第十章厌氧生物处理法
本章重点：厌氧过程动力学
20世纪70年代以来，由于城市的扩大和工业的迅速发展，有机废.如仍用需氧法处理则需要消耗大量的能量。随着全球性能源问题的日益突出，在废水处理领域内，人们便逐渐对厌氧生物处理工艺产生了新的认识和估价。
厌氧生物处理法的主要优点有：能耗低；可回收生物能源(沼气)；每去除单位质量底物产生的微生物(污泥)量少；而且由于处理过程不需要氧，所以不受传氧能力的限制，因而具有较高的有机物负荷的潜力。其缺点是处理后出水的COD、BOD值较高，水力停留时间较长并产生恶臭等。
§10.1 厌氧生物处理法的基本原理和流程
1.基本原理
可将有机物在厌氧条件下的降解过程分成三个反应阶段。
第一阶段是，废水中的溶性大分子有机物和不溶性有机物水解为溶性小分子有机物。
反应的第二阶段为产酸和脱氢阶段。水解形成的溶性小分子有机物被产酸细菌作为碳源和能源，最终产生短链的挥发酸，如乙酸等。
在废水的厌氧生物处理过程中，有机物的真正稳定发生在反应的第三阶段，即产甲烷阶段。产甲烷的反应由严格的专一性厌氧细菌来完成，这类细菌将产酸阶段产生的短链挥发酸(主要是乙酸)氧化成甲烷和二氧化碳。
图 10-1 厌氧处理的连续反应过程
2.甲烷的产生与形成途径
产甲烷阶段，又称碱性发酵阶段，这一阶段产甲烷菌利用前一阶段的产物，并将其转化为CH 4和CO 2，可能反应如下：
4H 2+CO 2
CH 4+2H 2O （10-1）
4H 2+CH 3COOH 2CH 4+2H 2O （10-2） CH 3COOH
CH 4+CO 2
（10-3）
因为氧化氢形成甲烷的细菌可从二氧化碳中获得碳源，所以这些细菌带有自养性，其生长速率很慢，虽然它们与分解乙酸的细菌在厌氧反应器中有共生关系，但其数量较少，在厌氧反应过程中，生成的甲院大部分来自乙酸的分解。主要参与微生物统称为产甲烷菌； 其特点有：1）生长慢；2）对环境条件（温度、pH 、抑制物等）非常敏感。
3.基本流程
图10-3为废水厌氧处理的基本流程图，图中以虚线框标出厌氧处理单元，主要由六部分组成，简单说明如下：
⑴厌氧反应器厌氧处理中的发生生物氧化反应的主体设备。
⑵促使反应器中主体液体与进水充分混合的设备或手段。
⑶保持反应器中主体液体达到所需温度的设备。
⑷pH值调节剂投加设备。
⑸沼气的排放、贮存和利用设备。
⑹废弃厌氧生物污泥的贮存和处理设备。
厌氧生物处理工艺的发展简史：
①上述的厌氧过程广泛地存在于自然界中；
②人类第一次利用厌氧消化处理废弃物，是始于1881年——Louis Mouras的“自动净
化器”；
③随后人类开始较大规模地应用厌氧消化过程来处理城市污水（如化粪池、双层沉淀池
等）和剩余污泥（如各种厌氧消化池等）；
——长的HRT、低的处理效率、浓臭的气味等；
④50、60年代，特别是70年代中后期，随着能源危机的加剧，人们对利用厌氧消化过
程处理有机废水的研究得以强化，出现了一批被称为现代高速厌氧消化反应器的
处理工艺，厌氧消化工艺开始大规模地应用于废水处理；
——HRT大大缩短，有机负荷大大提高，处理效率也大大提高；
——厌氧接触法、厌氧滤池（AF）、上流式厌氧污泥床（UASB）反应器、厌氧流化床（AFB）、AAFEB、厌氧生物转盘（ARBC）和挡板式厌氧反应器等；
——HRT与SRT分离，SRT相对很长，HRT则可以较短，反应器内生物量很高。
⑤最近（90年代以后），随着UASB反应器的广泛应用，在其基础上又发展起来了EGSB
和IC反应器；
——EGSB反应器可以在较低温度下处理低浓度的有机废水；
——IC反应器则主要应用于处理高浓度有机废水，可以达到更高的有机负荷。
在厌氧反应器构型的开发研究过程中，可以认为，在消化池出现之前，人们主要集中于设法将废水中悬浮物的沉淀和污泥的厌氧发酵分开；而在消化池出现之后，则主要集中于将消化池中的水力停留时间和厌氧生物污泥的停留时间分开。由于产甲烷细菌的增殖率很低，消化池不得不采用很长的水力停留时间，一般为10—25d，这就使池子的体积很大，而容积负荷很低。为解决这一问题，近年来国内外进行了广泛的研究，出现了不少新的厌氧工艺和新型的厌氧反应器，其中包括：
⑴两相厌氧法(two-phase anaerobic treatment process) 这种工艺也称两段(twostage)厌
氧法，是根据产甲烷细菌与其它非产甲烷细菌在生长特性方面的差异建立起来的，如图10-4（a）。
①工艺流程与特点：
这是70年代随着厌氧微生物学的研究不断深入应运而生的；着重于工艺流程的变革，而不是着重于反应器构造变革；在单相反应器中，存在着脂肪酸的产生与被利用之间的平衡，维持两类微生物之间的协调与平衡十分不易；两相厌氧消化工艺就是为了克服单相厌氧消化工艺的上述缺点而提出的；两个反应器中分别培养发酵细菌和产甲烷菌，并控制不同的运行参数，使其分别满足两类不同细菌的最适生长条件；反应器可以采用前述任一种反应器，二者可以相同也可以不同。
两相工艺最本质的特征是实现相的分离，方法主要有：①化学法：投加抑制剂或调整氧化还原电位，抑制产甲烷菌在产酸相中的生长；②物理法：采用选择性的半透明膜使进入两个反应器的基质有显著的差别，以实现相的分离；③动力学控制法：利用产酸菌和产甲烷菌在生长速率上的差异，控制两个反应器的水力停留时间，使产甲烷菌无法在产酸相中生长；实际上，很难做到相的完全分离。
主要优点：
有机负荷比单相工艺明显提高；产甲烷相中的产甲烷菌活性得到提高，产气量增加；运行更加稳定，承受冲击负荷的能力较强；当废水中含有SO42-等抑制物质时，其对产甲烷菌的影响由于相的分离而减弱；对于复杂有机物（如纤维素等），可以提高其水解反应速率，因而提高了其厌氧消化的效果。
②应用情况
Ⅰ荷兰：淀粉废水
Ⅱ我国首都师范大学：豆制品废水
Ⅲ其它
⑵厌氧接触法(anaerobic contact process)这种工艺也称厌氧活性话泥法，像需氧活性污泥法那样，在消化池出水端设置污泥沉淀池，将沉淀的厌氧生物污泥回流入消化池中，以此来提高消化池中的污泥停留时间，如图10-4（b）；也可在消化池出水部位安装固体分离膜以提高污泥停留时间，如图10-4（c）。
与普通厌氧消化池相比，厌氧接触法的特点有：
①污泥浓度高，一般为5~10 gVSS/l，抗冲击负荷能力强；
②有机容积负荷高，中温时，COD负荷1~6 kgCOD/m3.d，去除率为70~80%；
BOD负荷0.5~2.5 kgBOD/m3.d，去除率80~90%；
③出水水质较好；
④增加了沉淀池、污泥回流系统、真空脱气设备，流程较复杂；
⑤适合于处理悬浮物和有机物浓度均很高的废水。
最大的问题是污泥的沉淀：
●污泥上附着有小气泡；
●污泥在二沉池中还有活性，还会产生气体，导致已下沉的污泥上浮。
改进措施：
●真空脱气设备（真空度为500mmH2O）；
●增加热交换器，使污泥骤冷，暂时抑制厌氧污泥的活性。
⑶生物膜反应器采用生物膜反应器提高污泥的停留时间及污泥浓度，这类反应器有厌氧填充床(anaerobic packed bed)、厌氧膨胀床/流化床(anaerobic expanded/fluidized bed)、厌氧生物转盘(anaetobic rotating)等,如图10—4(d)、(e)
⑷上流式厌氧污泥床反应器(upflow anaerobic sludge blanket reactor)如图10—4(f)所示，这种反应器是在上流式厌氧填充休的基础上发展起来的。
附：表10-1 各类厌氧处理过程的技术性能
§10-2 厌氧过程动力学
厌氧过程动力学涉及底物的降解、微生物的生长和甲烷的生成等三个方面的关系式。
1.底物降解和微生物生长动力学
厌氧处理过程中底物降解和微生物生长动力学都建立在Monod方程的基础上，这两个方面的动力学模型形式及其导出公式形式，与第八、九章需氧处理过程中同类型反应器的完全一样，只是动力学常数有些变动，如表10-2。可以看出，与需氧处理过程比较，厌氧处理中的μmax一般小一至两个数量级，而K值一般则较大。
表10-2 厌氧过程动力学常数
2.甲烷生成动力学
在厌氧处理中，COD减小的途径主要是生成甲烷和微生物的细胞，其它途径有生成氢气、通过硫酸盐的还原生成硫化氢气体等。目前通用COD、甲烷、微生物三者间的平衡，并根据化学计量学的方法来计算甲烷的生成量，甲烷的氧当量可按下式计算：CH4+2H2CO2+2H2O （10-4）
式（10-4）表明1mol(16g)甲烷需2mol(64g)的氧，这相当于2mol(64g)的COD 生成1mol 甲烷。在标准条件(0℃和0.1MPa)下，1mol 甲烷的体积为22.4L ，这样，1gCOD 在标准状态下可生成的甲烷体积为22.4/64=0.35L 。如果令G 0为甲烷的产率系数，则在理论上G 0=0.35L/Gcod ，在非标准状态下的产率系数(G 0)Tp 可按Boyle-Charles 定律计算： p
T
p T G G O
Tp O 21028.11273)(-?=?= （10-5） 式中，T 为厌氧反应器中的热力学温度；P 为反应器室内的气压（单位Pa ）。
根据§7-4，每克干细菌完全氧化所需的单体氧为1.41g 。利用一个类似于需氧处理中氧的摄入率计算公式（见式（8-40））形式来计算厌氧处理的甲烷生成率：
()()()Y 41.11P
TR 1028.1Y 41.11R G G 0
2
0T 0p
