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　　隨著世界能源的日益短缺、廢水污染負(fù)荷的日益加大，廢水中污染物種類的日益復(fù)雜化，廢水厭氧生物處理技術(shù)以其投資省、能耗低、可回收利用沼氣能源、負(fù)荷高、產(chǎn)污少、耐沖擊負(fù)荷等諸多優(yōu)點(diǎn)而受到環(huán)保人士的重視。厭氧生物處理技術(shù)是利用厭氧微生物的代謝特性分解有機(jī)污染物，在不需要外源能量的條件下，以被還原有機(jī)物作為受氫體，同時(shí)產(chǎn)生有能源價(jià)值的甲烷氣體的一種水處理技術(shù)。

2.1．1厭氧生物處理的基本原理厭氧生物處理又被稱為厭氧消化、厭氧發(fā)酵，是指在厭氧調(diào)件下由多種厭氧或兼性微生物的共同作用下，使有機(jī)物分解產(chǎn)生CH4和CO2的過(guò)程。厭氧微生物學(xué)的研究結(jié)果表明，產(chǎn)甲烷菌是一類非常特別的細(xì)菌，它只能利用一些簡(jiǎn)單的有機(jī)物如甲酸、乙酸、甲醇、甲基胺類H2/CO2等，而不能利用除乙酸以外的含兩個(gè)以上脂肪酸和甲醇以外的醇類。20世紀(jì)70年代，研究發(fā)現(xiàn)，原來(lái)被稱為“奧氏產(chǎn)甲烷菌”的細(xì)菌，實(shí)際是有兩種細(xì)菌共同組成的，其中一種細(xì)菌先將乙醇氧化為乙酸和氫氣，在工程中設(shè)為水解酸化池，水解酸化池的作用是把大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)減少厭氧處理負(fù)荷，另一種細(xì)菌則利用氫氣、二氧化碳以及乙酸產(chǎn)生CH4，由此可把厭氧消化過(guò)程概述為三階段理論，也就是整個(gè)厭氧消化可以分為三個(gè)階段，即水解、發(fā)酵、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段，該理論將厭氧發(fā)酵微生物分為發(fā)酵細(xì)菌群、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群和產(chǎn)甲烷菌群。

2.1.2厭氧生物處理的特點(diǎn)

1、厭氧生物處理的特點(diǎn)

厭氧生物處理與好氧生物處理相比有許多優(yōu)點(diǎn)，簡(jiǎn)要介紹如下：

（1）、厭氧生物處理進(jìn)水COD范圍廣，菌種馴化后抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。

（2）、廢水處理后，厭氧消化工藝比好氧工藝產(chǎn)生的污泥量少，而且剩余污泥脫水性能好，污泥處理比較容易。

（3）、厭氧生物處理工藝的副產(chǎn)品之一是清潔能源沼氣，沼氣熱值高，燃燒后釋放的碳?xì)浠衔镙^少，可減少對(duì)大氣環(huán)境的污染。鎮(zhèn)平分公司沼氣利用作為今年環(huán)保一項(xiàng)工作。

（4）、厭氧生物處理可以節(jié)省動(dòng)力消耗，由于細(xì)菌分解有機(jī)物是無(wú)氧呼吸，所以不必給系統(tǒng)提供氧氣，這樣就節(jié)省了曝氣設(shè)備所消耗的電能，可以同時(shí)獲得經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。

2、厭氧生物處理的缺點(diǎn)

（1）、厭氧生物啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，由于厭氧生物的世代期長(zhǎng)，增長(zhǎng)速率較低，污泥增長(zhǎng)緩慢，因此啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，一般達(dá)3—6個(gè)月甚至更長(zhǎng)。

（2）、厭氧生物處理后的廢水不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。厭氧法雖然負(fù)荷高，去除有機(jī)物的絕對(duì)量和進(jìn)液濃度高，但其出水COD濃度高于好氧處理，菌群的物質(zhì)決定去除有機(jī)物不徹底，因此必須與好氧處理結(jié)合起來(lái)使用。

（3）、厭氧有機(jī)物對(duì)有毒物質(zhì)較為敏感。

（4）、厭氧生物處理可能造成二次污染，廢水中含有硫酸鹽，由于還原反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生H2S氣體，H2S是一種有毒和惡臭的氣體，如果系統(tǒng)密閉不嚴(yán)易散發(fā)引起二次污染。鎮(zhèn)平分公司調(diào)試階段已發(fā)生這種情況，我們正在考慮沼氣綜合利用，消除臭氣，減少污染。

2．1.3厭氧生物處理工藝

廢水厭氧生物處理技術(shù)已取得了很大的進(jìn)展，已開發(fā)了很多種類的厭氧反應(yīng)器，達(dá)到近10種，下面結(jié)合我公司實(shí)際，介紹UASB和IC反應(yīng)器。

