【正文】 ： 如前所述 ， 厭氧消化過程可分為水解發(fā)酵 、 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸和甲烷發(fā)酵三個(gè)階段 ， 各階段的菌種 、 對(duì)環(huán)境的要求 、 分解過程 、 分解速度及最終產(chǎn)物都不相同 ， 造成運(yùn)行管理方面的諸多不便 。 近來出現(xiàn)的兩相厭氧消化工藝是根據(jù)消化機(jī)理 ， 將消化過程的第一 、 第二階段（ 酸性發(fā)酵階段 ） 與第三階段 （ 堿性發(fā)酵階段 ） 分別在兩個(gè)消化池中進(jìn)行 。 厭氧消化技術(shù)的發(fā)展 ?兩相厭氧消化： 兩相厭氧消化工藝的主要特點(diǎn)： ? 厭氧消化分段在最佳環(huán)境條件下進(jìn)行 ， 消化速度快 ， 效果好 。 ? 由于效率提高 ， 水力停留時(shí)間縮短 （ 第一相約 1d， 第二相 6－） ， 消化池總?cè)莘e可減少一半 ， 建設(shè)費(fèi)用大幅度降低 。 ? 由于消化池容積大幅度減小 ， 加熱 、 攪拌等能耗和運(yùn)行費(fèi)用大幅度降低 。 ? 兩相環(huán)境條件互不干擾 ， 便于運(yùn)行管理 。 厭氧生物處理技術(shù)的發(fā)展 ? 20世紀(jì) 60年代以來 ， 隨著生物發(fā)酵工程中固定化技術(shù)的發(fā)展 ， 人們認(rèn)識(shí)到提高反應(yīng)器中污泥濃度的重要性 ， 于是 ，基于微生物固定化原理的高速厭氧反應(yīng)器取得突破性進(jìn)展 ，研究開發(fā)出一系列新型高速厭氧反應(yīng)器 。 ? 厭氧濾池 (Anaerobic Filter, AF) ? 升流式厭氧污泥床 (Upflow Anaerobic Sludge Bed, UASB) ? 厭氧流化床 (Anaerobic Fludized Bed, AFB) ? 膨脹顆粒污泥床 (Expanded Granular Sludge Bed, EGSB) ? 厭氧擋板式反應(yīng)器 (Anaerobic Baffled Reactor, ABR) ? 厭氧生物轉(zhuǎn)盤 (Anaerobic Rotating Biological Contactor, ARBC) 升流式厭氧污泥床（ UASB） ? 升流式厭氧污泥床（ Upflow Anaerobic Sludge Bed，簡稱 UASB）反應(yīng)器是荷蘭農(nóng)業(yè)大學(xué) 1974－1978年間研制出來的一種高效厭氧生物反應(yīng)器。據(jù) 1993年的報(bào)道，國外至少已有 300多座生產(chǎn)規(guī)模處理裝置在運(yùn)行，其中設(shè)備最大容積達(dá) 15600m3。 UASB反應(yīng)器的工作原理 ? 工作原理示意圖： 升流式厭氧污泥床（ UASB） ? UASB反應(yīng)器運(yùn)行的三個(gè)重要前提： ? 反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)、形成沉降性能良好的顆粒污泥或絮狀污泥層（床） ? 通過產(chǎn)氣和進(jìn)水的均勻分布，能夠形成良好的自然攪拌作用 ? 設(shè)計(jì)合理的三相分離器，使顆粒污泥能夠保留在反應(yīng)器內(nèi) 升流式厭氧污泥床（ UASB） ? UASB反應(yīng)器的主要特點(diǎn)： ? UASB產(chǎn)生的剩余顆粒污泥在常溫下可保存很長時(shí)間而不損失活性，因此， UASB采用剩余污泥接種，可使反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)間縮短到幾天之內(nèi)。 ? 產(chǎn)氣的攪拌作用使污泥床不斷運(yùn)動(dòng)而與廢水良好混合， 因此，UASB一般不易形成溝流。 ? 