【正文】 O）。當(dāng)消化池池徑大于l0 m時(shí)，應(yīng)設(shè)水射器2個(gè)或2個(gè)以上。（四）兩級(jí)厭氧消化兩級(jí)消化是污泥消化先后在兩個(gè)消化池中進(jìn)行。各階段的菌種、消化速度、對(duì)環(huán)境的要求、分解過(guò)程及消化產(chǎn)物等都不相同，對(duì)運(yùn)行管理方面造成諸多不便?；蛘哒f(shuō)，兩相厭氧處理法具有一定的耐沖擊負(fù)荷能力，運(yùn)行穩(wěn)定。厭氧反應(yīng)發(fā)生在污水與污泥顆粒的接觸過(guò)程，在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣（主要是甲烷和二氧化碳）引起內(nèi)部循環(huán)，這對(duì)于顆粒污泥的形成和維持有利。污泥的顆?；墒狗磻?yīng)器具有很高的容積負(fù)荷。（7）排泥系統(tǒng) 其功能是均勻地排除反應(yīng)區(qū)的剩余污泥。與普通厭氧消化池相比，它的水力停留時(shí)間大大縮短。二、 厭氧流化床厭氧流化床（AFB）與好氧流化床工藝相同，只是在厭氧條件下運(yùn)行。為了提高上流速度?？梢栽谳^短的水力停留時(shí)間下取得較長(zhǎng)的污泥齡，平均細(xì)胞停留時(shí)間可以長(zhǎng)達(dá)100d以上，厭氧濾池的優(yōu)點(diǎn)如下： 生物固體濃度高，因此可以獲得較高的有機(jī)負(fù)荷； 微生物固體停留時(shí)間長(zhǎng)，因此可以縮短水力停留時(shí)間，耐沖擊負(fù)荷能力也較強(qiáng)； 啟動(dòng)時(shí)間短，停止運(yùn)行后再啟動(dòng)比較容易； 不需污泥回流，運(yùn)行管理方便。d) （塊狀填料）；5~8kgCOD/ (m3反應(yīng)器的第一級(jí)前面有一個(gè)混合室，室內(nèi)裝有一個(gè)葉片轉(zhuǎn)子，提供轉(zhuǎn)子葉片攪動(dòng)使污水均勻地經(jīng)多孔布水板進(jìn)入第一級(jí)。從試驗(yàn)來(lái)看，(m3經(jīng)一級(jí)處理后懸浮物去除率為40%，出水BOD5約為200mg/L，曝氣池容積為10000m3，MLVSS為3g/L，BOD5去除率為90%，試計(jì)算消化池的尺寸。在試驗(yàn)中觀察到生物膜幾乎覆蓋在轉(zhuǎn)盤(pán)的整個(gè)表面，并且從第1級(jí)到第4級(jí)，隨著廢水中有機(jī)物濃度的降低，膜的厚度逐漸減小，在第4級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)表面上，只有一層很薄的生物膜。下面介紹一例實(shí)驗(yàn)研究，試驗(yàn)裝置用有機(jī)玻璃制成，內(nèi)設(shè)4級(jí)生物轉(zhuǎn)盤(pán)。在廢水入口處，產(chǎn)酸菌和發(fā)酵細(xì)菌占較大比例；隨著水流方向，產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌逐漸增多并占據(jù)主導(dǎo)地位。厭氧生物膜膨脹床工藝同膨脹顆粒污泥床相似。該工藝控制較困難，管理較復(fù)雜，技術(shù)要求較高，投資和運(yùn)行成本高，而且一些流化床反應(yīng)器還需要一個(gè)單獨(dú)的預(yù)酸化反應(yīng)器，這使其造價(jià)更高，因而尚未普遍推廣。此外，為保證沉淀池分離效果，在設(shè)計(jì)時(shí)，沉淀池表面負(fù)荷應(yīng)比一般廢水沉淀池表面負(fù)荷小，一般不大于1m/h，混合液在沉淀池內(nèi)停留時(shí)間比一般廢水沉淀時(shí)間要長(zhǎng)，可采用4h。 UASB反應(yīng)器運(yùn)行效果與參數(shù) 表13－3廢水類型進(jìn)水COD(mg/L)溫度(℃)反應(yīng)器(m3)負(fù)荷(kgCOD/(m3三相分離器的分離效果將直接影響反應(yīng)器的處理效果。