1、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（簡(jiǎn)稱UASB）

UASB反應(yīng)器由三個(gè)功能區(qū)構(gòu)成，即底部的布水區(qū)，中部的反應(yīng)區(qū)，頂部的分離流出區(qū)，其中反應(yīng)區(qū)為UASB反應(yīng)器的工作主體。廢水進(jìn)入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器，布水區(qū)的功能是將待處理的廢水均勻地分布在反應(yīng)取得橫斷面上，反應(yīng)區(qū)則包括污泥床區(qū)和懸浮區(qū)，污泥床區(qū)位于反應(yīng)器的最底部，其懸浮物質(zhì)量濃度可高達(dá)60—80g/L，具有良好的沉降性能和凝聚性能。廢水進(jìn)入反應(yīng)器首先與該部分污泥混合，廢水中有的有機(jī)物被污泥中的微生物分解沼氣，由于甲烷不溶于水，形成微小氣泡不斷上升，在上升過(guò)程中相互碰撞結(jié)合成交大的氣泡，在這種氣泡的碰撞、結(jié)合上升的攪拌作用下，使污泥床以上的污泥呈松散懸浮狀態(tài)，并與廢水充分混合接觸，廢水中的大部分有機(jī)物在這個(gè)區(qū)域被分解轉(zhuǎn)化，此區(qū)域被簡(jiǎn)稱為反應(yīng)區(qū)。 反應(yīng)器的上部設(shè)有固、液、氣三相分離器，含有大量氣泡的混合液，不斷上升，到達(dá)三相分離器下部，首先將氣體進(jìn)行分離，被分離出來(lái)的氣體進(jìn)入氣室，并由管道引出，固液混合液進(jìn)入分離器，失去氣泡攪動(dòng)作用的污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉淀至底部反應(yīng)區(qū)，保持反應(yīng)器內(nèi)足夠的生物量以去除廢水中的有機(jī)物，分理出污泥的處理水進(jìn)入澄清區(qū)，混合液中的污泥得到進(jìn)一步分離，澄清水經(jīng)溢流堰排出，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)發(fā)生泥、水、氣的分離，得到澄清的處理水和高熱值的沼氣，因此將此區(qū)稱為分離區(qū)。三相分離器是UASB的核心，但布水器的作用不容小視，布水均勻不形成死角能使污水與底部污泥充分混合，有效利用池容，布水方式等阻力布水、大阻力布水、逐點(diǎn)脈沖布水和堰式布水四種，我公司的厭氧裝置均采用等阻力布水。

2、IC反應(yīng)器：

IC反應(yīng)器與以UASB為代表的第2代厭氧反應(yīng)器相比，在容積負(fù)荷、電耗、工程造價(jià)、

占地面積等諸多方面，具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，是對(duì)現(xiàn)代高效厭氧反應(yīng)器的一種突破，有著重大的理論意義和實(shí)用價(jià)值，進(jìn)一步研究和開發(fā)IC反應(yīng)器，推廣其應(yīng)用范圍已成為當(dāng)前廢水厭氧處理的重點(diǎn)內(nèi)容之一。

2.1IC反應(yīng)器的基本構(gòu)造

IC反應(yīng)器可以看作是由2個(gè)UASB反應(yīng)器疊加串聯(lián)構(gòu)成，高徑比一般為4一8，高度可達(dá)16一25m。由5部分組成:混合區(qū)、第1反應(yīng)區(qū)、第2反應(yīng)區(qū)、內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)和出水區(qū)。其中內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)是IC反應(yīng)器的核心部分，由一級(jí)三相分離器、沼氣提升管、氣液分離器和污泥回流管組成。參見圖1。

2.2進(jìn)液和混合布水系統(tǒng)

廢水通過(guò)布水系統(tǒng)泵入反應(yīng)器內(nèi)， 進(jìn)入布水器的廢水與從IC反應(yīng)器上部返回的循環(huán)水、反應(yīng)器底部的污泥有效地混合，由此產(chǎn)生對(duì)進(jìn)液的稀釋和均質(zhì)作用。為了進(jìn)水能夠均勻的進(jìn)入IC反應(yīng)器的流化床反應(yīng)室，布水系統(tǒng)采用了一個(gè)特別的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.3流化床反應(yīng)室

在此部分，廢水和顆粒污泥混合物在進(jìn)水與循環(huán)水的共同推動(dòng)下，迅速進(jìn)人流化床室。廢水和污泥之間產(chǎn)生強(qiáng)烈而有效的接觸。這導(dǎo)致很高的污染物向生物物質(zhì)(即顆粒污泥)的傳質(zhì)速率。在流化床反應(yīng)室內(nèi)，廢水中的絕大部分可生物降解的污染物被轉(zhuǎn)化為生物氣。這些生物氣在被稱為一級(jí)沉降的下部三相分離器處收集并導(dǎo)入氣體提升器，通過(guò)這個(gè)提升裝置部分泥水混合物被傳送到反應(yīng)器最上部的氣液分離器，氣體分離后從反應(yīng)器導(dǎo)出

