式厌氧污泥床的池形有圆形、方形、矩形。小型装置常为圆柱形，底部呈锥形或圆弧形。F大型装置为便于设置气、液、固三相分离器，则一般为矩形，高度一般为3-8m，其中污泥床1-2m，污泥悬浮层2-4m，多用钢结构或钢筋混凝土结构。水污染控制工程资源与环境工程系 在反应器的上部设置了气、固、在反应器的上部设置了气、固、液三相分离器；液三相分离器；反应器底部设置了均匀布水系统反应器底部设置了均匀布水系统 反应器内的污泥能形成颗粒污泥反应器内的污泥能形成颗粒污泥 特点：直径为特点：直径为0.10.5cm，湿比重，湿比重 为为1.041.08；具有良好的沉降性；具有良好的沉降性 和很高的产甲烷活性。和很高的产甲烷活性。升流式厌氧污泥床集生物反应与沉淀于一体的厌氧反应器，污升流式厌氧污泥床集生物反应与沉淀于一体的厌氧反应器，污水从下部流入，通过布水系统、厌氧颗粒污泥层、三相分离器，污水从下部流入，通过布水系统、厌氧颗粒污泥层、三相分离器，污水从上部溢流堰流出。水从上部溢流堰流出。水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系UASBUASB反应器示意图反应器示意图水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系Upflow Anaerobic Sludge Blanket，简称，简称UASB:是是荷兰农业大学荷兰农业大学19741978年间研制出来的一种高效年间研制出来的一种高效厌氧生物反应器。据厌氧生物反应器。据1993年的报道，国外至少已有年的报道，国外至少已有300多座生产规模处理装多座生产规模处理装置在运行，其中设备最大置在运行，其中设备最大容积达容积达15600m3。水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系主要工艺特征：主要工艺特征：在反应器的上部设置了气、固、液三相在反应器的上部设置了气、固、液三相分离器；分离器；在反应器底部设置了均匀布水系统；在反应器底部设置了均匀布水系统；反应器内的污泥能形成颗粒污泥（直径反应器内的污泥能形成颗粒污泥（直径0.54mm，湿比重，湿比重1.041.08）；具有良好）；具有良好的沉降性能和很高的产甲烷活性的沉降性能和很高的产甲烷活性。水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系 UASB反应器的启动反应器的启动废水厌氧生物处理反应器成功启动的标志是废水厌氧生物处理反应器成功启动的标志是:在反应器中短在反应器中短期内培养出活性高、沉降性能优良并适用于处理废水水质的厌氧污泥。期内培养出活性高、沉降性能优良并适用于处理废水水质的厌氧污泥。在实际工程中，生产性厌氧反应器建造完成后，快速顺利地启动在实际工程中，生产性厌氧反应器建造完成后，快速顺利地启动反应器是整个废水处理工程中的关键性因素反应器是整个废水处理工程中的关键性因素水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系1、选取性能优良的接种污泥，以保证反应器有较好的微生物种源；、选取性能优良的接种污泥，以保证反应器有较好的微生物种源；2、控制合适的反应器环境，以促进厌氧细菌（特别是产甲烷细菌）的增殖；、控制合适的反应器环境，以促进厌氧细菌（特别是产甲烷细菌）的增殖；3、控制工艺条件，以促进污泥的颗粒化。、控制工艺条件，以促进污泥的颗粒化。UASB反应器启动的操作原则反应器启动的操作原则水污染控制工程河南工程学院资源与环境工程系1)处理各种废水均需要保持在处理各种废水均需要保持在18以上；以上；2)不能解决提高有机负荷率与防止污泥流失的矛不能解决提高有机负荷率与防止污泥流失的矛盾，很难将有机负荷率进一步提高；盾，很难将有机负荷率进一步提高；3)如何保持泥水良好接触，强化传质过程，最大如何保持泥水良好接触，强化传质过程，最大限度地利用颗粒污泥的生化处理能力，减轻由于限度地利用颗粒污泥的生化处理能力，减轻由于传质限制对生化反应速率的负面影响，是传质限制对生化反应速率的负面影响，是UASB反应器应重点解决的问题；反应器应重点解决的问题；4)对有毒、难生物降解物质无能为力；对有毒、难生物降解物质无能为力；5)对低浓度废水，尤其是低温低浓度废水的处理对低浓度废水，尤其是低温低浓度废水的处理能力有限能力有限。