-?=-=- (10-6) 式中，G 为甲烷的产率，单位L/d ；R 0为COD 的减少速率，单位为g/d ；Y 为产率系数，g 干细菌/gCOD 。
§10-3 厌氧活性污泥法
厌氧活性污泥法是厌氧微生物在反应器中处于悬浮生长状态的生物处理方法，因此，必须有维持微生物处于悬浮状态的设备或手段，同时，由于微生物处于悬浮状态易于随出水流出反应器，必须特别注意采取能使气、液、固三相良好分离的措施，厌氧活性污泥法通常包括传统的消化池和厌氧接触法。
1.传统消化池
迄今为止，传统消化池一直是厌氧处理法中最广泛采用的一种反应器，常用于废水处理厂中有机污泥的处理，近年来也用于含有机固体较多和有机物浓度很高的废水。传统消化池又称低速消化池，无加热和搅拌装置；有分层现象，只有部分容积有效；消化速率很低，HRT 很长（30~90天）。主要作用：
①一部分有机物转变为沼气； ②一部分有机物形成稳定性良好的腐殖质； ③提高了污泥的脱水性能； ④污泥体积可减少1/2以上；
⑤致病微生物也得到了一定程度的灭活，有利于污泥的进一步处理和利用。
传统消化池一般采用无回流完全混合方式运行，第八章中§8-2的CSTR 型活性污泥法方程式完全适用于传统消化池的设计，但因无回流，水力停留时间Θ等于污泥停留时间，即Θ等于污泥龄c θ，因此得下列方程式：
c
C
b Y Y θ+=
1 （8-32）
)
1()
1(0c c C c b k Y b K θθθρ+-+=
（8-34 a ）
)(1ρρθρ
ρ-=+-=i c
i C
Y b Y X (10-7)
c Q V θ= (10-8)
c
u Y X
R θ=
(8-41) 298.03.0935.0X d με= (8-78)
式（10-7）和式（10-8）是以c θ=Θ代入式（8-35）和（8-38）得来的。
上述各式中的动力学参数C Y 、0k 、K 和b 一般可采用图10-5所示的试验装置进行测定，在厌氧处理中，温度是一个重要的影响因素，O`Rourke 得出城市废水污泥厌氧处理时的0k 和K 与温度t 的下列关系：
)35(015.001067.6t k --?= (10-9)
)35(046.0102224t K -?= (10-10)
式中0k 以1/d 为单位，K 以mgCOD/L 为单位。
厌氧处理和需氧处理一样，存在一个极小的c θ值，该值仍可按式（8-37）计算。
)
0cmin G K Y k b K ρ
θρρ+=
-+ （8-37）
2. 厌氧接触法
厌氧接触法主要用于中、高有机物浓度废水的处理。由于厌氧处理受温度的影响很大，低温时min c θ急剧增大，故厌氧处理不宜在20℃以下运行。
厌氧接触法与CSTR 型活性污泥法几乎完全一样，只是c θ值较大，一般取为min c θ的2~10倍，在K >>ρ和b 可忽略时可得到g r 与min c θ的下列关系：
max g g r r K ρρ
=
+ (8-8)
max 1
g g c
r r θ=
= （8-28） min 0()
c G K Y k b K ρ
θρρ+=
-+ （8-37）
min max
11
c g G r Y k θ=
=
（10-11） 从式（10-11）可以看出，由于厌氧处理中产甲烷细菌的生长速率max μ（即max g r ）较低，所以厌氧处理的min c θ要比需氧处理大。
工艺过程对pH 的控制能力，主要与在厌氧反应过程中产生有机酸和二氧化碳有关，在与大气隔绝的反应器中，二氧化碳在水中存在如下平衡关系：
2223CO H O H CO + (10-12)
233H CO H HCO +-+ (10-13) 2233H CO H CO +-+
(10-14)
此外，还存在水的离解关系 2H O H OH +-+
（10-15）
根据化学质量作用定律，可得下列三个数量关系：
[]
312H HCO K CO +-????????=
(16)
2323
H CO K HCO +--
????????= (17)
w K H OH +-????=???? (18)
式中，1K 、2K 分别为23H CO 的第一离解常数和第二离解常数；w K 为水的离子积；[ ]表示物质的量浓度，单位为mol/L 。
从表10-5数值可以看出，在厌氧处理常用温度和pH 基本控制在中性附近的条件下，2
K 和w K 值都比1K 值小5至7个数量级，因此，可以只按式（10-16）来估计厌氧反应器的pH 值，即：
[]312lg HCO pH pK CO -
????=+ （10-19） 也就是说，厌氧反应器中的pH 值主要取决于[]2CO 和3HCO -????的相对大小。
通常采用挥发性有机酸（VA ，以mg/L 乙酸计）和碳酸氢盐碱度（BA ，以mg/L CaCO 3
计）之比，作为衡量厌氧反应器对pH 值缓冲能力的一个指标。一般地说，当VA/BA<0.4时，反应器具有足够的缓冲能力，挥发性有机酸浓度的增加不致引起反应器中pH 值很大的波动；当VA/BA=0.4~0.8时，反应器的缓冲能力有限；而当VA/BA>0.8时，反应器的缓冲能力极小，挥发性有机酸浓度的微小增加，都会造成反应器中pH 值的急剧降低。
当反应器处于不平衡状态时，挥发性有机酸将按下式消耗碳酸氢盐的碱度： 322HCO HAC H O CO AC -+++
(10-20)
这就造成[]2CO 上升而3HCO -
????下降，使pH 值降低，但反应器内的总碱度（TA ，以
mg/LCaCO 3计）不会有多大的改变，因为AC -也被作为碱度被测出。
如果废水的总碱度以甲基橙滴定终点（pH=4.3时消耗的酸量）测定，而有机酸盐碱度采用酸滴定法测定，则碳酸氢盐碱度可按下式确定：
)VA (71.0TA BA -= （10-21）
根据式（10-19），可将VA/BA 指标转换为BA/TA 指标： 当BA/TA>0.8时，反应器具有足够的缓冲能力；
当BA/TA<0.6时，反应器没有备用缓冲能力，应采取措施控制pH 。 例题见书。
§10-4 厌氧生物膜法
在无回流的厌氧活性污泥法中，就不得不加大水力停留时间来获得较长的污泥停留时间；在有回流的厌氧活性污泥法中，虽然可通过回流来减短水力停留时间并增大污泥停留时间。但由于受污泥的沉降和浓缩性能的限制，也不可能获得太长的污泥停留时间。
由于厌氧生物膜法的微生物在填料表面固定生长，故有可能在很短的水里停留时间条件下，获得很长的、甚至长达100d 以上的污泥停留时间。
1.厌氧填充床
厌氧填充床又称厌氧滤池或厌氧固定床。在厌氧填充床中，废水流可以从下向上，称上流式厌氧填充床，如图10-4(d)所示；也可像给水滤池那样，废水从上至下流动，称下流式厌氧填充床(downflow anaerobic packed bed)。
设计厌氧填料床的适用公式，可采用§9-4所介绍的Eckenfelder 公式的形式：
)L /k exp(i
e
-=ρρ （10-22） 式中，ρi 和ρe 为进、出水的有机物COD 浓度，L 为有机物负荷，单位为kgCOD/m 3?d ；k 为去除有机物的系数，单位为kgCOD/m 3?d 。
在有机物负荷很高即k/L 很小时，式（10-22）中的exp(-k/L)可按级数展开后略去高次项得下列简化式：
L /k 1)L /k exp(i
e
-=-=ρρ （10-23） 从上式可看出，k 的物理意义为被去除的有机物负荷。
为了获得较高的去除率（即较大的k 值），厌氧填充床的设计负荷宜采用1.5kgCOD/m 3
?d 。
2.厌氧膨胀床/流化床
厌氧膨胀床/流化床是使1mm 左右粒径的填料处于流化状态来处理废水；上流式厌氧污泥床用自然培养的0.5~2.0mm 左右的颗粒污泥处于流化状态来处理废水。这样，既避免了堵塞，又大大增加了微生物固定生长的表面积，提高了反应器中的微生物浓度，从而大幅度提高了有机物体积负荷。
载体：固体颗粒，常用的有：石英砂、无烟煤、活性炭、陶粒和沸石等，粒径一般为0.2~1mm ；常采用出水回流的方法使载体颗粒膨胀或流化；一般将床体内载体略有松动，载体间空隙增加但仍保持互相接触的反应器称为膨胀床；将上升流速增大到使载体可在床体内自由运动而互不接触的反应器称为流化床。
厌氧生物硫化床
主要特点：细颗粒的载体为微生物的附着生长提供了较大的比表面积，使床内的微生物浓度很高（一般可达30gVSS/l）；具有较高的有机容积负荷（10~40kgCOD/m3.d），水力停留时间较短；具有较好的耐冲击负荷的能力，运行较稳定；载体处于膨胀或流化状态，可防止载体堵塞；床内生物固体停留时间较长，运行稳定，剩余污泥量较少；既可应用于高浓度有机废水的处理，也应用于低浓度城市废水的处理。
主要缺点：载体的流化耗能较大；系统的设计运行要求高。
关于生物浓度：
●厌氧膨胀床或流化床中的微生物浓度与载体粒径和密度、上升流速、生物膜厚度和孔隙率等有关；
●已知上升流速、生物膜厚度、不同载体粒径时的微生物浓度：
●对于不同生物膜厚度，有一个污泥量最大的载体粒径；
●载体的物理性质对流化床的特性也有影响：如：颗粒粒径过大时，颗粒自由沉降速度大，为保证一定的接触时间必须增加流化床的高度；水流剪切力大，生物膜易于脱落；比表面积较小，容积负荷低；但过小时，则操作运行较困难。
对厌氧流化床作如下假定：
⑴厌氧反应器中的流态为完全混合型（CSTR）；
⑵填料上生长的生物膜为均质增长，其密度ρa ； ⑶填料为均质球体，直径为d ，自然堆积孔隙率为m ； ⑷进水微生物浓度为零。
如图10-12所示，流化床内底物的物料衡算方程为：
???
