【正文】 流化床反應(yīng)器的一種改良，區(qū)別在于EGSB反應(yīng)器不使用任何惰性的填料作為細(xì)菌的載體，細(xì)菌在EGSB中的滯留依賴細(xì)菌本身形成的顆粒污泥；同時(shí)EGSB反應(yīng)器的上流速度小于流化床反應(yīng)器，其中的顆粒污泥并未達(dá)到流態(tài)化的狀態(tài)而只是不同程度的膨脹而已，如圖（1313）所示。 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。與生物流化床相似，厭氧生物膜膨脹床亦是在床內(nèi)填充細(xì)小的固體顆粒作為微生物附著生長(zhǎng)的載體,但污水從床底部流入時(shí)僅使填料層膨脹而非流化，一般其膨脹率僅為10%~20%，此時(shí)顆粒間仍保持互相接觸膨脹床的床體多為圓柱形結(jié)構(gòu)，由鋼板或樹脂強(qiáng)化玻璃 輔以聚氯乙烯襯里而制成。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 ~。當(dāng)有厭氧菌形成的生物膜附著在載體上時(shí)，生物膜載體顆粒的粒徑稍稍增大，一般為 ~.。在污水處理的過(guò)程中，盡管污水以上升流的形式垂直流動(dòng)而使載體顆粒膨脹，但床內(nèi)每個(gè)載體顆粒仍保持在與其他顆粒相鄰近的位置上，而非像流化床內(nèi)的載體那樣無(wú)規(guī)則的自由流化。厭氧生物膜膨脹床單位反應(yīng)器容積內(nèi)微生物濃度一般可達(dá)30g/L，因而可承受的有機(jī)負(fù)荷達(dá)到~40kgCOD/(m3d)；載體處于膨脹狀態(tài)能防止濾床堵塞；床內(nèi)微生物固體停留時(shí)間較長(zhǎng)，從而可減少剩余污泥量。厭氧生物膜膨脹床工藝同膨脹顆粒污泥床相似。第七節(jié) 厭氧生物膜法一、厭氧濾池厭氧濾池（AF）是一種內(nèi)部填充有微生物載體的厭氧生物反應(yīng)器。厭氧微生物部分附著生長(zhǎng)在填料上，形成厭氧生物膜，另一部分在填料空隙間處于懸浮狀態(tài)，一般認(rèn)為，厭氧濾池是在McMcarty和Couler等人工作的基礎(chǔ)上，由Young和McCarty于1969年開(kāi)發(fā)的厭氧工藝。厭氧濾池是在反應(yīng)器內(nèi)充填各種類型的固體填料，如爐渣、瓷環(huán)、塑料等來(lái)處理有機(jī)廢水，污水在流動(dòng)過(guò)程中保持與生長(zhǎng)著厭氧細(xì)菌的填料相接觸，細(xì)菌生長(zhǎng)在填料上，不隨出水流失?？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。厭氧濾池在處理溶解性廢水時(shí)COD負(fù)荷可高達(dá)5~15kg/(m3d)，是公認(rèn)的早期高效厭氧生物反應(yīng)器，作為高速厭氧反應(yīng)器其地位的確立，在于它采用了生物固定化技術(shù)，使污泥在反應(yīng)器的停留時(shí)間（SRT）極大地延長(zhǎng)。數(shù)十年來(lái)，經(jīng)過(guò)眾多研究者的努力，厭氧濾池已成為一種重要的生物處理工藝，其在美國(guó)、加拿大等國(guó)家已被廣泛應(yīng)用于各種不同類型的工業(yè)廢水，最大的厭氧生物濾池容積達(dá)12500 m3。厭氧濾池的缺點(diǎn)是載體相當(dāng)昂貴，據(jù)估計(jì)載體的價(jià)格與構(gòu)筑物建筑價(jià)格相當(dāng)。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。按水流的方向厭氧生物濾池可分為兩種主要形式，見(jiàn)圖（1314）。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/ (m3d)。另外還有下流式厭氧濾池，也叫下流式厭氧固定膜反應(yīng)器（DSFF）。不管是什么形式，系統(tǒng)中的填料都是固定的，廢水進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，逐漸被細(xì)菌水解酸化，轉(zhuǎn)變?yōu)橐宜幔瑘D13－14 厭氧生物濾池的兩種形式 最終被產(chǎn)甲烷菌礦化為CH4，廢水組成隨反應(yīng)器不同高度而變化。因此微生物種群分布也相應(yīng)的發(fā)生規(guī)律性變化。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。