UASBUASB反应器所面临的问题反应器所面临的问题水污染控制工程资源与环境工程系 上流式厌氧污泥床反应器的基本特点优点：上流式厌氧污泥床反应器的基本特点优点：有机负荷居第二代反应器之首有机负荷居第二代反应器之首,水力负荷满足要求水力负荷满足要求;污泥颗粒污泥颗粒化后使反应器对不利条件的抗性增强化后使反应器对不利条件的抗性增强;在一定的水力负荷下，在一定的水力负荷下，可以靠反应器内产生的气体来实现污泥与基质的充分接触。可以靠反应器内产生的气体来实现污泥与基质的充分接触。（a）反应器内污泥浓度高，一般平均污泥浓度为）反应器内污泥浓度高，一般平均污泥浓度为30-40g/L，其中底部污泥床，其中底部污泥床(sludge bed)污泥浓度污泥浓度60-80g/L，污泥悬浮层污泥悬浮层(sludge blanket)污泥浓度污泥浓度5-7g/L；污泥床中；污泥床中的污泥由活性生物量占的污泥由活性生物量占70-80的高度发展的颗粒污泥的高度发展的颗粒污泥(sludge granules)组成，颗粒的直径一般在组成，颗粒的直径一般在0.5-5.0mm之间，颗粒污泥是之间，颗粒污泥是UASB反应器的一个重要特征。反应器的一个重要特征。水污染控制工程资源与环境工程系（b）有机负荷高，水力停留时间短，中温消化，）有机负荷高，水力停留时间短，中温消化，COD容积负荷在小试验和中型试验中可高达容积负荷在小试验和中型试验中可高达20-40kg COD/（m3d）在大型生产装置中可达到）在大型生产装置中可达到 6-8kg COD/（m3d）。）。（c）反应器内设三相分离器，被沉淀区分离的污）反应器内设三相分离器，被沉淀区分离的污泥能自动回流到反应区，一般无污泥回流设备；泥能自动回流到反应区，一般无污泥回流设备；简化了工艺，节约了投资和运行费用。简化了工艺，节约了投资和运行费用。（d）无混合搅拌设备。投产运行正常后，利用本）无混合搅拌设备。投产运行正常后，利用本身产生的沼气和进水来搅动；身产生的沼气和进水来搅动；（e）污泥床内不填载体，提高了容积利用率，节）污泥床内不填载体，提高了容积利用率，节省造价及避免堵塞问题。省造价及避免堵塞问题。水污染控制工程资源与环境工程系F缺点：（a）大型装置内会有短流现象（要求配水装置性能）大型装置内会有短流现象（要求配水装置性能要好）要好）（b）进水）进水SS要求要求200mg/L，以免对污泥颗粒化不利，以免对污泥颗粒化不利或减少反应区的有效容积，甚至引起堵塞或减少反应区的有效容积，甚至引起堵塞（c）在没有颗粒污泥接种的情况下，启动时间长）在没有颗粒污泥接种的情况下，启动时间长（d）对水质和负荷突然变化比较敏感）对水质和负荷突然变化比较敏感（e）要求水温高些，最好）要求水温高些，最好35左右。左右。水污染控制工程资源与环境工程系 颗粒污泥的外观：颗粒污泥的外观：卵形、球形、丝形等；卵形、球形、丝形等；其平均直径为其平均直径为1 mm，一般为，一般为0.12 mm，最大可达，最大可达35 mm；反应区底部的颗粒污泥多以无机粒子作为核心，外包生反应区底部的颗粒污泥多以无机粒子作为核心，外包生物膜；颗粒的核心多为黑色，生物膜的表层则呈灰白色、物膜；颗粒的核心多为黑色，生物膜的表层则呈灰白色、淡黄色或暗绿色等；淡黄色或暗绿色等；反应区上部的颗粒污泥的挥发性相对较高；颗粒污泥质反应区上部的颗粒污泥的挥发性相对较高；颗粒污泥质软，有一定的韧性和粘性软，有一定的韧性和粘性。UASB反应器中的颗粒污泥反应器中的颗粒污泥（了解）（了解）水污染控制工程资源与环境工程系 颗粒污泥的组成颗粒污泥的组成各类微生物、无机矿物以及有机的胞外多聚物等，各类微生物、无机矿物以及有机的胞外多聚物等，VSS/SS一般为一般为7090%；颗粒污泥的主体是各类微生物，包括水解发酵菌、产氢产颗粒污泥的主体是各类微生物，包括水解发酵菌、产氢产乙酸菌、产甲烷菌，有时还会有硫酸盐还原菌等，细菌总数乙酸菌、产甲烷菌，有时还会有硫酸盐还原菌等，细菌总数为为141012个个/gVSS；颗粒污泥中颗粒污泥中C、H、N的比例为的比例为C约为约为4050%、H约为约为7%、N约为约为10%；灰分含量因接种污泥的来源、处理水质等的不；灰分含量因接种污泥的来源、处理水质等的不同而有较大差距，一般灰分含量可达同而有较大差距，一般灰分含量可达8.855%。