?????ρ+???
??-+??? ??--ρ=??? ??ρ-e s s a a i Q V X dt dM V X dt dM Q V dt d （10-25）
式中，（-d ρ/dt ）为流化床底物浓度变化速率，单位为kgCOD/m
3
?d ；V 为流化床反应区的容积，单位为m 3
；Q 为进、出水流量，单位为m 3
/d ；ρi 、ρs 分别为进、出水底物浓度，单位为kgCOD/m 3
；
()a dt /dM -为单位质量的生物膜对底物质量的降解速率，单位为kgCOD/(kg ?d)；Xa 为流化床
的生物膜浓度，单位为kg/m 3
；()s dt /dM -为单位质量的悬浮生长微生物对底物的质量降解速
率，kgCOD/(kg ?d)。
比照式（8-6）可列出：
???????????? ??-=a a a a
X dt dM Y dt dX （10-26） ???
????????? ??-=s s s s
X dt dM Y dt dX （10-27） 式中，Y a 、Y s 分别为生物膜和悬浮生长微生物的表现产率系数。 由式（10-26）（10-27）得：
()a a a a t a a
Y Y X /d dX dt dM μ==
??? ??- （10-28） ()s s s s t s s
Y Y X /d dX dt dM μ==
???
??- （10-29） 式中μa 、μs 分别为生物膜和悬浮生长微生物的比增殖率。
将式（10-28）（10-29）代入式（10-25），并考虑稳态条件，即()0dt /d =ρ-，则可得：
()V X Y V X Y Q s s
s a a a e i μ
-μ=
ρ-ρ （10-30） 根据§10-2的介绍，用Monod 方程描述厌氧微生物的生长具有足够的准确性，因此有：
()e
a e
a max a K ρ+ρ?μ=μ （10-31） ()e
s e
s max s K ρ+ρ?μ=
μ （10-32）
由于厌氧流化床中填料的表面面积很大，生物膜量远远大于悬浮生物量，同时，镜检也发现流化床中悬浮物主要是一些从填料上脱落的老化生物膜，活性差。因此可认为流化床中对底物降解起主要作用的是填料上生长的生物膜，故有：
()
()e
a e
a a
a
max K V X Y Q e i ρ+ρ?
?μ=
ρ-ρ （10-33） 用生物膜密度ρa 乘式（10-30）右边的分子分母得：
()
()e
a e
a a a
a
a max K V X Y Q e i ρ+ρ?
ρ?
ρμ=
ρ-ρ （10-34） 式中，X a V/ρa 表示流化床中生物膜的总体积V a 。
在生物膜厚度不大的条件下（厌氧流化床中生物膜一般0.02～0.10mm ），Va 可表示为生物膜总表面面积W 和D 的乘积，即
D W V V
X a a
a ?==ρ （10-35） 将上式代入式（10-34）得：
()()e
a e
a a a max e i K W WD Y W Q ρ+ρ?
ρ?μ=ρ-ρ （10-36） 流化床中生物膜单位表面面积的底物降解速率为：W
)
(Q L e i w ρ-ρ=
流化床中生物膜单位表面面积的最大底物降解速率为：()()W
WD
Y L a a
a
max max w ρ?
μ= 因此，厌氧流化床生物膜表面面积底物降解动力学关系式：
()ρ
+ρ
=K L L max
w w （10-37） 式中，ρ为反应器中的底物（COD ）浓度；K 为厌氧流化床生物膜的动力学常数。 在厌氧流化床中，因D 值小，可以用填料的表面面积W m 代替生物膜的表面面积W ：
V d )
m 1(6W e
m β?-α=
（10-38） 式中：d e 为填料的当量直径；α为填料的形状系数；β为流化床中填料所占的分数，以流化床体积V 计；m 为填料的孔隙率。
应用实例
● 城市废水：Jewell 等人，美国，
进水COD 平均为186mg/l ，SS 平均为88mg/l ；厌氧消化池污泥作为接种污泥，反应温度为20?C ；启动期为50天，之后连续运行100天，COD 负荷为0.65~35kgCOD/m 3.d ；当水力停留时间在1h 以上时，出水SS 在10mg/l 以下，COD 为40~45mg/l 。
● 工业废水
3.厌氧生物转盘
厌氧生物转盘基本方程式与§9-4式（9-37）相同，在应用上也可按式（10-35）进行设计，只是填料的表面面积在这里按盘片浸水的表面面积d W 计算：
()
22
122d W n R R π=- (10-39)
式中：n 为盘片数；R1和R2分别为盘片总的和与未浸水部分的半径。
主要特点：
微生物浓度高，有机负荷高，水力停留时间短；废水沿水平方向流动，反应槽高度小，节省了提升高度；一般不需回流；不会发生堵塞，可处理含较高悬浮固体的有机废水；多采用多级串联，厌氧微生物在各级中分级，处理效果更好；运行管理方便；但盘片的造价较高。
应用情况：
多处于小试阶段；国外：牛奶废水、奶牛粪、生活污水等，进水TOC 为110~6000mg/l ，TOC 去除率可达60~80%，有机负荷为20gTOC/m 3?d ；国内：玉米淀粉废水和酵母废水，COD 去除率为70~90%，负荷为30~70 gCOD/m 3?d 。
§10-5 厌氧处理法的运行与管理
1.厌氧处理法的运行性能指标
⑴pH值
●重要原因：产甲烷菌对pH值的变化非常敏感，一般认为，其最适pH值范围为6.8~7.2，
在<6.5或>8.2时，产甲烷菌会受到严重抑制，而进一步导致整个厌氧消化过程的恶化；
●厌氧体系中的pH值受多种因素的影响：进水pH值、进水水质（有机物浓度、有机物种类
等）、生化反应、酸碱平衡、气固液相间的溶解平衡等；
●厌氧体系是一个pH值的缓冲体系，主要由碳酸盐体系所控制；
●一般来说：系统中脂肪酸含量的增加（累积），将消耗-
HCO，使pH下降；
3
但产甲烷菌的作用不但可以消耗脂肪酸，而且还会产生-
HCO，使系统的pH值回升。
3
●碱度曾一度在厌氧消化中被认为是一个至关重要的影响因素，但实际上其作用主要是保证
厌氧体系具有一定的缓冲能力，维持合适的pH值；
●厌氧体系一旦发生酸化，则需要很长的时间才能恢复。
⑵挥发性有机酸和碳酸氢盐碱度
一般地说，正常运行的厌氧反应器中，挥发性有机酸都低于1000mg/L，一般为300～500 mg/L，碳酸氢盐碱度斗高于2000 mg/L，一般为1000～5000 mg/L。
⑶甲烷产率
甲烷产率又称甲烷转化率，理论上甲烷产率为0.35L/gCOD。
⑷其它指标
包括废水处理中所需的一些常用指标，例如有机物去除率、负荷、温度等。
2. 厌氧处理过程的模型化与控制
参考书目：
1）《水处理工程》，第一版，顾夏声等，清华大学出版社，1985
3) 《现代废水生物处理新技术》，钱易等，中国科技出版社，1993
4）《排水工程》，第三版，张自杰等，中国建筑工业出版社，1996
5）《环境工程设计手册》之《水污染控制篇》
6）《水污染治理工程》，黄铭荣、胡纪萃，高教出版社，1995
7）《废水生物处理数学模型》，第二版，顾夏声，清华大学出版社，1995
8）《水处理微生物学》，第三版，顾夏声等，中国建筑工业出版社，1998
9）《当代给水与废水处理原理》，许保玖，高教出版社，1991
多层砖混结构办公楼施工组织课程设计
目录 任务与指导书 (3) 第一章总则 (12) 第二章工程概况 (13) 第三章施工方案制定 (17) 第四章施工进度计划的编制 (35) 第五章施工准备与资源配置计划 (40) 第六章施工平面图设计 (45) 第七章施工组织措施 (46) 第八章其他管理措施 (49)