UASB系統(tǒng)的原理是在形成沉降性能良好的污泥絮凝體的基礎(chǔ)上，并結(jié)合在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置污泥沉淀系統(tǒng)，使氣相、液相和固相三相得到分離。不過(guò)，由于兩相（酸化、氣化）反應(yīng)器容積的不等，可能構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)和施工帶來(lái)一定的困難和增添一定的工作量。反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣，自氣化罐頂部收集后引出利用。消化池總高度：H＝h1＋h2＋h3＋h4＝2＋＋10＋= m。池外加溫方法是在污泥進(jìn)入消化池之前，把生污泥加溫到足以達(dá)到消化溫度和補(bǔ)償消化池殼體及管道的熱損失，這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于可有效地殺滅生污泥中的寄生蟲(chóng)卵。立管數(shù)量根據(jù)攪拌氣量及立管內(nèi)的氣流速度決定。沼氣從集氣罩通過(guò)沼氣管道輸送至貯氣柜。2）排泥：消化池的排泥管設(shè)在池底，依靠消化池內(nèi)的靜壓將熟污泥排至污泥的后續(xù)處理裝置。但由于消化液的緩沖作用，在一定范圍內(nèi)可以避免發(fā)生這種情況。低于毒閾濃度下限，對(duì)甲烷細(xì)菌生長(zhǎng)有促進(jìn)作用；在毒閾濃度范圍內(nèi)，有中等抑制作用，如果濃度是逐漸增加，則甲烷細(xì)菌可被馴化，超過(guò)毒閾濃度上限，則對(duì)甲烷細(xì)菌有強(qiáng)烈的抑制作用。因中溫消化的溫度與人的體溫接近，故對(duì)寄生蟲(chóng)卵及大腸菌的 殺滅率較低；高溫消化 對(duì)寄生蟲(chóng)卵的殺滅率可達(dá)99％。常見(jiàn)的甲烷菌有甲烷桿菌、甲烷球菌、甲烷八疊球菌、甲烷螺旋菌四種類型。綜上，厭氧消化三階段的模式如圖141所示。近年來(lái)人們發(fā)現(xiàn)，厭氧細(xì)菌經(jīng)馴化后可以極大地提高其對(duì)毒性物質(zhì)的耐受力。而好氧法處理單一有機(jī)物的廢水，往往還需投加其他營(yíng)養(yǎng)物，如N、P等，這就增加了運(yùn)行費(fèi)用。（2）、低能耗。即在無(wú)氧的條件下，由兼性菌及專性厭氧細(xì)菌降解有機(jī)物，最終產(chǎn)物是二氧化碳和甲烷氣體。此生物氣俗稱沼氣，沼氣的主要成分是約2/3的甲烷和1/3的二氧化碳，是一種可回收的能源。 厭氧反應(yīng)器容積負(fù)荷比好氧法要高得多，單位反應(yīng)器容積的有機(jī)物去除量也因此要高得多，特別是使用新一代的高速厭氧反應(yīng)器更是如此。因?yàn)榈土资菭I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，排入水體可引起湖泊發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化，雖然厭氧法在去除COD和BOD方面具有高效低耗的優(yōu)點(diǎn)，但因不能去除氮和磷，使該法的應(yīng)用存在局限性，當(dāng)被處理的廢水含有過(guò)量的氮和磷時(shí)，不能單獨(dú)采用厭氧法，而應(yīng)采用厭氧與好氧工藝相結(jié)全的處理工藝。厭氧生物處理是一個(gè)復(fù)雜的微生物化學(xué)過(guò)程，依靠三大主要類群的細(xì)菌，即水解產(chǎn)酸細(xì)菌，產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌的聯(lián)合作用完成，因而可將厭氧消化過(guò)程劃分為三個(gè)連續(xù)階段，既水解酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。原生動(dòng)物主要有鞭毛蟲(chóng)、纖毛蟲(chóng)和變形蟲(chóng)。~℃。因此要求C／N達(dá)到（10～20）：1為宜。