由于沒有填料， UASB有更大的空間容納污泥，容積負(fù)荷比其它厭氧處理工藝更高。 ? 由于沒有填料， UASB在投資和運(yùn)行成本上更節(jié)省，能耗低，操作維護(hù)相對(duì)簡易。 UASB的工藝設(shè)計(jì) ? 反應(yīng)器容積 ? 進(jìn)液系統(tǒng) ? 三相分離器 ? 水封高度 ? 反應(yīng)器形狀、排泥和回流設(shè)施 ? 材料與防腐 ? 防臭與除臭 ? 輔助設(shè)備 厭氧－好氧生物處理工藝 ? 水解（酸化）－好氧生物處理工藝的應(yīng)用： ? 難降解工業(yè)廢水處理（印染廢水，石油化工廢水） ? 城市污水處理（新建，改造，取代初沉池） ? 水解（酸化）工藝的主要功能： ? 溶解性有機(jī)物比例顯著增加； ? BOD5/COD比值提高，可生化性改善； ? 縮短好氧生物處理時(shí)間，減少曝氣量； ? 改變有機(jī)物組成，改善處理效果； ? 可去除部分有毒有害物質(zhì)（萘、鹵代烴）。 污水處理與綜合利用優(yōu)化體系 污水 污水厭氧生物處理 生物、物理、化學(xué)后處理 污水排放 沼氣：發(fā)電、燃料 污泥：農(nóng)肥、土壤改良 出水：灌溉、養(yǎng)魚、雜用 氮、磷、硫回收利用 污泥堆肥 ?污泥堆肥的基本原理 ： ?在有氧的條件下 ， 利用 嗜溫菌 和 嗜熱菌 的作用 ， 分解污泥中的有機(jī)物質(zhì)并殺滅傳染病菌 、 寄生蟲卵與病毒 ， 使污泥達(dá)到穩(wěn)定并提高污泥肥分 。 ?為了改善堆肥效果 ， 一般采用膨脹劑 （ 如已堆熟的污泥 ， 稻草 ， 麥秸 、 木屑或城市垃圾等 ） 與污泥混合 ， 以便增加堆料的孔隙度 ， 使通風(fēng)良好 。 同時(shí) ，膨脹劑可降低污泥含水率并改善堆料的碳氮比 。 污泥堆肥 ?污泥堆肥的工藝流程： 脫水泥餅 含水率調(diào)整 攪拌混合 一級(jí)堆肥 二級(jí)堆肥 篩分 成品 膨脹劑 空氣 脫臭氣 化肥 抽風(fēng)機(jī) 污泥的石灰穩(wěn)定法 ?污泥石灰穩(wěn)定法是一種十分簡單的方法 ， 所需基建費(fèi)用不高 。 ?在石灰穩(wěn)定法中 ， 實(shí)際上并沒有有機(jī)物被直接降解 ， 石灰穩(wěn)定法不但不能使固體物量減少 ， 而且使固體物量增加 。 由于固體物量增加 ， 導(dǎo)致最終處置費(fèi)用較其它穩(wěn)定法高 。 ?石灰穩(wěn)定法的主要作用是解決污泥的臭氣問題并殺死病原菌 。 石灰穩(wěn)定法使污泥的肥料價(jià)值降低 ， 但可以改善污泥的脫水性能 。 污泥的最終處置 ?污泥的農(nóng)田綠地利用： ?污泥含有豐富的植物所需要的肥分及改善土壤所需的有機(jī)腐殖質(zhì)，故污泥作為農(nóng)田綠地利用是最佳的最終處置方法。 ?污泥的建筑材料利用： ?污泥的建筑材料利用主要是制磚和制纖維板材 ?污泥的填埋處置： ?污泥可單獨(dú)填埋或與其它廢棄固體物（如垃圾）一起填埋，填埋場地設(shè)計(jì)目標(biāo)年限一般為 10年以上。 ?污泥的投海處置： ?沿海地區(qū)，可考慮把生污泥、消化污泥、脫水泥餅或焚燒灰投海。 第 10章 城市污水處理廠的設(shè)計(jì) ? 典型的城市污水水質(zhì) ? 設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量 ? 廠址選擇與工藝流程的確定 ? 平面布置的設(shè)計(jì)原則 ? 高程布置的設(shè)計(jì)原則 ? 水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)和自動(dòng)控制 典型的城市污水水質(zhì) ? 生物處理構(gòu)筑物的進(jìn)水中有害物質(zhì)濃度不得超過附錄 5規(guī)定的容許濃度； ? 營養(yǎng)組合比： BOD5： N： P＝ 100： 5： 1 ? 