10m3/h一體化污水處理設(shè)備

生物污泥是怎樣產(chǎn)生的?

    所有的微生物處理過程都是一種生物轉(zhuǎn)化過程，在此過程中，易于生物降解的有機污染物可以在數(shù)分鐘或數(shù)小時內(nèi)實現(xiàn)兩種轉(zhuǎn)化：一是轉(zhuǎn)化為從液相逸出的氣體，二是轉(zhuǎn)化為性質(zhì)類似于皮革或泥炭的剩余生物污泥，第二種轉(zhuǎn)化在用生物法處理含有高濃度且容易降解有機污染物的工業(yè)廢水時表現(xiàn)得更加明顯。好氧活性污泥法的基本原理就是利用微生物將廢水中溶解態(tài)或膠體態(tài)的有機污染物轉(zhuǎn)化成氣體和增殖的絮凝狀細菌細胞，絮凝狀細菌細胞經(jīng)過簡單沉降濃縮從廢水中除去或回流到反應(yīng)器。厭氧生物處理將有機污染物中的較大部分轉(zhuǎn)化為C02和CH4，微生物增殖較慢，但仍有部分生物污泥產(chǎn)生。

為什么說生物污泥難以降解?

    生物污泥主要是由微生物細胞組成的，生物體的細胞壁結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，很難進一步生物轉(zhuǎn)化。復(fù)雜的細胞壁具有很強的保護作用以防止被其他細胞所吞噬，而恰恰是難以生物降解的細胞壁保護了細胞壁內(nèi)細胞體的正常功能，進而確保了生物處理過程能夠順利實現(xiàn)。在濕潤的條件下，生物污泥在數(shù)年之后可以保持性質(zhì)不變，既不會自行降解，甚至顏色、外形也不會有太大的變化。這樣的好氧生物污泥往往可以在曝氣數(shù)小時后基本恢復(fù)原有的各種性能，厭氧生物污泥可以在厭氧條件下保存數(shù)年而性能沒有大的變化。

    不論好氧生物污泥還是厭氧生物污泥，也不論在好氧條件下進行消化處理還是在厭氧條件下進行消化處理，通常只用25％～40％的生物量可以得到進一步生物降解，其余的60％～75％的生物量是無法生物降解的，即只有采用干化、焚燒或化學(xué)水解等方法才能真正處理，其余天然的方法是不能破壞這部分生物量的。

保證厭氧消化池良好運行的主要設(shè)計條件

要使投產(chǎn)使用的消化池具有良好的消化功能，設(shè)計階段的優(yōu)化是至關(guān)重要的。工程設(shè)計人員不僅要基于生物反應(yīng)過程的知識進行正確的設(shè)計，而所選擇的池形和相應(yīng)設(shè)備的選擇也很重要。生物系統(tǒng)只有在相應(yīng)的物理邊界條件下才能創(chuàng)造出佳的運行效果。為此，消化池的工藝設(shè)計應(yīng)滿足以下要求：

（1）適宜的池形選擇；

（2）佳的設(shè)計參數(shù)；

（3）節(jié)能、、易操作維護的設(shè)備；

（4）良好的攪拌設(shè)備，使池內(nèi)污泥混合均勻，避免產(chǎn)生水力死角；

（5）原污泥均勻投入并及時與消化污泥混合接種；

（6）小的熱損失，及時的補充熱量，大限度避免池內(nèi)溫度波動；

（7）消化池產(chǎn)生的沼氣能及時從消化污泥中輸導(dǎo)出去；

（8）具有良好的破壞浮渣層和清除浮渣的措施；

（9）具有可靠的安全防護措施；

（10）可靈活操作的管道系統(tǒng)。

廢水厭氧消化和污泥厭氧消化的區(qū)別有哪些

    使用厭氧工藝處理廢水尤其是工業(yè)廢水時，大的問題就是廢水水質(zhì)的不穩(wěn)定性。工業(yè)廢水的排放與工!世生產(chǎn)工藝的調(diào)整、和各種運行工況有極大關(guān)系，水質(zhì)和水量往往會出現(xiàn)非常大的波動。雖然工業(yè)廢水處理場通常都設(shè)置容積很大的均質(zhì)調(diào)節(jié)池和事故池及自動投加酸堿的中和設(shè)施，但還是不能*消除水質(zhì)波動對厭氧生物處理系統(tǒng)的不利影響。除此之外，工業(yè)廢水的成分相對單一，其中氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)和各種微量元素往往不能滿足厭氧微生物的需要，而廢水中的重金屬、有毒有機物等對厭氧微生物有害的物質(zhì)不僅經(jīng)常存在，而且波動很大，經(jīng)常會影響厭氧消化工藝的正常運行。