多层砖混结构办公楼 施工组织设计任务书及指导书 一、目的 本课程设计为单位工程施工组织设计，是《建筑工程施工组织设计》课程的主要教学环节之一，它是对已学过的建筑施工知识进行综合性的演练运用过程。 通过本课程设计，初步掌握单位工程施工组织设计的内容，设计步骤和方法，巩固所学的理论知识；并运用所学知识，分析和解决施工组织和管理及实施过程中的各种问题。 二、设计条件（即：工程概况） 1.建筑物概况 本工程为某省××公司的办公楼（兼单身职工宿舍），位于××市郊××公路边，总建筑面积为6262m2,平面形式为L型，南北方向长61.77m，东西方向总长为39.44m。该建筑物主体为五层，高18.95m；局部六层，高22.45m，附楼（F～M轴）带地下室，在11轴线处有一道伸缩缝，在F轴线处有一道沉降缝，其总平面、底层平面、立面示意图见附图。 本工程承重结构除门庭部分为现浇钢筋混凝土框架外，皆采用砖混结构，基础埋深 1.9m，在c15素混凝土垫层上砌条形砖基础，基础中设有钢筋混凝土地圈梁；多孔砖墙承重，层层设现浇钢筋混凝土圈梁；内外墙交接处和外墙转角处设抗震构造柱；除厕所、盥洗室采用现浇楼板外，其余楼盖和屋面均采用预制预应力混凝土多孔板，大梁、楼梯及挑檐均为现浇钢筋混凝土构件。 室内地面除门厅、走廊、实验室、厕所、楼梯踏步为水磨石面层外，其它皆采用水泥砂浆地面。室内装修主要采用白灰砂浆外喷乳胶漆涂料；室外装饰以马赛克为主，腰线、窗套为贴面砖。散水为无筋混凝土一次抹光。 屋面保温层为炉渣混凝土。上做两毡三油防水层上铺绿豆砂。上人屋面部分铺设预制混凝土板。 设备安装及水，暖，电工程配合土建施工。 2.地质及环境条件、 根据勘测报告：天然地基承载力为150KN/m2,地下水位在地表下7~8m。本地土壤最大冻结深度为0.5米。 建筑场地南侧为已建成建筑物；北侧和西侧为本公司地界的围墙，东面为XX公路，距道牙3米内的人行道不得占用，沿街树木不得损伤。人行道一侧上方尚有高压输电线及电话线通过(见总平面图)。 3.施工工期 本工程定于三月二十日开工，要求在本年十二月三十日竣工。限定总工期九个月，日历工期为286天。 4.气象条件 施工期间主导风向偏东，雨季为九月份，冬季为十二月到第二年的二月份。 5.施工技术经济条件 施工任务由市建某公司承担，由该公司某项目经理部承包建设，可提供的施工工人有瓦工20人，木工16人以及其它辅助工种工人如钢筋工、机工、电工及普工等，根据施工需要可以调入。装修阶段可从其他工地调入抹灰工，最多调入70人。 施工中需要的水、电均从城市供水供电网中接引。 建筑材料及予制品件均可用汽车运入工地。多孔板由市建总公司予制厂制作(运距7公
科 技 天 地 42 INTELLIGENCE ＩＣ厌 氧/好氧活性污泥法 处理高浓度废水实例 安徽中粮生化环保公司 张绍祥 摘 要：对于高浓度COD 的污水，宜采用厌氧/好氧污泥法处理工艺，该工艺主要有能耗低、产泥量小、适应高浓度污染物等特点，同时，厌氧生物处理还可以产生大量的沼气，通过沼气的回收利用创造一定的经济效益。运行结果表明，原水ＣＯＤ为 5000～6000ｍ／Ｌ，出水ＣＯＤ为２00-３00ｍｇ／Ｌ，达到《污水 综合排 放 标 准》（ＧＢ８９７８-１９９６）的三级标 准 ，产生的沼气、污泥可用于电厂发电。 关键词：高浓度废水 ＩＣ厌氧/好氧活性污泥工艺 1、厌氧发酵过程：厌氧发酵过程分成四个阶段：（1）水解阶段；（2）酸化阶段；（3）酸性衰退阶段；（4）甲烷化阶段。在水解阶段，固体物质降解为溶解性的物质，大分子物质降解为小分子物质；产酸阶段（酸化阶段），碳水化合物降解为脂肪酸，主要是醋酸、丁酸和丙酸，水解和产酸进行的较快，难于把它们分开，此阶段的主要微生物是水解—产酸菌；第三阶段是酸性衰退，有机酸和溶解的含氮化合物分解成氨、胺和少量的CO 2、N2、CH4等，在此阶段中，由于产氨细菌的活动使氨态氮浓度增加,氧化还原势降低,PH 上升,PH 的变化为甲烷菌创造了适宜的条件，酸性衰退阶段的副产物还有H2S、吲哚、粪臭素和硫醇。第四阶段是由甲烷菌把有机酸转化为沼气。 2、IC 厌氧/好氧活性污泥法处理废水的特点：（1）容积负荷高：IC 反应器内污泥浓度高，微生物量大，且存在内循环，传质效果好，进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上。（2）节省投资和占地面积：IC 反应器容积负荷率高出普通UASB 反应器3倍左右，其体积相当于普通反应器的1/4—1/3 左右，大大降低了反应器的基建投资；而且IC 反应器高径比很大，所以占地面积少。（3）抗冲击负荷能力强：处理低浓度废水（COD=2000—3000mg/L）时，反应器内循环流量可达进水量的2—3 倍；处理高浓度废水（COD=10000—15000mg/L）时，内循环流量可达进水量的10—20倍。（4）抗低温能力强：IC 反应器由于含有大量的微生物，温度对厌氧消化的影响变得不再显著和严重。通常IC 反应器厌氧消化可在常温条件（20—25℃）下进行，这样减少了消化保温的困难，节省了能量。（5）具有缓冲pH 值的能力：内循环流量相当于高负荷区的出水回流，可利用COD 转化的碱度，对pH 值起缓冲作用，使反应器内pH 值保持最佳状态，同时还可减少进水的投碱量或不投加。（6）内部自动循环，不必外加动力：普通厌氧反应器的回流是通过外部加压实现的，而IC 反应器以自身产生的沼气作为提升的动力来实现混合液内循环，不必设泵强制循环，节省了动力消耗。（7）出水稳定性好：由于IC 反应器内的特殊结构，保证可以产生沉降性能好的颗粒污泥，保持反应器污泥量，从而保证反应器处理效率，出水稳定，水质好。（8）启动周期短：IC 反应器启动周期一般为1～2个月。（9）沼气利用价值高：反应器产生的生物气纯度高，CH4为70％～80％，CO2为20％～30％，其它有机物为1％～5％，可作为燃料加以利用。（10）便于维护：反应器无任何动力内循环搅拌装置，故易维护。（11）污泥产量小。 目前，IC 厌氧反应器已经广泛应用于柠檬酸废水、酒精废水、造纸废水、制药废水、土豆加工、菊苣加工、啤酒等废水处理，其运行成本低、节约能源、污泥易于处理等优点在废水处理中正发挥着越来越大的作用实现了污水处理的循环发展。 3、IC 厌氧反应器在酒精废水应用的实例：某公司以玉米为原料生产燃料酒精，年产20万吨。生产流程为玉米通过侵润、提胚、粉碎、调浆、液化糖化、发酵、蒸馏、蒸馏液蒸发、烘干。主产品为燃料酒精，副产品为玉米油、DDGS 饲料、沼气。在此生产过程中车间产生了大量的有机废水，由于该废水可生化行较好，设计利用ＩＣ厌氧/好氧活性污泥法处理。 A)废水处理流程： B)废水处理设备：废水调节池(01) 池体尺寸12×24×7m 钢砼（内防腐）、一二级反应器（02、03）池体尺寸φ15×22. 0m 碳钢防腐 、一体式氧化沟（4）池体尺寸φ75×6.0 m 碳钢防腐 C)废水运行指标： 进水 COD （mg/L）6000BOD （mg/L）3000SS（mg/L）350NH 3-N （mg/L）100PH 值3.5进水量5000m3/天出水 COD （mg/L）250BOD （mg/L）150 SS（mg/L）50 NH 3-N （mg/L）20 PH 值7.5 出水量5000m3/天 D)结论：该案例成功将IC 好氧/厌氧反应器运用到处理酒精生产废水中，运行稳定，COD 去除率达到85%，系统COD 去除率高于95%，，氨氮去除率达80%，处理过的废水符合排放标准。由于该系统利用了ＩＣ厌 氧/好氧活性污泥法处理法节约大量的资金和场地，生产中的副产品还能到电厂发电，产生了很客观的经济效益，能够抵消运行费用。参考文献：[1] 张宝军：《水污染控制技术》，北京环境工程出版社，2004年。 [2] 周正立：《污水生物处理应用技术及工程实例》，北京化学工业出版社，2006年。
1. 厌氧塔的设计计算 1.1 反应器结构尺寸设计计算 （1） 反应器的有效容积 设计容积负荷为 5.0 /( 3 / ) N v kgCOD m d 进出水 COD 浓度 C 0 2000( mg / L) ， E=0.70 QC 0 E 3000 20 0.70 8400m 3 3 V= 5.0 ，取为 8400 m N v 式中 Q ——设计处理流量 m 3 / d C 0——进出水 CO D 浓度 kgCOD/ 3 m E ——去除率 N V ——容积负荷 （2） 反应器的形状和尺寸。 工程设计反应器 3 座，横截面积为圆形。 1） 反应器有效高为 h 17.0m 则 横截面积： S V 有效 8400 ＝495(m 2 ) h 17.0 单池面积： S i S 495 165(m 2 ) n 3 2) 单池从布水均匀性和经济性考虑，高、直径比在 1.2 ： 1 以下较合适。 设直径 D 15 m ，则高 h D*1.2 15 * 1.2m 18 ，设计中取 h 18m 单池截面积： S i ' 3.14 * ( D )2 h 3.14 7.52 176.6( m 2 ) 2 设计反应器总高 H 18m ，其中超高 1.0 m 单池总容积： V i S i ' H ' 176.6 (18.0 1.0) 3000( m 3 ) 单个反应器实际尺寸： D H φ15m 18m 反应器总池面积： S S i ' n 176.6 3 529.8(m 2 ) 反应器总容积： V V 'i n 3000 3 9000(m 3 )