硫的有害方面是：若重金屬離子較少，則消化液中將產(chǎn)生過(guò)多的H2S釋放而進(jìn)入消化氣中，降低消化氣的質(zhì)量并腐蝕金屬設(shè)備（管道、鍋爐等）。杭州市四堡污水處理廠即采用的蛋形消化池。當(dāng)池內(nèi)沼氣受到的壓力超過(guò)Δh（Δh為“U”形管內(nèi)水層高度）時(shí)，即產(chǎn)生溢流。（3）攪拌設(shè)備攪拌的目的是使池內(nèi)污泥溫度與濃度均勻，防止污泥分層或形成浮渣層，均勻池內(nèi)堿度，從而提高污泥分解速度。如池徑大于10m，可設(shè)2個(gè)或2個(gè)以上熱交換器。圖137 消化時(shí)間與產(chǎn)氣率的關(guān)系兩級(jí)消化池的設(shè)計(jì)主要是計(jì)算消化池的總有效容積，用式（1311）計(jì)算，然后按容積比為一級(jí)：二級(jí)等于1：1，2：1或3：2分成兩個(gè)池子即可。（二）、兩相厭氧生物處理的組成兩相厭氧生物處理法工藝流程，一般如圖13－9所示，工藝流程由兩大部分組成。故有機(jī)物在酸化過(guò)程中所需的反應(yīng)器容積是相當(dāng)小的。由于分離器的斜壁沉淀區(qū)的過(guò)流面積在接近水面時(shí)增加，因此上升流速在接近排放點(diǎn)降低。UASB反應(yīng)器內(nèi)不設(shè)攪拌設(shè)備，上升水流和沼氣產(chǎn)生的氣流足可滿足攪拌需要，UASB反應(yīng)器的構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于操作運(yùn)行。d)。 COD容積負(fù)荷一般為1~5kg/(m3為維持較高的上流速度，流化床反應(yīng)器高度與直徑的比例大于其他同類的反應(yīng)器，同時(shí)它采用較大的回流比（即出水回流量與原廢水進(jìn)液量之比）。 厭氧生物膜膨脹床厭氧生物膜膨脹床是為優(yōu)化污水處理甲烷發(fā)酵工藝于1974 年研究和開(kāi)發(fā)出來(lái)的。另一個(gè)缺點(diǎn)是如采用的填料不當(dāng)，在污水的懸浮物較多的情況下容易發(fā)生短路和堵塞，這是厭氧濾池工藝不能迅速推廣的主要原因。附著在盤(pán)板表面的厭氧生物膜，代謝污水中的有機(jī)物，并保持較長(zhǎng)的污泥停留時(shí)間?！妗谋驹囼?yàn)結(jié)果來(lái)看，對(duì)于含TOC、BOD5和COD濃度分別高達(dá)3050、5250和8500mg/L的有機(jī)廢水，厭氧生物轉(zhuǎn)盤(pán)能進(jìn)行有效處理。但根據(jù)試驗(yàn)觀察表明，在厭氧生物轉(zhuǎn)盤(pán)反應(yīng)器中，厭氧生物膜是與厭氧活性污泥共生的。進(jìn)水的TOC濃度分別采用107233050mg/L，厭氧生物轉(zhuǎn)盤(pán)啟動(dòng)的接種污泥取自厭氧污水處理廠的厭氧活性污泥。厭氧生物轉(zhuǎn)盤(pán)的構(gòu)造見(jiàn)圖（1315）。廢水向上流動(dòng)通過(guò)反應(yīng)器的厭氧濾池稱為升流式厭氧濾池，當(dāng)有機(jī)物濃度和性質(zhì)適宜時(shí)采用的有機(jī)負(fù)荷可高達(dá)10~20kg/ (m3載體多采用細(xì)小的固體顆粒圖13－13 膨脹顆粒污泥床（EGSB）反應(yīng)器 填料，如石英砂、無(wú)煙煤、活性炭、陶粒和沸石等，其粒 ~。~，如石英砂、無(wú)煙煤、活性炭、陶粒和沸石等，流化床密封并設(shè)有沼氣收集裝置，見(jiàn)圖1312。d)，BOD5去除率為80%~90%。污泥床污泥密度較大，濃度可達(dá)到50~100kgSS/ m3，懸浮層污泥濃度亦可達(dá)5kgSS/ m3以上。（1）布水器 即進(jìn)水配水系統(tǒng)，其功能主要是將污水均勻地分配到整個(gè)反應(yīng)器，并具有進(jìn)水水力攪拌功能，這是反應(yīng)器高效運(yùn)行的關(guān)鍵之一。積累在相分離器上的污泥絮體在一定程度將超過(guò)其保留在斜壁上的摩擦力，其將滑回反應(yīng)區(qū)，這部分污泥又可與進(jìn)水有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)。 