典型的水質(zhì)參數(shù)： BOD5＝ 100－ 400 mg/L CODCr＝ 250－ 800 mg/L SS＝ 150－ 350 mg/L 氨氮＝ 15－ 40 mg/L 總磷（以 P計(jì)）＝ 4－ 10 mg/L pH＝ 6－ 9 城市污水處理廠的設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量 ? 設(shè)計(jì)人口當(dāng)量（ as）： BOD5： 20－ 35 g/人 .d SS： 35－ 50 g/人 .d ? 設(shè)計(jì)當(dāng)量人口（Ｎ）： N＝ Q﹡S a/as ? 平均日污水量：設(shè)計(jì)規(guī)模，成本計(jì)算 ? 高日高時(shí)流量：管渠、物理處理構(gòu)筑物 ? 高日均時(shí)流量：生物處理構(gòu)筑物 城市污水處理廠的廠址選擇 ? 城市污水處理廠廠址選擇的考慮因素： ? 位于城鎮(zhèn)水體和夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下游 ； ? 有良好的工程地質(zhì)條件； ? 少拆遷，少占農(nóng)田，有一定的衛(wèi)生防護(hù)措施； ? 便于污水、污泥的排放和利用，有擴(kuò)建的可能； ? 廠區(qū)地形不受水淹，有良好的排水條件； ? 有方便的交通運(yùn)輸和水電條件。 ? 城市污水處理廠的占地指標(biāo) （表 2－ 10－ 1） 城市污水處理廠工藝流程的確定 ? 選定處理工藝流程應(yīng)考慮的因素： ? 污水處理程度； ? 工程造價(jià)、運(yùn)行費(fèi)用及占地面積 ? 當(dāng)?shù)氐淖匀慌c工程條件； ? 污水的水量規(guī)模與污水量日變化程度； ? 工程施工和運(yùn)行管理需要的技術(shù)條件。 ? 典型的城市污水處理廠工藝流程： 城市污水處理廠平面布置的原則 ? 總圖布置：遠(yuǎn)近期結(jié)合，充分綠化 ? 處理單元構(gòu)筑物的平面布置：緊湊合理，間距適當(dāng)，避免迂回，減少損失，土方平衡 ? 管、渠的平面布置：主次有別，避免矛盾 ? 污泥處理構(gòu)筑物的布置：獨(dú)立區(qū)域，確保安全 ? 輔助建筑物的布置：利于生產(chǎn)，安全環(huán)保，注重廠前區(qū)的環(huán)境建設(shè) ? 廠區(qū)道路的布置：區(qū)域分割，安全便捷 城市污水處理廠高程布置的原則 ? 一次提升，自流排水； ? 構(gòu)筑物間水頭損失計(jì)算要精確，為水量變化（雨水、事故）留有余地； ? 考慮規(guī)模發(fā)展水量增加的預(yù)留水頭； ? 精確計(jì)算，合理選擇，避免水頭浪費(fèi)； ? 力求減小污水提升揚(yáng)程，減少運(yùn)行費(fèi)用。 水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)和自動(dòng)控制 ? 常規(guī)監(jiān)測控制項(xiàng)目和儀表設(shè)備：表 2－ 10－ 3 ? 污水處理廠控制管理的目的： ? 優(yōu)化工藝參數(shù)，保證出水水質(zhì)； ? 提高管理水平，改善工作條件； ? 發(fā)揮設(shè)備功效，降低運(yùn)行成本； ? 積累設(shè)計(jì)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。 ? 常用控制方式： ? 盤裝儀表和就地安裝儀表，單元控制； ? 集中監(jiān)測，微機(jī)控制的儀表監(jiān)測系統(tǒng)； ? 集中管理、分區(qū)監(jiān)控的集散型微機(jī)控制系統(tǒng)。 第 11章 工業(yè)廢水處理 ? 工業(yè)廢水的分類 ? 酸堿廢水的中和處理與應(yīng)用 ? 化學(xué)沉淀法與應(yīng)用 ? 氧化還原法與應(yīng)用 ? 氣浮法與應(yīng)用 ? 