胞外多聚物：在颗粒污泥的表面和内部，透明发亮的粘液胞外多聚物：在颗粒污泥的表面和内部，透明发亮的粘液状物质，主要是多聚糖、蛋白质和糖醛酸等；其存在有利于状物质，主要是多聚糖、蛋白质和糖醛酸等；其存在有利于保持颗粒污泥的稳定性。保持颗粒污泥的稳定性。水污染控制工程资源与环境工程系3)颗粒污泥的生物活性颗粒污泥的生物活性颗粒污泥中的细菌是成层分布的，即外层中占颗粒污泥中的细菌是成层分布的，即外层中占优势的细菌是水解发酵菌，而内层则是产甲烷菌；优势的细菌是水解发酵菌，而内层则是产甲烷菌；颗粒污泥实际上是一种生物与环境条件相互依颗粒污泥实际上是一种生物与环境条件相互依存和优化的生态系统，各种细菌形成了一条很完存和优化的生态系统，各种细菌形成了一条很完整的食物链，有利于种间氢和种间乙酸的传递，整的食物链，有利于种间氢和种间乙酸的传递，因此其活性很高。因此其活性很高。水污染控制工程资源与环境工程系3.3.升流式厌氧污泥反应器（升流式厌氧污泥反应器（UASBUASB）4)颗粒污泥的培养条件颗粒污泥的培养条件培养出高浓度、高活性的颗粒污泥一般需要培养出高浓度、高活性的颗粒污泥一般需要13个月；可以分个月；可以分为为三个阶段三个阶段：启动期、颗粒污泥形成期、颗粒污泥成熟期。：启动期、颗粒污泥形成期、颗粒污泥成熟期。影响颗粒污泥形成的主要因素影响颗粒污泥形成的主要因素：接种污泥的选择；接种污泥的选择；维持维持稳定的环境条件，如温度、稳定的环境条件，如温度、pH值等；值等；初始污泥负荷一般为初始污泥负荷一般为0.050.1 kgCOD/kgSS.d，容积负荷一般应小于，容积负荷一般应小于0.5 kgCOD/m3.d；保持反应器中低的保持反应器中低的VFA浓度；浓度；表面水力负荷应大于表面水力负荷应大于0.3 m3/m2.d，以保持较大的水力分级作用，冲走轻质的絮体污泥；，以保持较大的水力分级作用，冲走轻质的絮体污泥；进水进水COD浓度不宜大于浓度不宜大于4000 mg/l，否则可采取水回流或稀疏，否则可采取水回流或稀疏等措施；等措施；进水中可适当提供无机微粒，特别可以补充钙和铁，进水中可适当提供无机微粒，特别可以补充钙和铁，同时应补充微量元素同时应补充微量元素(如如Ni、Co、Mo)。水污染控制工程资源与环境工程系UASB反应器的组成反应器的组成(1)进水配水系统 将废水尽可能均匀地分配到整个反应器，并有水力搅拌功能。(2)反应区 其中包括污泥床区和污泥悬浮层区，有机物主要在这里被厌氧菌所分解。(3)三相分离器 由沉淀区、回流缝和气封组成，其功能是把沼气、污泥和液体分开。(4)出水系统 其作用是把沉淀区表层处理过的水均匀地 加以收集，排出反应器。(5)气室 也称集气罩，其作用是收集沼气。(6)浮渣清除系统 其功能是清除沉淀区液面和气室表面的浮渣，根据需要设置。(7)排泥系统 其功能是均匀地排除反应区的剩余污泥.水污染控制工程资源与环境工程系三相分离器的基本原理与构造三相分离器的基本原理与构造几种布置形式几种布置形式水污染控制工程资源与环境工程系UASB反应器的若干发展形式反应器的若干发展形式 复合式厌氧反应器复合式厌氧反应器UBFUBF Upflow Anaerobic Bed-Filter 复合厌氧法是在一个设备复合厌氧法是在一个设备内由几种厌氧反应器复合而成一内由几种厌氧反应器复合而成一种厌氧处理法。目前开发的多为种厌氧处理法。目前开发的多为升流式厌氧污泥床和厌氧生物滤升流式厌氧污泥床和厌氧生物滤池复合而成的升流式厌氧污泥床池复合而成的升流式厌氧污泥床过滤器。可分为无三相分离器的过滤器。可分为无三相分离器的升流式厌氧污泥床过滤器升流式厌氧污泥床过滤器(UBF)和有三相分离器的升流式厌氧污和有三相分离器的升流式厌氧污泥床过滤器泥床过滤器(UASB+AF)。水污染控制工程资源与环境工程系 厌氧折流板反应器厌氧折流板反应器ABR1.基本原理：基本原理：反应器中设置多个垂直挡反应器中设置多个垂直挡板，将反应器分隔为数个上板，将反应器分隔为数个上向流和下向流的小室，使序向流和下向流的小室，使序流过这些小室；有人认为，流过这些小室；有人认为，厌氧挡板式反应器相当于多厌氧挡板式反应器相当于多个个UASB 反应器的串联；当反应器的串联；当废水浓度过高时，可将处理废水浓度过高时，可将处理后的出水回流。