    污泥厭氧消化處理的對象是活性污泥，一般不存在毒性問題，而且其中的碳、氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)一般是均衡的，能夠適應(yīng)厭氧微生物生長繁殖的需要，各種不同類型的微量元素也比較齊全，通常污泥中的各種成分不會影響厭氧生物處理過程的正常進行。

    在消化污泥的培養(yǎng)階段，處理剩余污泥厭氧消化污泥的培養(yǎng)相對簡單，不必像處理高濃度工業(yè)廢水那樣必須要加入營養(yǎng)物質(zhì)和一些微量元素。污泥厭氧處理設(shè)施運行時通常只要控制溫度、產(chǎn)氣、攪拌、進泥、排泥等幾個環(huán)節(jié)即可，而在廢水的厭氧消化處理過程中，不僅要控制上述指標(biāo)，更重要的是控制進水的pH值、CODcr，濃度、重金屬、有毒有機物等成分是否超標(biāo)，還要及時控制和掌握各種營養(yǎng)成分的比例是否均衡等。

復(fù)合厭氧技術(shù)是在厭氧濾器(AnaerobicFilter)和上流式厭氧污泥床(UpflowAnaerobicSludgeBlanket)的基礎(chǔ)上開發(fā)的新型復(fù)合式厭氧流化床反應(yīng)器。復(fù)合厭氧系統(tǒng)具有很高的生物固體停留時間（SRT）并能有效降解有毒物質(zhì)，是處理高濃度有機廢水的一種有效的、經(jīng)濟的技術(shù)。

　　復(fù)合厭氧技術(shù)以砂和設(shè)備內(nèi)的軟性填料為流化載體。污水作為流水介質(zhì)，厭氧微生物以生物膜形式結(jié)在砂和軟性填料表面，在循環(huán)泵或污水處理過程中產(chǎn)甲烷氣時自行混合，使污水成流動狀態(tài)。污水以升流式通過床體時，與床中附著有厭氧生物膜的載體不斷接觸反應(yīng)，達到厭氧反應(yīng)分解、吸附污水中有機物的目的。優(yōu)點是效能高、占地少，適用于較高濃度的有機污水處理工程。

　　復(fù)合厭氧系統(tǒng)是中部為生物掛膜污泥床區(qū)、上部分固液氣分離區(qū)、下部分循環(huán)流化反應(yīng)區(qū)，從下部布水，利用循環(huán)泵，使污水和有生物膜的二種載體在中部、下部分流化反應(yīng)區(qū)中進行循環(huán)，達到流化的目的。

　　在厭氧處理中厭氧微生物分解有機物過程中能產(chǎn)生大量的甲烷、二氧化碳等氣體，其中甲烷占75%～85%，1公斤COD產(chǎn)生量為0.5m3。產(chǎn)出的甲烷可作為能源再利用。

　　技術(shù)優(yōu)點：

　　針對不同的廢水，采用不同類型的氧化劑和催化劑，工藝運行效率高

　　復(fù)合厭氧作用提高了氧化反應(yīng)的效率

　　可做高濃度廢水的預(yù)處理，也可以作為深度處理工藝

直接培養(yǎng)法培養(yǎng)顆粒污泥有哪些注意事項

    直接培養(yǎng)法培養(yǎng)顆粒污泥時通常使用非顆粒性的污泥，雖然厭氧處理工藝的大多數(shù)菌種要求嚴(yán)格的厭氧條件，但在培養(yǎng)啟動時不必追求嚴(yán)格的厭氧。因此直接培養(yǎng)時既可以使用非顆粒性的純厭氧污泥，也可以使用經(jīng)過陳化的好氧剩余污泥，如果有攪拌設(shè)施，還可以投入未經(jīng)消化的脫水污泥。即使引入的污泥中含有一定量的溶解氧，只要不再補充氧，反應(yīng)器內(nèi)的溶解氧也會很快被接種泥中的兼性菌消耗掉而終形成嚴(yán)格的厭氧條件。其他的注意事項如下：

    (1)好一次投加足夠量的接種厭氧污泥，同時進水中要補充足夠的營養(yǎng)鹽，必要時還要添加硫、鈣、鈷、鉬、鎳等微量元素。

    (2)為使顆粒污泥盡快形成，開始進水時CODcr，濃度不宜過高，一般要低于5000 mg／L，可采取加大回流比的方法，使進水負荷按污泥負荷計應(yīng)低于O．1～0．2kg(CODcr／(kgMLSS·d)。同時要將反應(yīng)器內(nèi)溫度嚴(yán)格控制在35～40℃或50～55℃之間，必要時將進水可用蒸汽加熱；pH值應(yīng)保持在7～7．2之間，進水堿度一般不低于750mg／L。