2.4內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)

在氣體提升器中，氣提原理使氣、水、污泥混合物快速上升，氣體在反應(yīng)器頂部分離之后，剩余的泥水混合物經(jīng)過(guò)一個(gè)同心的管道向下流入反應(yīng)器底部，由此在反應(yīng)器內(nèi)形成循環(huán)流。氣體動(dòng)力來(lái)自于上升的和返回的泥水混合物中氣體含量的巨大差別，因此，這個(gè)泥水混合物的內(nèi)循環(huán)不需要任何外加動(dòng)力。有意思的是，這個(gè)循環(huán)流的流量隨著進(jìn)液中COD的量的增大而自然增大，因此反應(yīng)器具有自我調(diào)節(jié)的作用，原因是在高負(fù)荷條件下，產(chǎn)生更多的氣體，從而也產(chǎn)生更多的循環(huán)水量，導(dǎo)致更大程度的進(jìn)水的稀釋。這對(duì)廠穩(wěn)定的運(yùn)行意義重大。

2.5深度凈化室

經(jīng)過(guò)一級(jí)沉降之后，上升水流的主體部分繼續(xù)向上流入深度凈化室，廢水中殘存的生物可降解的COD被進(jìn)一步降解，因此這個(gè)部分等于一個(gè)有效的后處理過(guò)程。產(chǎn)生的氣體在稱為二級(jí)沉降的上部三相分離器中收集并導(dǎo)出反應(yīng)器，由千在深度凈化室內(nèi)的污泥負(fù)荷較低、相對(duì)長(zhǎng)的水力保留時(shí)間和接近于推流的流動(dòng)狀態(tài)，廢水在此得到有效處理并避免了污泥的流失。廢水中的可生物降解COD幾乎得到完全的去除。由于大量的COD已在流化床反應(yīng)室中去除，深度凈化室的產(chǎn)氣量很小，不足以產(chǎn)生很大的流體湍動(dòng)，加之，內(nèi)循環(huán)流動(dòng)不通過(guò)深度凈化室，因此流體的上流速度很小。這兩個(gè)原因使生物污泥能很好地保留在反應(yīng)器內(nèi)，即使反應(yīng)器負(fù)荷數(shù)倍于UASB時(shí)也如此。由于深度凈化室的污泥濃度通常較低，有相當(dāng)大的今間允許流化床部分的污泥膨脹進(jìn)人其中，這就防止了高峰負(fù)荷時(shí)污泥的流失。

2.6工作流程

廢水首先通過(guò)布水系統(tǒng)進(jìn)人IC反應(yīng)器底部的混合區(qū)，并與來(lái)自泥水下降管的內(nèi)循環(huán)泥水混合液充分混合后進(jìn)人顆粒污泥床進(jìn)行COD的生化降解，此處的COD容積負(fù)荷很高，大部分進(jìn)水COD在此處被降解.產(chǎn)生大量沼氣沼氣由一級(jí)三相分離器收集。由于沼氣產(chǎn)生氣提作用，使得沼氣、污泥和水的混合物沿沼氣提升管上升至反應(yīng)器頂部的氣液分離器，沼氣在該處與泥水分離并被導(dǎo)出處理系統(tǒng)。泥水混合物則沿泥水下降管進(jìn)人反應(yīng)器底部的混合區(qū).并與進(jìn)水充分混合后進(jìn)人污泥膨脹床區(qū)，形成內(nèi)循環(huán)，內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水流量的0.5一5倍經(jīng)膨脹床處理后的廢水除一部分參與內(nèi)循環(huán)外，其余污水通過(guò)一級(jí)三相分離器后，進(jìn)人精處理區(qū)的顆粒污泥床區(qū)，進(jìn)行剩余COD降解與產(chǎn)沼氣過(guò)程，提高和保證了出水水質(zhì)。由于大部分COD已被降解，所以精處理區(qū)的COD負(fù)荷較低，產(chǎn)氣量也較少。精處理區(qū)產(chǎn)生的沼氣由二級(jí)三相分離器收集，通過(guò)集氣管進(jìn)人氣液分離器并被導(dǎo)出處理系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)精處理區(qū)處理后的廢水經(jīng)二級(jí)三相分離器作用后，上清液經(jīng)出水區(qū)排走，顆粒污泥則返回精處理區(qū)污泥床。IC的內(nèi)循環(huán)技術(shù)巧妙地利用污泥顆?；?、污泥回流和分級(jí)處理，大幅度提高了COD容積負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)了泥水間的良好接觸，強(qiáng)化了傳質(zhì)效果。 

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