采用兩相厭氧處理法后，進(jìn)入氣化罐的廢水水質(zhì)情況有所改善，如有機(jī)物酸化降解為低分于有機(jī)酸，水中所含懸浮固體減少較多，使得氣化罐運(yùn)行條件良好。這樣，不僅可使物料在反應(yīng)器中均勻分布，而且即使進(jìn)水中含一定量懸浮固體時(shí)，亦不至于影響反應(yīng)器的正常運(yùn)行?！纠}155】某城市污水處理廠，初沉污泥量為300 m3／d，濃縮后的剩余活性污泥180 m3／d，它們的含水率均為96％，采用兩級(jí)中溫消化，試計(jì)算消化池各部分尺寸。其它攪拌方法如螺旋漿攪拌，現(xiàn)已不常用。消化池的攪拌方法有沼氣攪拌、泵加水射器攪拌、聯(lián)合攪拌3種方式。水封式溢流裝置由溢流管、水封管與下流管組成。（1）污泥投配、排泥與溢流系統(tǒng)1）污泥投配：生污泥需先排入污泥投配池，然后用污泥泵抽送至消化池。氨來(lái)源于有機(jī)物的分解，可在消化液中離解成NH4+，其濃度決定于PH值。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，各種污泥的C/N見(jiàn)表131。3℃的變化時(shí)，就會(huì)抑制消化速率，有177。參與厭氧消化第二階段的微生物是一群極為重要的菌種——產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌以及同型乙酸菌。復(fù)雜的大分子、不溶性有機(jī)物先在細(xì)胞外酶的作用下水解為小分子、溶解性有機(jī)物，然后轉(zhuǎn)入細(xì)胞體內(nèi)，分解產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)酸、醇類、醛類等。 （3）運(yùn)行管理較為復(fù)雜 由于厭氧菌的種群較多，如產(chǎn)酸菌與產(chǎn)甲燒菌性質(zhì)各不相同，而互相又密切相關(guān)，要保持這兩大類種群的平衡，對(duì)運(yùn)行管理較為嚴(yán)格，稍有不慎，可能使兩種群失去平衡，使反應(yīng)器不能正常工作，如進(jìn)水負(fù)荷突然提高，反應(yīng)器的PH值會(huì)下降，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)控制，反應(yīng)器就會(huì)出現(xiàn)“酸化”現(xiàn)象，使產(chǎn)甲烷菌受到嚴(yán)重抑制、甚至使反應(yīng)都不能再恢復(fù)正常運(yùn)行，必須重新啟動(dòng)。厭氧法可直接處理高濃度有機(jī)廢水和剩余污泥。發(fā)展中國(guó)家面臨嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題、能源短缺以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境治理所面臨的資金不足等問(wèn)題，這些國(guó)家需要有效、簡(jiǎn)單又費(fèi)用低廉的技術(shù)；厭氧水處理技術(shù)可以作為能源生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)體系的一個(gè)核心部分，其產(chǎn)物可以被燃燒利用而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但當(dāng)污水中有機(jī)物含量很高時(shí)，特別是對(duì)于有機(jī)物含量大大超過(guò)生活污水的工業(yè)廢水，采用好氧法就顯得能耗太多，很不經(jīng)濟(jì)了。在廢水處理成本上比好氧處理要便宜得多，特別是對(duì)中等以上濃度（COD1500mg/L）的廢水更是如此。（6） 厭氧方法對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的需求量較低 一般認(rèn)為，若以可以生物降解的BOD為計(jì)算依據(jù)，好氧方法氮和磷的需求量為BOD：N：P=100：5