    (3)出現(xiàn)小顆粒污泥后，為使小顆粒污泥發(fā)展為大顆粒污泥，要適當(dāng)提高反應(yīng)器表面水力負荷，將絮狀污泥和分散的細小顆粒污泥從反應(yīng)器中“洗出”。但是一定要使“洗出"緩慢進行、逐步提高水力負荷，過度的“洗出”會使反應(yīng)器內(nèi)污泥量大量減少而使顆粒污泥培養(yǎng)失敗。有關(guān)試驗表明，當(dāng)表面水力負荷在O．25m3／(m2·h)以上時，會使污泥產(chǎn)生水力分級現(xiàn)象。

    (4)在培養(yǎng)初期，出水中會夾帶著一些污泥絮片，反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度有所降低，在顆粒污泥尚未形成之前，即使反應(yīng)器具有一定去除率，但由于污泥流失量大于生物增長量，反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度還會繼續(xù)下降。顆粒污泥形成后，隨著容積負荷的不斷加大，增殖的生物量才會大于污泥流失量，反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度開始增加。因此，培養(yǎng)初期污泥流失造成污泥濃度下降是正?，F(xiàn)象，因培養(yǎng)時間較長，要有耐心，注意觀察和分析有關(guān)化驗數(shù)據(jù)。

    (5)培養(yǎng)不能長期在低負荷下運行，當(dāng)出水水質(zhì)較好、CODcr去除率較高后，應(yīng)當(dāng)逐漸提高負荷，但不能突然提高負荷，以防止造成沖擊，對污泥顆粒化不利。當(dāng)顆粒污泥出現(xiàn)后，應(yīng)當(dāng)在適宜的負荷下穩(wěn)定運行一段時間，以便培養(yǎng)出沉降性能良好的和產(chǎn)甲烷細菌活性很高的顆粒污泥。一般情況下，高溫55℃運行約100d、中溫35℃運行約160d，顆粒污泥才能培養(yǎng)完成，低溫20℃需要運行200d以上才有可能培養(yǎng)完成。

UASB工藝的主要優(yōu)點

厭氧生物處理過程能耗低;有機容積負荷高，一般為5-10kgCOD/m3·d，高的可達30-50kgCOD/m3.d;剩余污泥量少;厭氧菌對營養(yǎng)需求低、耐毒性強、可降解的有機物分子量高;耐沖擊負荷能力強;產(chǎn)出的沼氣是一種清潔能源。

在全社會提倡循環(huán)經(jīng)濟，關(guān)注工業(yè)廢棄物實施資源化再生利用的今天，厭氧生物處理顯然是能夠使污水資源化的優(yōu)選工藝。近年來，污水厭氧處理工藝發(fā)展十分迅速，各種新工藝、新方法不斷出現(xiàn)，包括有厭氧接觸法、升流式厭氧污泥床、檔板式厭氧法、厭氧生物濾池、厭氧膨脹床和流化床，以及第三代厭氧工藝EGSB和IC厭氧反應(yīng)器，發(fā)展十分迅速。而升流式厭氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed，注：以下簡稱UASB)工藝由于具有厭氧過濾及厭氧活性污泥法的雙重特點，作為能夠?qū)⑽鬯械奈廴疚镛D(zhuǎn)化成再生清潔能源——沼氣的一項技術(shù)。對于不同含固量污水的適應(yīng)性也強，且其結(jié)構(gòu)、運行操作維護管理相對簡單，造價也相對較低，技術(shù)已經(jīng)成熟，正日益受到污水處理業(yè)界的重視，得到廣泛的歡迎和應(yīng)用。

升流式厭氧污泥反應(yīng)器的特點有哪些

    升流式厭氧污泥反應(yīng)器特點可歸納為：

    (1)UASB反應(yīng)器結(jié)構(gòu)緊湊，集生物反應(yīng)與沉淀于一體。污水經(jīng)配水系統(tǒng)從反應(yīng)器底部進入，通過反應(yīng)區(qū)經(jīng)氣、固、液三相分離器后，進入沉淀區(qū)。沼氣由集氣排氣系統(tǒng)引出，污泥在沉淀區(qū)沉淀后自動返回反應(yīng)區(qū)，剩余污泥經(jīng)排泥系統(tǒng)引出，沉淀出水經(jīng)出水系統(tǒng)排出，不能沉降的浮渣則經(jīng)浮渣清除系統(tǒng)排出。