兩種厭氧生物濾池的主要不同點(diǎn)是其內(nèi)部液體的流動(dòng)方向不同，在AF中，水從反應(yīng)器底部進(jìn)入，而在DSFF中，進(jìn)水從反應(yīng)器頂部進(jìn)入，兩種反應(yīng)器均可用于處理低濃度或高濃度廢水；DSFF由于使用了豎直排放的填料，其間距寬，因此能處理濃度相當(dāng)高的懸浮性固體，而AF則不能。另外，在DSFF反應(yīng)器中，菌膠團(tuán)以生物膜的形式附著在填料上，而在AF中，菌膠團(tuán)截留在填料上，特別是復(fù)合厭氧床反應(yīng)器，即在厭氧濾池內(nèi)有兩種方式的生物量，其一是固定在填料表面的生物膜，其二是在反應(yīng)器空間內(nèi)形成的懸浮細(xì)菌聚集體。厭氧生物濾池的特點(diǎn)：用于溶解性有機(jī)廢水的厭氧處理；無(wú)需污泥或出水回流；出水挾帶污泥很少，較潔凈；亦可用于低濃度有機(jī)廢水的厭氧處理；剩余污泥量很少，有時(shí)幾乎不存在排泥問(wèn)題；當(dāng)溫度為30~35℃時(shí)，有機(jī)負(fù)荷率一般可達(dá)3~6kgCOD/ (m3d) （塊狀填料）；5~8kgCOD/ (m3d) （塑料填料），相應(yīng)COD去除率可達(dá)80%以上；裝置簡(jiǎn)單，工藝本身能耗少，運(yùn)行管理方便；濾床底部容易發(fā)生堵塞，當(dāng)采用塊狀填料時(shí)，進(jìn)水中懸浮固體（SS）含量應(yīng)以不超過(guò)200mg/L為宜。二、 厭氧生物轉(zhuǎn)盤厭氧生物轉(zhuǎn)盤在構(gòu)造上類似于好氧生物轉(zhuǎn)盤，即主要由盤片、傳動(dòng)軸與驅(qū)動(dòng)裝置、反應(yīng)槽等部分組成。在結(jié)構(gòu)上它利用一根水平軸裝上一系列圓盤，若干圓盤為一組，稱為一級(jí)。厭氧微生物附著在轉(zhuǎn)盤表面，并在其上生長(zhǎng)。附著在盤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。對(duì)于好氧生物轉(zhuǎn)盤來(lái)說(shuō)，已經(jīng)較普遍應(yīng)用在生活污水、工業(yè)污水，例如化纖、石油化工、印染、皮革、煤氣站等污水處理，而厭氧生物轉(zhuǎn)盤還大多數(shù)處于試驗(yàn)研究方面。厭氧生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造見(jiàn)圖（1315）。 圖13－15 厭氧生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造圖生物轉(zhuǎn)盤中的厭氧微生物主要以生物膜的附著生長(zhǎng)方式，適合于繁殖速度很慢的甲烷菌的生長(zhǎng)，由于厭氧微生物代謝有機(jī)物的條件是在無(wú)分子氧條件下進(jìn)行，所以在構(gòu)造上有如下特點(diǎn)：由于厭氧生物轉(zhuǎn)盤是在無(wú)氧條件下代謝有機(jī)物質(zhì)，因此不考慮利用空氣中的氧，圓盤在反應(yīng)槽的廢水中浸沒(méi)深度一般都大于好氧生物轉(zhuǎn)盤，通常采用70%~100%，軸帶動(dòng)圓盤連續(xù)旋轉(zhuǎn)，使各級(jí)轉(zhuǎn)盤達(dá)到混合。為了在厭氧條件下工作，同時(shí)有助于收集沼氣，一般將轉(zhuǎn)盤加蓋密封，在轉(zhuǎn)盤上形成氣室，以利于沼氣收集和輸送。 相鄰的級(jí)用隔板分開(kāi)、以防止廢水短流，并通過(guò)板孔使污水從一級(jí)流到另一級(jí)。用厭氧生物轉(zhuǎn)盤處理高濃度有機(jī)廢水目前尚處于實(shí)驗(yàn)室階段。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。由變速馬達(dá)帶動(dòng)。各級(jí)之間的隔板設(shè)一孔洞，以便固體和水流通過(guò)。，提供約2400cm2的總表面積。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)。反應(yīng)器下部設(shè)有取樣口。各級(jí)所產(chǎn)生的沼氣通過(guò)氣體收集管至濕式氣體流量計(jì)計(jì)量。在這組試驗(yàn)中70%的轉(zhuǎn)盤表面積浸沒(méi)于水中。反應(yīng)器內(nèi)的溫度保持在35℃177?！?。