污水厌氧生化处理 厌氧生物处理与好氧生物处理特点比较（优缺点） 厌氧生物处理是在厌氧条件下，由多种微生物共同作用，利用厌氧微生物将污水或污泥中的有机物分解并生成甲烷和二氧化碳等最终产物的过程。在不充氧的条件下，厌氧细菌和兼性（好氧兼厌氧）细菌降解有机污染物，又称厌氧消化或发酵，分解的产物主要是沼气和少量污泥，适用于处理高浓度有机污水和好氧生物处理后的污泥。 1、厌氧生物处理的优点 ⑴容积负荷高，典型工业废水厌氧处理工艺的污泥负荷（F/M）为～(kgMLVSS?d)，是好氧工艺污泥负荷～(kgMLVSS?d)的两倍多。在厌氧处理系统中，由于没有氧的转移过程，MLVSS可以达到好氧工艺的5～10倍之多。厌氧生物处理 /（m3?d），而好氧生物处理有机容积负荷只有～有机容积负荷为5～10kgBOD 5 （m3?d），两者相差可达10倍之多。 ⑵与好氧生物处理相比，厌氧生物处理的有机负荷是好氧工艺的5～10倍，而合成的生物量仅为好氧工艺的5%～20%，即剩余污泥产量要少得多。好氧生物处 产生的污泥量为250～600g，而厌氧生物处理系统每处理理系统每处理1kgCOD Cr 产生的污泥量只有20～180g。且浓缩性和脱水性较好，同时厌氧处理过1kgCOD Cr 程可以杀死污水和污泥中的一部分寄生虫卵，即剩余污泥的卫生学指标和化学指标都比好氧法稳定，因而厌氧污泥的处理和处置简单，可以减少污泥处置和处理的费用。 ⑶厌氧微生物对营养物质的需要量较少，仅为好氧工艺的5%～20%，因而处理氮磷缺乏的工业废水时所需投加的营养盐量就很少。而且厌氧微生物的活性比好氧微生物要好维持得多，可以保持数月甚至数年无严重衰退，在停运一段时间后能迅速启动，因此厌氧反应器可以间歇运行，适于处理季节性排放的污水。 因为曝气要耗电～1kWh，而厌氧生物处理 ⑷好氧微生物处理每去除1kgCOD Cr 就没有曝气带来的能耗，且处理含有表面活性剂的污水时不会产生泡沫等问题，不仅如此，每去除1kgCOD 的同时，产生折合能量超过12000kJ的甲烷气。 Cr ⑸好氧处理的曝气过程可以将污水中的挥发性有机物吹脱出来而产生大气污染，厌氧处理不存在这一问题，同时可以降解好氧工艺无法降解的物质，减少氯
1.厌氧塔的设计计算 1.1反应器结构尺寸设计计算 （1） 反应器的有效容积 设计容积负荷为)//(0.53 d m kgCOD N v = 进出水COD 浓度)/(20000L mg C = ，E=0.70 V= 3 084000 .570 .0203000m N E QC v =??= ，取为84003 m 式中Q ——设计处理流量d m /3 C 0——进出水CO D 浓度kgCOD/3 m E ——去除率 N V ——容积负荷 （2） 反应器的形状和尺寸。 工程设计反应器3座，横截面积为圆形。 1） 反应器有效高为m h 0.17=则 横截面积：)(4950 .1784002 m h V S ＝有效 == 单池面积：)(1653 4952 m n S S i == = 2) 单池从布水均匀性和经济性考虑，高、直径比在1.2：1以下较合适。 设直径m D 15=，则高182.1*152.1*===m D h ，设计中取m h 18= 单池截面积：)(6.1765 .714.3)2 ( *14.32 2 2' m h D S i =?== 设计反应器总高m H 18=，其中超高1.0m 单池总容积：)(3000)0.10.18(6.176'3 ' m H S V i i =-?=?= 单个反应器实际尺寸：m m H D 1815?=?φ 反应器总池面积：)(8.52936.1762 ' m n S S i =?=?= 反应器总容积：)(900033000'3 m n V V i =?=?=
（3） 水力停留时间（HRT ）及水力负荷（r V ）v N h Q V t HRT 72243000 9000=?== )]./([24.03 6.1762430002 3h m m S Q V r =??= = 根据参考文献，对于颗粒污泥，水力负荷)./(9.01.02 3 h m m V r -=故符合要求。 1.7.2 三相分离器构造设计计算 （1） 沉淀区设计 根据一般设计要求，水流在沉淀室内表面负荷率)./(7.02 3 ' h m m q <沉淀室底部进水口表面负荷一般小于2.0)./(2 3 h m m 。 本工程设计中，与短边平行，沿长边每池布置8个集气罩，构成7个分离单元，则每池设置7个三项分离器。 三项分离器长度：)(16' m b l == 每个单元宽度：)(57.27 187 ' m l b == = 沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积即2882m 沉淀区表面负荷率：)./(0.20.1)./(39.0288 58.1142 323h m m h m m S Q i -<== （2） 回流缝设计 设上下三角形集气罩斜面水平夹角α为55°，取m h 4.13= )(98.055 tan 4.1tan . 31m h b === α )(04.198.020.32 12m b b b =?-=-= 式中：b —单元三项分离器宽度，m ； 1b —下三角形集气罩底的宽度，m ； 2b —相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离（即污泥回流缝之 一），m ； 3h —下三角形集气罩的垂直高度，m ；
废水厌氧生物处理与废水好氧生物处理的原理,特点及适用条件 好氧生物处理 好氧生物处理是在有游离氧(分子氧)存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。微生物利用废水中存在的有机污染物(以溶解状与胶体状的为主)，作为营养源进行好氧代谢。 过程:有机物被微生物摄取后，通过代谢活动，约有三分之一被分解、稳定，并提供其生理活动所需的能量；约有三分之二被转化，合成为新的原生质(细胞质)，即进行微生物自身生长繁殖。后者就是废水生物处理中的活性污泥或生物膜的增长部分，通常称其剩余活性污泥或生物膜，又称生物污泥。在废水生物处理过程中，生物污泥经固—液分离后，需进行进一步处理和处置。 优点:好氧生物处理的反应速度较快，所需的反应时间较短，故处理构筑物容积较小。且处理过程中散发的臭气较少。所以，目前对中、低浓度的有机废水，或者说BOD浓度小于500mg／L的有机废水，基本上采用好氧生物处理法。 在废水处理工程中，好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两大类。 厌氧生物处理是在没有游离氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。在厌氧生物处理过程中，复杂的有机化合物被降解、转化为简单的化合物，同时释放能量。在这个过程中，有机物的转化分为三部分进行：部分转化为CH4，这是一种可燃气体，可回收利用；还有部分被分解为 CO2、H20、NH3、H2S等无机物，并为细胞合成提供能量；少量有机物被转化、合成为新的原生质的组成部分。由于仅少量有机物用于合成，故相对于好氧生物处理法，其污泥增长率小得多。 废水厌氧生物处理 废水厌氧生物处理过程不需另加氧源，故运行费用低。此外，它还具有剩余污泥量少，可回收能量(CH4)等优点。其主要缺点是反应速度较慢，反应时间较长，处理构筑物容积大等。但通过对新型构筑物的研究开发，其容积可缩小。此外，为维持较高的反应速度，需维持较高的反应温度，就要消耗能源。 对于有机污泥和高浓度有机废水(一般BOD5≥2 000mg/L)可采用厌氧生物处理法。