    (2)升流式厭氧污泥反應(yīng)器的大特點是能在反應(yīng)器內(nèi)形成顆粒污泥，使反應(yīng)器內(nèi)平均污泥濃度達到30～40g／L，底部污泥濃度可高達60～80g／L。

    (3)UASB反應(yīng)器具有很高的容積負荷，一般為lO～20kgCODcr／(m3·d)，高可達30kgCODcr／(m3·d)。而且水力停留時間短，通常采用中溫厭氧消化，有時可以在常溫下運行。

    (4)處理高濃度有機污水或含硫酸鹽較高的有機污水時，因沼氣產(chǎn)量較大，一般采用封閉式UASB反應(yīng)器，并考慮利用沼氣中能量的措施。處理中、低濃度有機污水時，可以采用敞開式UASB反應(yīng)器，一般只將沼氣集中排放，而不考慮利用沼氣中能量的措施。相比之下，敞開式UASB反應(yīng)器構(gòu)造更簡單，更易于施工安裝和維修。

    (5)反應(yīng)器內(nèi)設(shè)三相分離器，在沉淀區(qū)分離的污泥能自動回流到反應(yīng)區(qū)，不需要污泥回流設(shè)備。利用自身產(chǎn)生的沼氣和進水水流來實現(xiàn)攪拌混合，也不需要混合攪拌設(shè)備。因此，減化了工藝環(huán)節(jié)和減少了系統(tǒng)工藝設(shè)備，維護運行較簡單。

    (6)UASB反應(yīng)器內(nèi)沒有載體，是一種懸浮生長型的厭氧消化方法，不僅節(jié)省投資，而且避免了堵塞問題。

    (7)UASB反應(yīng)器的缺點是要求進水中的懸浮物比普通消化池低得多，特別是難生物降解的有機固體含量不宜過高，以免對污泥顆?；焕驕p少反應(yīng)區(qū)的有效容積，甚至引起堵塞或嚴(yán)重的短流現(xiàn)象，影響處理效果和處理能力；而且啟動時間較長，對水質(zhì)水量和負荷的變化也比較敏感。

污泥的厭氧消化，是在無氧條件下依靠厭氧微生物，使有機物分解的生物處理方法。適用于有機物含量較高的污泥。

1　污泥厭氧消化的目的

（1）減少污泥體積

減少污泥中可降的有機物含量，使污泥的體積減少。與消化前相比，消化污泥的體積一般可減少1/2～1/3。

（2）穩(wěn)定污泥性質(zhì)

減少污泥中可分解、易腐化物質(zhì)的數(shù)量，使污泥性質(zhì)穩(wěn)定。

（3）提高污泥的脫水效果

未消化的污泥呈粘性膠狀結(jié)構(gòu)，不易脫水。消化過的污泥，膠體物質(zhì)被氣化、液化或分解，使污泥中的水分與固體易分離。

（4）利用產(chǎn)生的甲烷氣體

污泥在消化過程中產(chǎn)生沼氣，沼氣中有用的甲烷氣體約占2/3，可做為燃料用來發(fā)電、燒鍋爐、驅(qū)動機械等。

（5）消除惡臭

污泥在厭氧消化過程，硫化氫分離出硫分子或與鐵結(jié)合成為硫化鐵，因此消化后的污泥不會再發(fā)出惡臭。

（6）提高污泥的衛(wèi)生質(zhì)量

污泥中含有很多有毒物質(zhì)如細菌、病原微生物、寄生蟲卵，極不衛(wèi)生。污泥在消化過程中，產(chǎn)生的甲烷菌具有很強的抗菌作用，可殺死大部分病原菌以及其它有害微生物，使污泥衛(wèi)生化。

厭氧生物反應(yīng)器維持率的基本條件是什么

    (1)適宜的pH值：為使厭氧順利進行，反應(yīng)器中的pH值必須在6．5～8．2之間。

    (2)充足的常規(guī)營養(yǎng)：雖然由于生物合成量的減少，厭氧過程對N、P、S等常規(guī)營養(yǎng)也減少了，但一般來說，反應(yīng)器內(nèi)氮的濃度必須在40～70mg／L范圍內(nèi)才能滿足需要，而磷和硫化物維持較低的濃度即可滿足需要。甲烷菌對硫化物和磷有專性需要，必須在反應(yīng)器內(nèi)保證其含量，有時需要向進水中投加磷肥和硫酸鹽。    