吸附法與應(yīng)用 工業(yè)廢水的分類 ? 按廢水中主要污染物分類 ? 按生產(chǎn)行業(yè)分類 ? 按污染物性質(zhì)分類 ? 無機(jī)廢水 ? 有機(jī)廢水 ? 按污染物處理的難易分類 ? 易處理工業(yè)廢水（ SS，酸、堿） ? 可生化工業(yè)廢水（有機(jī)物，食品，釀造） ? 難降解工業(yè)廢水（重金屬，農(nóng)藥，染料，造紙） 酸堿廢水中和的主要方法 中和方法 主要優(yōu)點(diǎn) 主要缺點(diǎn) 酸堿廢水相互中和 以廢治廢，處理成本低 適用范圍窄 藥劑中和 適用范圍大，處理效果好 設(shè)備多，費(fèi)用高， 管理要求高，泥渣量大 固定床中和濾池 設(shè)備簡單，易操作維護(hù)， 泥渣量少 不適于硫酸廢水， 高 SS、油脂要求預(yù)處理 升流膨脹中和濾池 設(shè)備簡單，濾速高，泥渣量少， 可用于各種酸性廢水 高 SS、油脂要求預(yù)處理 對(duì)濾料粒徑要求嚴(yán)格 滾筒式中和濾池 可用于各種酸性廢水， 對(duì)濾料粒徑無嚴(yán)格要求 設(shè)備復(fù)雜，防腐要求高， 電耗高，噪聲大 藥劑中和法投藥量計(jì)算 式中： Q ——廢水流量 (m3/h) C ——廢水中酸（堿）濃度 (kg/m3) ——換算（比重 1） a ——藥劑單位理論耗量 (kg/kg) ——查表 2－ 11－ 4 α ——藥劑純度或濃度 () ——教材 P427 K ——反應(yīng)不均勻系數(shù) () ——教材 P427 )/( hkgKaCQG?????化學(xué)沉淀法的原理與應(yīng)用 ? 化學(xué)沉淀法的基本原理： 向含有重金屬等溶解性污染物的廢水中投加某些化學(xué)藥劑，使其與污染物反應(yīng)生成 溶度積 非常小的難溶物質(zhì)，然后通過沉淀、過濾等分離手段將污染物從廢水中去除。 ? 常用化學(xué)沉淀法及其應(yīng)用： ? 氫氧化物沉淀法（石灰，重金屬廢水） ? 硫化物沉淀法（硫化鈉，重金屬廢水） ? 鋇鹽沉淀法（碳酸鋇，鉻酸廢水） 氧化還原法的原理與應(yīng)用 ? 氧化還原法的基本原理： 利用氧化還原反應(yīng)，將廢水中的有害物質(zhì)氧化或還原，使其變成無害或危害較小的新物質(zhì)。 ? 常用氧化還原法及其應(yīng)用： ? 氯氧化法（氰化物，硫化物，消毒） ? 臭氧氧化法（酚，氰化物，染料，有機(jī)物，消毒） ? Fenton試劑法（過氧化氫＋硫酸亞鐵，難降解有機(jī)物） ? 光催化氧化法（ UV＋氧化劑，難降解有機(jī)物） ? 電解氧化還原法（電鍍廢水，含酚廢水） 含鉻廢水的藥劑還原法處理 ? 基本原理： 在酸性條件下，利用還原劑將 Cr6+還原為 Cr3+ ，再將廢水 pH值調(diào)至堿性，使 Cr3+生成 Cr(OH)3沉淀而去除。 ? 反應(yīng)條件： ? 還原劑：亞硫酸鹽（ Cr6+ ＝ 1001000 mg/L）， 硫酸亞鐵（ Cr6+ ＝ 50100 mg/L） ? 還原反應(yīng) pH值： 1－ 3 ? 投藥量：亞硫酸鹽： Cr6+ ＝ 4： 1， 硫酸亞鐵： Cr6+ ＝ 25－ 30： 1 ? 還原反應(yīng)時(shí)間： 30 min ? Cr(OH)3沉淀 pH值： 7－ 9 氣浮法的原理與應(yīng)用 ? 氣浮法的基本原理： 使高度分散在水中的微小氣泡粘附在懸浮顆粒表面形成氣浮體，當(dāng)氣浮體的浮力大于重力和阻力時(shí)，上浮至水面形成泡沫而從水中去除。 ? 氣浮過程的必要條件： ? 大量高度分散的微小氣泡； ? 待去除的污染物呈懸浮顆粒狀態(tài)； ? 懸浮顆粒表面呈疏水性質(zhì)。 氣泡 疏水顆粒 親水顆粒 θ θ 氣浮法的原理與應(yīng)用 ? 氣浮法的分類： ? 電解氣浮法 ? 散氣氣浮法（擴(kuò)散板，葉輪） ? 溶氣氣浮法（真空溶氣，加壓溶氣） ? 氣浮法的適用范圍： ? 分離去除廢水中的懸浮油和乳化油； ? 分離去