两相厌氧工艺的研究进展 摘要：传统的厌氧消化工艺中，产酸菌和产甲烷菌在单相反应器内完成厌氧消化的全过程，由于二菌种的特性有较大的差异，对环境条件的要求不同，无法使二者都处于最佳的生理状态，影响了反应器的效率。1971年Ghosh和Poland提出了两相厌氧生物处理工艺［1］，它的本质特征是实现了生物相的分离，即通过调控产酸相和产甲烷相反应器的运行控制参数，使产酸相和产甲烷相成为两个独立的处理单元，各自形成产酸发酵微生物和产甲烷发酵微生物的最佳生态条件，实现完整的厌氧发酵过程，从而大幅度提高废水处理能力和反应器的运行稳定性。 (1) 两相厌氧消化工艺将产酸菌和产甲烷菌分别置于两个反应器内，并为它们提供了最佳的生长和代谢条件，使它们能够发挥各自最大的活性，较单相厌氧消化工艺的处理能力和效率大大提高。Yeoh对两相厌氧消化工艺和单相厌氧消化工艺进行了对比实验研究。结果表明：两相厌氧消化系统的产甲烷率为0.168m3CH4/(KgCOD Cr?d)明显高于单相厌氧消化系统的产甲烷率0.055m3CH4/(KgCOD cr?d)。 (2) 反应器的分工明确，产酸反应器对污水进行预处理，不仅为产甲烷反应器提供 了更适宜的基质，还能够解除或降低水中的有毒物质如硫酸根、重金属离子的毒性，改变难降解有机物的结构，减少对产甲烷菌的毒害作用和影响，增强了系统运行的稳定性。 (3) 产酸相的有机负荷率高，缓冲能力较强，因而冲击负荷造成的酸积累不会对产 酸相有明显的影响，也不会对后续的产甲烷相造成危害，提高了系统的抗冲击能 力。 (4) 产酸菌的世代时间远远短于产甲烷菌，产酸菌的产酸速度高于产甲烷菌降解酸的速率［4,5］，产酸反应器的体积总是小于产甲烷反应器的体积。 (5) 两相厌氧工艺适于处理高浓度有机污水、悬浮物浓度很高的污水、含有毒物质及难降解物质的工业废水和污泥。 2两相厌氧工艺的研究现状 2. 1反应器类型 从国内外的两相厌氧系统研究所采用的工艺形式看，主要有两种：第一种是两相均采用同一类型的反应器，如UASB反应器,UBF反应器,ASBR反应器，其中UASB 反应器较常用。第二种是称作Anodek的工艺，其特点是产酸相为接触式反应器 (即完全式反应器后设沉淀池，同时进行污泥回流)，产甲烷相则采用其它类型的反应器⑹。 王子波、封克、张键采用两相UASB反应器处理含高浓度硫酸盐黑液，酸化相为8.87L的普通升流式反应器，甲烷相为28.75L的UASB反应器,系统温度 (35 ±)C。当酸化相进水COD 为(6.771 ?11.057)g/ L ,SO42-为(5.648?8.669) g/
废水厌氧生物处理 生物处理原理 废水生物处理有“好氧生物”处理、“厌氧生物”处理或“好氧生物”加“厌氧生物”处理。“好氧生物处理”是指这类生物必须在有分子态氧气（O2）的存在下，才能进行正常的生理生化反应，主要包括大部分微生物、动物以及我们人类；“厌氧生物处理“是在无分子态氧存在的条件下，能进行正常的生理生化反应的生物，如厌氧细菌、酵母菌等。 一、厌氧生物处理原理 废水厌氧生物处理在早期又被称为厌氧消化、厌氧发酵；是指在厌氧条件下由多种（厌氧或兼性）微生物的共同作用下，使有机物分解并产生CH4和CO2的过程。 （一）厌氧生物处理中的基本生物过程——阶段性理论 1、两阶段理论： 20世纪30~60年代，被普遍接受的是“两阶段理论” 第一阶段：发酵阶段，又称产酸阶段或酸性发酵阶段；主要功能是水解和酸化，主要产物是脂肪酸、醇类、CO2和H2等；主要参与反应的微生物统称为发酵细菌或产酸细菌；这些微生物的特点是：1）生长速率快，2）对环境条件的适应性（温度、pH等）强。 第二阶段：产甲烷阶段，又称碱性发酵阶段；是指产甲烷菌利用前一阶段的产物，并将其转化为CH4和CO2；主要参与反应的微生物被统称为产甲烷菌（Methane producing bacteria）；产甲烷细菌的主要特点是：1）生长速率慢，世代时间长；2）对环境条件（温度、pH、抑制物等）非常敏感，要求苛刻。
2、三阶段理论 对厌氧微生物学的深入研究后，发现将厌氧消化过程简单地划分为上述两个过程，不能真实反映厌氧反应过程的本质； 厌氧微生物学的研究表明，产甲烷菌是一类十分特别的古细菌（Archea），除了在分类学和其特殊的学报结构外，其最主要的特点是：产甲烷细菌只能利用一些简单有机物作为基质，其中主要是一些简单的一碳物质如甲酸、甲醇、甲基胺类以及H2/CO2等，两碳物质中只有乙酸，而不能利用其它含两碳或以上的脂肪酸和甲醇以外的醇类； 上世纪70年代，Bryant发现原来认为是一种被称为“奥氏产甲烷菌”的细菌，实际上是由两种细菌共同组成的，一种细菌首先把乙醇氧化为乙酸和H2（一
1.厌氧塔的设计计算 反应器结构尺寸设计计算 （1） 反应器的有效容积 设计容积负荷为)//(0.53 d m kgCOD N v = 进出水COD 浓度)/(20000L mg C = ，E= V= 3084000 .570 .0203000m N E QC v =??= ，取为84003m 式中Q ——设计处理流量d m /3 C 0——进出水CO D 浓度kgCOD/3 m E ——去除率 N V ——容积负荷 （2） 反应器的形状和尺寸。 工程设计反应器3座，横截面积为圆形。 1） 反应器有效高为m h 0.17=则 横截面积：)(4950 .178400 2m h V S ＝有效= = 单池面积：)(1653 4952m n S S i === 2) 单池从布水均匀性和经济性考虑，高、直径比在：1以下较合适。 设直径m D 15=，则高182.1*152.1*===m D h ，设计中取m h 18= 单池截面积：)(6.1765.714.3)2 ( *14.3222 ' m h D S i =?== 设计反应器总高m H 18=，其中超高m 单池总容积：)(3000)0.10.18(6.176'3 'm H S V i i =-?=?= 单个反应器实际尺寸：m m H D 1815?=?φ 反应器总池面积：)(8.52936.1762'm n S S i =?=?= 反应器总容积：)(900033000'3 m n V V i =?=?=
（3） 水力停留时间（HRT ）及水力负荷（r V ）v N h Q V t HRT 72243000 9000=?== )]./([24.03 6.176********h m m S Q V r =??== 根据参考文献，对于颗粒污泥，水力负荷)./(9.01.02 3 h m m V r -=故符合要求。 三相分离器构造设计计算 （1） 沉淀区设计 根据一般设计要求，水流在沉淀室内表面负荷率)./(7.02 3 ' h m m q <沉淀室底部进水口表面负荷一般小于)./(2 3 h m m 。 本工程设计中，与短边平行，沿长边每池布置8个集气罩，构成7个分离单元，则每池设置7个三项分离器。 三项分离器长度：)(16'm b l == 每个单元宽度：)(57.27 187'm l b === 沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积即2882m 沉淀区表面负荷率：)./(0.20.1)./(39.0288 58.1142323h m m h m m S Q i -<== （2） 回流缝设计 设上下三角形集气罩斜面水平夹角α为55°，取m h 4.13= )(98.055 tan 4.1tan . 31m h b === α )(04.198.020.32 12m b b b =?-=-= 式中：b —单元三项分离器宽度，m ； 1b —下三角形集气罩底的宽度，m ； 2b —相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离（即污泥回流缝之 一），m ； 3h —下三角形集气罩的垂直高度，m ；