    (3)必要的微量專性營養(yǎng)元素：大多數(shù)工業(yè)廢水，包括食品工業(yè)廢水及發(fā)酵工業(yè)廢水都不能達到使厭氧處理為佳狀況所需要的營養(yǎng)平衡，其原因主要就是缺乏某種或某幾種微量專性營養(yǎng)元素。據(jù)報道，對甲烷菌有激活作用的專性營養(yǎng)元素有鐵、鈷、鎳、鋅、錳、鉬、銅甚至硒、硼等很多種，缺少其中一種就可能嚴(yán)重影響整個生物處理過程。

    (4)合適的溫度：厭氧反應(yīng)一般在30～37℃的中溫條件下運行。但產(chǎn)甲烷作用可以在4～100℃的溫度內(nèi)發(fā)生，有時也可以在較低溫度和較長的停留時間下運行。

    (5)對毒性適應(yīng)能力：在有利的條件下已實現(xiàn)厭氧微生物對有毒物質(zhì)適應(yīng)的馴化。

    (6)充足的代謝時間：要同時保證厭氧生物處理的水力停留時間HRT和固體停留時間SRT。HRT與待處理的廢水中的有機污染物性質(zhì)有關(guān)，簡單的低分子有機物要求的HRT較短，復(fù)雜的大分子有機物要求的HRT較長。厭氧生物處理工藝的SRT都比較長，以保證反應(yīng)器內(nèi)有足夠的生物量。

    (7)適量的碳源：來自進水中的有機物能滿足異養(yǎng)型甲烷菌用于生物合成所需要的碳源，同時反應(yīng)器內(nèi)的溶解性CO2能滿足自養(yǎng)型甲烷菌所需要的碳源。

    (8)污染物向微生物的傳質(zhì)良好：進水中的有機污染物能與反應(yīng)器內(nèi)微生物密切接觸并能有足夠的接觸時間。厭氧生物反應(yīng)器內(nèi)的顆粒污泥在流化狀態(tài)下傳質(zhì)能力較好，但生物量過多積累或使用厭氧生物膜法時生物膜過厚都可能產(chǎn)生傳質(zhì)問題，要定期排出剩余生物污泥或提高回流比減少部分傳質(zhì)阻力。

    (9)足夠的電子受體：進水中的有機污染物——即可生物降解的CODcr，能作為厭氧微生物保持活性提供能量的電子供體。

    (10)足夠的電子供體：厭氧生物處理系統(tǒng)中擁有足夠量的C02或硫酸鹽作為甲烷菌生物反應(yīng)的電子受體，C02還原生成CH4，硫酸鹽還原生成H2S。

厭氧消化方式

（1）消化溫度

污泥厭氧消化的溫度根據(jù)消化池內(nèi)生物作用的溫度分為中溫消化和高溫消化。中溫消化，溫度一般控制在33～35℃，佳溫度為34℃。而高溫消化的溫度一般控制在55～60℃。

高溫消化比中溫消化分解速率快，產(chǎn)氣速率高，所需的消化時間短（氣量達到總產(chǎn)氣量90%時所需要的天數(shù)），消化池的容積小。高溫消化對寄生蟲卵的殺滅率可達90%以上。但高溫消化加熱污泥所消耗熱量大，耗能高。因此，只有在衛(wèi)生要求嚴(yán)格，或?qū)ξ勰鄽猱a(chǎn)生量要求較高時才選用。

目前國內(nèi)外常用的都是中溫消化池。中溫消化在國內(nèi)外均已使用多年，技術(shù)上比較成熟，有一定的設(shè)計運行經(jīng)驗。

（2）消化等級

污泥厭氧消化的等級按其消化池的串聯(lián)使用數(shù)量分為單級消化和二級消化。單級消化只設(shè)置一個池子，污泥在一個池中完成消化過程。而二級消化，消化過程分在兩個串聯(lián)的消化池內(nèi)進行。一般，在二級消化的一級消化池內(nèi)主要進行有機物的分解，只對一級消化池進行混合攪拌和加熱，不排上清液和浮渣。污泥在一級消化池進行主要分解后，排入二級消化池。二級消化池不再進行混合攪拌和加熱，使污泥在低于佳溫度的條件下完成進一部的消化。在二級消化的過程排上清液和浮渣。

單級消化的土建費用較省；可分解的有機物的分解率可達90％；由于不能在池內(nèi)分離上清液，為減少污泥體積需要設(shè)濃縮池，另外以起到釋氣作用。二級消化的土建費用較高；有機物的分解率可略有提高，產(chǎn)氣率一般比單級消化約高10%；二級消化的運行操作比單級消化復(fù)雜。

為了減少污泥處理總的投資，二級消化的形式目前在國內(nèi)及國外用的相對較少，一般均采用單級消化。