5-1 厌氧生物处理的发展概况及特征在线视频

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今天我们来学习第5章，废水厌氧生物处理工艺

这一章我们主要介绍六个方面的内容

分别是厌氧生物处理工艺的发展概况及特征,厌氧消化池

厌氧接触工艺与厌氧生物滤池, UASB工艺，其他厌氧生物处理工艺

最后我们介绍厌氧生物处理工艺的运行管理

首先,我们来介绍厌氧生物处理的发展概况及其特征

从厌氧工艺的发展简史来看

厌氧生物过程是非常广泛地存在在自然界中

比如我们在夏天会发现在一些河塘的表面会有气泡逸出

实际上这就是河底沉积的污泥和有机物

在进行厌氧产甲烷的过程

但是人类第一次有意识的利用厌氧生物过程进行废水处理是

在1881年，在法国，由Louis Mouras发明了一种

被他称为“自动净化器”的装置

随后，当人口逐渐发展起来，出现城市以后

人们就开发了一些处理城市污水的化粪池、双层沉淀池等

简易的污水处理装置，之后，随着污水好氧生物处理工艺的广泛应用

所产生的大量的剩余污泥需要处理

人们又开发了各种形式的污泥厌氧消化池

这些工艺都是厌氧处理工艺在城市废水废物的处理中间的一些应用

这里列出了一些早期的厌氧生物反应器，像刚才提到过的

1881年，法国的这个自动净化器

1891年，英国提出的这个装有填料的升流式反应器

以及1895年，英国设计的化粪池和Travis池

以及1905年，德国人提出的Imhoff Tank，或者叫Imhoff池

有的时候我们也把它称为隐化池，或者是双层沉淀池

这个图给出了化粪池的一个结构示意图

一般它是设置在居民楼和城市市政污水管道之间

在居民的家里产生出来的生活污水

先在化粪池内进行简单的停留和沉淀

废水溢流进入后续的城市污水管道

定期清理沉淀下来的沉积物

这个图给出的是Travis池的一个结构示意图

它明确的分隔出了沉淀区和污泥消化区

能够使污水进行一定程度的沉淀

然后沉淀下来的固体物还能在底部进行一定时间的厌氧发酵

并且还有可能对所其产生的沼气进行收集

这个图给出的是双层沉淀池的结构示意图

双层沉淀池又称为imholff池，是由德国人Imhoff发明的

它实际上是由上层的沉淀池和下层的污泥消化池组成的

这一个图给出的是双层沉淀池的平面示意图

这个池在世界范围内曾经得到了非常广泛的应用

在北京的酒仙桥污水处理厂，在其改造之前

就是采用的这个双层沉淀池

作为对城市污水进行处理的一个主体的处理工艺

那么这些早期的厌氧生物反应器

它们具有一些共同的特点，主要有，第一它只是对污水

进行一个简单的沉淀的处理，那么有一些池子

还能对沉淀下来的污泥进行部分的消化处理

总体来看，它们的停留时间

也就是我们前面提过的HRT，都比较长

处理的效率比较低，出水水质不太好

由于是厌氧处理，它通常还有比较浓臭的气味

但是目前这些工艺，还有一定的应用

像这个化粪池，在国内，在世界上都还有很多的应用

但是在上世纪的70年代时

发生了一次世界范围的能源危机

促使人们对高耗能的这种废水好氧生物处理工艺的进行了反思

一批科学家和研究人员先后开发出了一批

被称为现代高速厌氧反应器的厌氧工艺

这导致了厌氧消化工艺，在废水的处理中间大规模地应用

这些所谓的现代高速厌氧反应器主要有

厌氧接触法、厌氧滤池、上流式厌氧污泥层或者是

上流式厌氧污泥床反应器，也是我们通常说的UASB反应器

厌氧流化床，厌氧附着膜膨胀床

以及厌氧生物转盘和挡板式厌氧反应器等等

这些现代高速厌氧反应器的主要特点

是它通过这个技术设计,实现呢HRT和SRT的分离

通常在这些反应器里面，SRT都相对很长

而相应的HRT就比较短，所以反应器内

能够积累大量的生物量，由于HRT大大缩短

反应器的有机负荷，就得到了大大的提高

处理效率也得到了大幅度的提高；

在这些反应器中间，多数的反应器中间

微生物是呈附着生长，也就是形成了厌氧的生物膜

或者是后续我们会提到的厌氧的颗粒污泥

而不再是悬浮生长

所有的这些反应器的容积负荷，都比较高

停留时间都比较短，通常应用于高浓度的有机工业的废水处理

像一些食品加工类的废水，或者是酒厂，酿酒的啤酒的这些废水

还有造纸废水，屠宰废水等

也有人想将它们应用于城市污水等低浓度的一些废水的处理

后续如果与好氧工艺相串联的话，还能够实现脱氮和除磷

有时候利用厌氧工艺

还能够对一些难降解的有机物的工业废水呢、，进行一定的处理

到了上个世纪的九十年代以后

在UASB反应器的基础上，又开发出了另外两种新型的反应器

一种我们成为EGSB反应器，那就是颗粒污泥膨胀床反应器

另外一种，就是称为IC反应器

那么IC反应器，我们称为内循环反应器

有的时候也把它特别地称为厌氧内循环的反应器

那么厌氧生物处理的主要特征

我们看呢，它既有优点也有缺点

它主要的优点，我们可以看

第一，能耗低，因为它不需要曝气

跟好氧法相比，能耗当然就会低，而且

它还有一个更大的特点是不仅能耗低

还能够在处理废水的同时，能够回收生物能

也就是回收沼气，因为我们后面会讲

沼气中间的主要成分，是甲烷和二氧化碳

一般甲烷的含量，能在６０％以上

第二个特点，是污泥产率低或者叫污泥产量低

直观地来说

是因为厌氧污泥的产率系数本来就低，跟好氧法相比

但是它最主要的原因是因为在厌氧过程中间

大量的有机物，被转化成为沼气

也就是我们说的甲烷和二氧化碳

用来能够合成细胞物质的有机物的量，相对较少

第三个特点是，厌氧微生物

有时候还可以对一些好氧条件下不能够被生物降解的有机物

进行初步的降解或者说是部分的降解，能够

作为有毒或者是难降解工业废水的预处理工艺

能够提高这种废水的可生化性

好。我们看这张图，实际上

是专门用来对比厌氧法和好氧法的优缺点

假设这根蓝柱子，是废水中间的有机物

对于好氧法来说，它在出水中间残留的有机物的量相对较少

但是大部分，被转化成二氧化碳，但是

还有大量的是转化成剩余污泥

而厌氧法来说呢，在出水中间残留的有机物的量，会比好氧法要多

但是转化成二氧化碳的量相对较少

绝大部分转变成了甲烷

在转变成污泥的部分也相对的少

但是跟好氧法相比厌氧法也有一些缺点

其中第一个，就是整个厌氧反应过程是比较复杂的

我们在前面的第一章中间

已经做过了介绍，厌氧消化是由多种不同性质不同功能的微生物

组成的一个阶段式的生物反应过程

相互之间的配合、种群之间的协调，都具有一定的复杂性

第二个特点是厌氧微生物特别是其中的产甲烷细菌

对一些外部环境，像温度、pH值，比较敏感

当温度的变化，或者温度不够高

或者pH值不在它适应的范围的时候，它的活性会降低

第三个，是出水水质通常比较差，通常

还需要进一步的深度处理，有的时候它的气味也比较大

对于氨氮的效果比较差

好，这一节就到这，谢谢