产品描述: 一简介 IC反应器中文名内循环厌氧反应器，由两个UASB反应器上下叠加串联构成，高度可达16-25m，高径比一般为4-8，由5个基本部分组成：混合区、颗粒污泥膨胀床区、精处理区、内循环系统和出水区。其内循环系统是IC工艺的核心结构，由一级三相分离器、沼气提升管、气液分离器和泥水下降管等结构组 成。 二工作原理 经过调节pH和温度的生产废水首先进入反应器底部的混合区,并与来自泥水下降管的内循环泥水混合液充分混合后进入颗粒污泥膨胀床区进行COD生化降解，此处的COD容积负荷很高，大部分进水COD 在此处被降解，产生大量沼气。沼气由一级三相分离器收集。由于沼气气泡形成过程中对液体做的膨胀功产生了气提的作用，使得沼气、污泥和水的混合物沿沼气提升管上升至反应器顶部的气液分离器，沼气在该处与泥水分离并被导出处理系统。泥水混合物则沿泥水下降管进入反应器底部的混合区，并于进水充分混合后进入污泥膨胀床区，形成所谓内循环。根据不同的进水COD负荷和反应器的不同构造，内循环流量可达进水流量的倍。经膨胀床处理后的废水除一部分参与内循环外，其余污水通过一级三相分离器后，进入精处理区的颗粒污泥床区进行剩余COD降解与产沼气过程，提高和保证了出水水质。由于大部分COD已经被降解，所以精处理区的COD负荷较低，产气量也较小。该处产生的沼气由二级三相分离器收集，通过集气管进入气液分离器并被导出处理系统。经过精处理区处理后的废水经二级三相分离器作用后，上清液 经出水区排走，颗粒污泥则返回精处理区污泥床。 三选型、选材及尺寸（IC实验室选型） 1、有机玻璃IC厌氧反应器有效容积为25L，底边周长15cm，高120cm。其优点为外观结构干净漂亮；内部三相分离器、布水器、上下流管道等结构清晰可见；外附保温层保障了系统在合适的温度下自动运行； 该产品适用于学校、实验室小试模拟教学使用。 2、钢结构IC厌氧反应器为Q235碳钢焊制主体,内衬双层玻璃钢防腐层，内部管道喷双层环氧漆防腐，保障设备正常运行过程中不被腐蚀。该设备有效容积200L，底面直径40cm，高200cm，净重150kg。其优点为更接近于工程实际，抗压强度高，温度适应范围广，适用于科研单位、工地现场中试模拟运行。 四订货须知 1、用户应注明设备的材质及防腐要求。 2、用户应提供详细的水质化验单以便于我公司计算反 应器各部件的尺寸。 3、若用户有详细的加工图纸，可按用户要求进行生产。 4、可根据用户提出的具体要求进行设计制造。 天津国韵生物科技的限公司绍兴女儿儿酒有限公司山西 长冶金泽生化有限公司等 厌氧塔是本公司承接，效果很好~！ 联系电话：
废水厌氧生物处理原理 一、厌氧消化过程中的主要微生物 主要介绍其中的发酵细菌（产酸细菌）、产氢产乙酸菌、产甲烷菌等。 1、产甲烷菌 产甲烷细菌的主要功能是将产氢产乙酸菌的产物——乙酸和H2/CO2转化为CH4和CO2，使厌氧消化过程得以顺利进行；主要可分为两大类：乙酸营养型和H2营养型产甲烷菌，或称为嗜乙酸产甲烷细菌和嗜氢产甲烷细菌；一般来说，在自然界中乙酸营养型产甲烷菌的种类较少，只有Methanosarcina（产甲烷八叠球菌）Methanothrix（产甲烷丝状菌），但这两种产甲烷细菌在厌氧反应器中居多，特别是后者，因为在厌氧反应器中乙酸是主要的产甲烷基质，一般来说有70%左右的甲烷是来自乙酸的氧化分解。 典型的产甲烷反应： 产甲烷菌有各种不同的形态，常见的有： ①产甲烷丝菌；等等。 产甲烷菌都是严格厌氧细菌，要求氧化还原电位在-150～-400mv，氧和氧化剂对其有很强的毒害作用；产甲烷菌的增殖速率很慢，繁殖世代时间长，可达4～6天，因此，一般情况下产甲烷反应是厌氧消化的限速步骤。 ②产甲烷球菌； ③产甲烷杆菌； ④产甲烷八叠球菌； 2、产氢产乙酸菌： 产氢产乙酸细菌的主要功能是将各种高级脂肪酸和醇类氧化分解为乙酸和H2；为产甲烷细菌提供合适的基质，在厌氧系统中常常与产甲烷细菌处于共生互营关系。 主要的产氢产乙酸反应有：
注意：上述反应只有在乙酸浓度很低、系统中氢分压也很低时才能顺利进行，因此产氢产乙酸反应的顺利进行，常常需要后续产甲烷反应能及时将其主要的两种产物乙酸和H2消耗掉。 主要的产氢产乙酸细菌多为：互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌属、暗杆菌属等；多数是严格厌氧菌或兼性厌氧菌。 3、发酵细菌（产酸细菌）： 发酵产酸细菌的主要功能有两种： ①水解——在胞外酶的作用下，将不溶性有机物水解成可溶性有机物； ②酸化——将可溶性大分子有机物转化为脂肪酸、醇类等； 主要的发酵产酸细菌：梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、双岐杆菌属等；水解过程较缓慢，并受多种因素影响（pH、SRT、有机物种类等），有时会成为厌氧反应的限速步骤；产酸反应的速率较快；大多数是厌氧菌，也有大量是兼性厌氧菌；可以按功能来分：纤维素分解菌、半纤维素分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌等。 二、厌氧生物处理的主要特征 1、厌氧生物处理过程的主要缺点： ①气味较大； ②对温度、pH等环境因素较敏感； ③对氨氮的去除效果不好； ④处理出水水质较差，需进一步利用好氧法进行处理； 2、厌氧生物处理过程的主要优点： ⑤反应过程较为复杂——厌氧消化是由多种不同性质、不同功能的微生物协同工作的一个连续的微生物过程； ⑥厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一些有机物进行降解或部分降解；
1.厌氧塔的设计计算 反应器结构尺寸设计计算 （1）反应器的有效容积 设计容积负荷为)//(0.53d m kgCOD N v = 进出水COD 浓度)/(20000L mg C =，E= V= 3084000 .570 .0203000m N E QC v =??=，取为84003m 式中Q ——设计处理流量d m /3 C 0——进出水CO D 浓度kgCOD/3m E ——去除率 N V ——容积负荷 （2）反应器的形状和尺寸。 工程设计反应器3座，横截面积为圆形。 1）反应器有效高为m h 0.17=则 横截面积：)(4950 .178400 2m h V S ＝有效= = 单池面积：)(1653 4952m n S S i === 2)单池从布水均匀性和经济性考虑，高、直径比在：1以下较合适。 设直径m D 15=，则高182.1*152.1*===m D h ，设计中取m h 18= 单池截面积：)(6.1765.714.3)2 (*14.3222'm h D S i =?== 设计反应器总高m H 18=，其中超高m 单池总容积：)(3000)0.10.18(6.176'3'm H S V i i =-?=?= 单个反应器实际尺寸：m m H D 1815?=?φ
反应器总池面积：)(8.52936.1762'm n S S i =?=?= 反应器总容积：)(900033000'3m n V V i =?=?= （3）水力停留时间（HRT ）及水力负荷（r V ）v N 根据参考文献，对于颗粒污泥，水力负荷)./(9.01.023h m m V r -=故符合要求。 三相分离器构造设计计算 （1） 沉淀区设计 根据一般设计要求，水流在沉淀室内表面负荷率)./(7.023'h m m q <沉淀室底部进水口表面负荷一般小于)./(23h m m 。 本工程设计中，与短边平行，沿长边每池布置8个集气罩，构成7个分离单元，则每池设置7个三项分离器。 三项分离器长度：)(16'm b l == 每个单元宽度：)(57.27 18 7'm l b === 沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积即2882m 沉淀区表面负荷率：)./(0.20.1)./(39.0288 58 .1142323h m m h m m S Q i -<== （2） 回流缝设计 设上下三角形集气罩斜面水平夹角α为55°，取m h 4.13= 式中：b —单元三项分离器宽度，m ； 1b —下三角形集气罩底的宽度，m ； 2b —相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离（即污泥回流 缝之一），m ； 3h —下三角形集气罩的垂直高度，m ； 设上下三角形集气罩斜面水平夹角α为55°，取m h 4.13=
厌氧缺氧好氧活性污泥法污水处理
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
厌氧缺氧好氧活性污泥法污水处理 工程技术规范 1 目次 1 标准制定工作概述 (1) 1.1 任务来源和工作过程 (1) 1.2 法律和技术依据 (1) 1.3 编制原则 (2) 2 A/A/O 活性污泥法工艺的特点及现状 (3) 2.1 A/A/O 工艺的发展及国内外应用现状 (3) 2.2 A/A/O 工艺的主要特点 (8) 2.3 A/A/O 的主要工艺形式 (9) 3 规范的主要内容说明 (14) 3.1 A/A/O 工艺的适用