試驗(yàn)采用人工合成廢水，用溶解性蔗糖作為單一的有機(jī)碳源，同時(shí)配上其他可溶解性無(wú)機(jī)組分，污水總有機(jī)碳（TOC）：化學(xué)需氧量：生化需氧量=1：：。進(jìn)水的TOC濃度分別采用107233050mg/L，厭氧生物轉(zhuǎn)盤啟動(dòng)的接種污泥取自厭氧污水處理廠的厭氧活性污泥。起動(dòng)時(shí)，在人工合成污水中投入一些甲醇，以促進(jìn)甲烷細(xì)菌的生長(zhǎng)，并把每天所排出的廢水回流至厭氧生物轉(zhuǎn)盤。從第7d起連續(xù)進(jìn)料，此時(shí)每天仍回流污泥。到第27d，附著于轉(zhuǎn)盤表面的生物膜已清晰可見(jiàn)。這時(shí)，可以認(rèn)為啟動(dòng)已成功，停止回流污泥和停止使用甲醇，隨后逐漸提高負(fù)荷。在試驗(yàn)中觀察到生物膜幾乎覆蓋在轉(zhuǎn)盤的整個(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)盤表面上，只有一層很薄的生物膜。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表（134）。 厭氧生物轉(zhuǎn)盤進(jìn)水試驗(yàn)結(jié)果 表13－4試驗(yàn)編號(hào)廢水流量 （L/h） 停留時(shí)間 (h) 進(jìn)水TOC (mg/L)進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷率(kgTOC/(m3d))出水TOC (mg/L)TOC去除率 (%)110752232031075從表134可以看出，隨著TOC負(fù)荷率增大，TOC去除率明顯下降，pH也呈有規(guī)律的變化。從試驗(yàn)來(lái)看，(m3d)時(shí)，第4組轉(zhuǎn)盤的作用已不大，如果去掉該組轉(zhuǎn)盤，不影響TOC去除率。試驗(yàn)結(jié)果還表明，處理溶解性有機(jī)廢水時(shí)，當(dāng)TOC去除率約80%時(shí)，TOC負(fù)荷可以采用6kg/(m3d)。一些研究者認(rèn)為，應(yīng)用厭氧生物轉(zhuǎn)盤處理高濃度有機(jī)廢水是可行的，厭氧微生物能迅速地附著在轉(zhuǎn)盤的表面，并在轉(zhuǎn)盤表面上生長(zhǎng)。從本試驗(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)盤能進(jìn)行有效處理。根據(jù)厭氧生物轉(zhuǎn)盤工作原理，它屬于膜法反應(yīng)裝置。但根據(jù)試驗(yàn)觀察表明，在厭氧生物轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器中，厭氧生物膜是與厭氧活性污泥共生的。因此，在這類反應(yīng)器中是厭氧生物膜中的微生物和懸浮生長(zhǎng)的厭氧活性污泥共同起作用。為了防止盤片上的生物膜生長(zhǎng)過(guò)厚，單靠水力沖刷剪切難以使生物膜脫落，使得生物膜過(guò)度生長(zhǎng)，過(guò)厚的生物膜會(huì)影響基質(zhì)和產(chǎn)物的傳遞，限制了微生物的活性發(fā)揮，也會(huì)造成盤片間被生物膜堵塞，導(dǎo)致廢水與生物膜的面積減少，研究者將轉(zhuǎn)盤分為固定盤片和轉(zhuǎn)動(dòng)盤片相間布置，兩種盤片相對(duì)運(yùn)動(dòng)，避免了盤片間生物膜粘結(jié)和堵塞的情況發(fā)生，并取得了很好的運(yùn)行效果。思考題及習(xí)題 什么是厭氧生物處理？它有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 現(xiàn)階段有哪些厭氧生物處理技術(shù)應(yīng)用于水處理中? 厭氧生物處理機(jī)理是什么？處理過(guò)程分哪幾個(gè)階段？厭氧生物處理的主要影響因素有哪些？請(qǐng)分別敘述。什么是兩級(jí)厭氧生物處理？有何特點(diǎn)？什么是兩相厭氧生物處理？有何特點(diǎn)？UASB反應(yīng)器的原理是什么？構(gòu)造如何？什么是厭氧接觸法？有何特點(diǎn)？什么是厭氧流化床？什么是厭氧膨脹床？有哪幾種分類？1厭氧生物膜法有哪些分類？1什么是厭氧生物轉(zhuǎn)盤？在構(gòu)造上有何特點(diǎn)？1某城市污水量為60000m3/d，污水中懸浮物濃度為240mg/L，擬采用以活性污泥法為主體的兩級(jí)處理。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。292 / 21