性 (15) 3.2 A/A/O 的适用处理规模 (15) 3.3 设计流量和设计水质 (15) 3.4 预处理的选择 (16) 3.5 普通A/A/O 工艺设计参数 (16) 3.6 A/A/O 工艺的曝气设备 (17) 3.7 搅拌装置 (17) 3.8 监测与运行管理........................................................ ............. 17 4 实施本规范的管理措施建议 (19) 1 1 标准制定工作概述 1.1 任务来源和工作过程 国家环境保护标准“十一五”规划指出，用5 年的时间，基本建立起我国环境工程技术规 范标准体系，提升我国环境工程技术标准化及管理水平。到2008 年，
基本完成基础规范、 通用技术规范、工艺方法类规范的编制工作，到2015 年基本完成重点行业污染治理工程技 术规范，逐步建立中国最佳可行技术体系。 2005 年国家环境总局下达了环境工程技术规范的编制任务，由机科发展科技股份有限 公司作为第一编制单位承担《A/A/O 活性污泥法污水处理工程技术规范》标准的研究、编制 任务，参编单位还有中国环保产业协会（水污染治理委员会）、北京城市排水集团有限责任 公司、北京市市政工程设计研究总院。 编制工作从国内外相关标准和文献的资料调研开始，对国内外氧化沟相关的规范、技术 资料和工程实例进行了广泛的调研，编制了开题报告和编制大纲。2006 年9 月，国家环保 总局科技司在京组织召开开题论证会，与会专家认为工作基础扎实、技术路线合理、编制方 案可行，同意开题。2007 年10 月，形成了规范初稿，经专家讨论、修改后，于2008 年2 月报中国环保产业协会。2008 年3 月，中国环保产业协会组织召开初审会，会议认为考虑 到我国幅员辽阔，各地水质、气候差距较大，主要设计参数还应征求
废水厌氧处理原理介绍 废水厌氧生物处理在早期又被称为厌氧消化、厌氧发酵；是指在厌氧条件下由多种（厌氧或兼性）微生物的共同作用下，使有机物分解并产生CH4 和CO2的过程。 一、厌氧生物处理中的基本生物过程 1、三阶段理论 厌氧微生物学的研究表明，产甲烷菌是一类十分特别的古细菌（Archea），除了在分类学和其特殊的学报结构外，其最主要的特点是：产甲烷细菌只能利用一些简单有机物作为基质，其中主要是一些简单的一碳物质如甲酸、甲醇、甲基胺类以及H2/CO2 等，两碳物质中只有乙酸，而不能利用其它含两碳或以上的脂肪酸和甲醇以外的醇类。 （1）水解、发酵阶段； （2）产氢产乙酸阶段：产氢产乙酸菌，将丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等转化为乙酸、H2/CO2； （3) 产甲烷阶段：产甲烷菌利用乙酸和H2、CO2 产生CH4； 一般认为，在厌氧生物处理过程中约有70%的CH4 产自乙酸的分解，其余的则产自H2和CO2。 2、四阶段理论： 实际上，是在上述三阶段理论的基础上，增加了一类细菌——
同型产乙酸菌，其主要功能是可以将产氢产乙酸细菌产生的H2/CO2 合成为乙酸。但研究表明，实际上这一部分由H2/CO2 合成而来的乙酸的量较少，只占厌氧体系中总乙酸量的5%左右。 总体来说，“三阶段理论”、“四阶段理论”是目前公认的对厌氧生物处理过程较全面和较准确的描述。 二、厌氧消化过程中的主要微生物 主要介绍其中的发酵细菌（产酸细菌）、产氢产乙酸菌、产甲烷菌等。 1、发酵细菌（产酸细菌）： 发酵产酸细菌的主要功能有两种：
①水解——在胞外酶的作用下，将不溶性有机物水解成可溶性有机物； ②酸化——将可溶性大分子有机物转化为脂肪酸、醇类等； 主要的发酵产酸细菌：梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、双岐杆菌属等；水解过程较缓慢，并受多种因素影响（pH、SRT、有机物种类等），有时会成为厌氧反应的限速步骤；产酸反应的速率较快；大多数是厌氧菌，也有大量是兼性厌氧菌；可以按功能来分：纤维素分解菌、半纤维素分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌等。 2、产氢产乙酸菌： 产氢产乙酸细菌的主要功能是将各种高级脂肪酸和醇类氧化分解为乙酸和H2；为产甲烷细菌提供合适的基质，在厌氧系统中常常与产甲烷细菌处于共生互营关系。 主要的产氢产乙酸反应有： 注意：上述反应只有在乙酸浓度很低、系统中氢分压也很低
8、除臭设备设计计算书 8.1、生物除臭塔的容量计算 1#生物除臭系统 参数招标要求计算过程 序 号太仓市港城组团污水处理厂改扩建工程设备采购、安装项目 1 2 设备尺寸 处理能力 2.5×2.0× 3.0m 2019m3/h Q=2019m3/h V=处理能力Q/（滤床接触面积m2）/S=2019/ （2.5×2）/3600=0.1111m/s 3 空塔流速＜0.2 m/s 臭气停留 时间4 5 ≥12s S=填料高度H/空塔流速 V(s)=1.6/0.1111=14.4S 炭质填料风阻220Pa/m×填料高度 1.6m=352Pa 设备风阻＜600Pa 2#生物除臭系统 参数 序 招标要求计算过程 号太仓市港城组团污水处理厂改扩建工程设备采购、安装项目 1 2 设备尺寸 处理能力 4.0×2.0×3.0m 3000m3/h Q=3000m3/h V=处理能力Q/（滤床接触面积m2）/S=3000/ （4×2）/3600=0.1041m/s 3 空塔流速＜0.2 m/s 臭气停留 时间4 5 ≥12s S=填料高度H/空塔流速 V(s)=1.6/0.1041=15.36S 炭质填料风阻220Pa/m×填料高度 1.6m=352Pa 设备风阻＜600Pa
3#生物除臭系统 参数招标要求计算过程 序 号太仓市港城组团污水处理厂改扩建工程设备采购、安装项目 1 2 设备尺寸 处理能力 7.5×3.0×3.3m（两台） 20190m3/h Q=20190m3/h V=处理能力Q/2（滤床接触面积m2）/S=10000/ （7.5×3.0）/3600=0.1234m/s 3 空塔流速＜0.2 m/s 臭气停留 时间4 5 ≥12s S=填料高度H/空塔流速 V(s)=1.7/0.1234=13.77S 炭质填料风阻220Pa/m×填料高度 1.7m=374Pa 设备风阻＜600Pa 4#生物除臭系统 参数 序 招标要求计算过程 号太仓市港城组团污水处理厂改扩建工程设备采购、安装项目 1 2 设备尺寸 处理能力 7.5×3.0×3.0m（两台） 18000m3/h Q=18000m3/h V=处理能力Q/2（滤床接触面积m2）/S=18000/ （7.5×3）/3600=0.1111m/s 3 空塔流速＜0.2 m/s 臭气停留 时间4 5 ≥12s S=填料高度H/空塔流速 V(s)=1.6/0.1111=14.4S 炭质填料风阻220Pa/m×填料高度 1.6m=352Pa 设备风阻＜600Pa 8.2、喷淋散水量(加湿)的计算 生物除臭设备采用生物滤池除臭形式，池体上部设有检修窗，进卸料口，侧面设有观察窗等，其具体计算如下：
ABR 、UASB 、A/O 系统设计计算书 （1）ABR 厌氧池 主要设计参数： 厌氧池设置成2组并联，每组共6口串联。 配套污泥收集池1座，现浇半地下式钢砼结构。收集厌氧排出的剩余污泥，池内设 置污泥泵、泵提升装置及泵自控装置。 构筑物尺寸： 红泥塑料厌氧池：1-4口：L 1×B 1×H 1 = 4.5×6.9×6.5m ； 5-6口：L 1×B 1×H 2 = 4.5×6.9×6.0m ， （厌氧池平均水深H 平均=5.8m ）； 污泥收集池：L 2×B 2×H 3 = 2.5×1.2×4.2m ，（有效水深H 3有效 = 3.7m ）； 水力停留时间（HRT ）： d Q H B L Q V HRT 4.5400 8 .59.65.4121211≈???=??== 平均总有效； 厌氧池容积负荷：() d m kgCOD V C Q S cr i V ?=?=?= 3/25.12160 75 .6400总有效 S v <1.5kgCOD cr /(m 3·d) 符合设计要求； 式中：L 1、B 1、H 1、H 2、L 2、B 2、H 3——分别表示构筑物长度、宽度及深度，m ； Q —— 设计污水数量，400m 3/d ； 12 —— 表示12口厌氧池； S v —— 厌氧池容积负荷，kgCOD cr /(m 3·d) ； C i —— 厌氧池进水COD cr ，6.75kg/m 3； V 总有效 —— 厌氧池总有效容积，2160m 3。 构筑物数量：第一级与第二级合建，共1座； 厌氧池单口宽度4.5m ，下流区与上流区宽度比取4:1，考虑施工方便，下流区宽度 取0.9m ，上流区宽度3.6m 。