上流式厌氧污泥床反应器(UASB).ppt

上流式厌氧污泥床反应器上流式厌氧污泥床反应器(UASB)一、一、UASB反应器概述反应器概述vUASB是上流式厌氧污泥床反应器(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)的简称v该工艺具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，是一项能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源——沼气的技术v1971年荷兰瓦格宁根（年荷兰瓦格宁根（Wageningen）农业）农业大学拉丁格（大学拉丁格（Lettinga）教授通过物理结构）教授通过物理结构设计，利用重力场对不同密度物质作用的差设计，利用重力场对不同密度物质作用的差异，发明了异，发明了三相分离器三相分离器使活性污泥停留时使活性污泥停留时间与废水停留时间分离，形成了上流式厌氧间与废水停留时间分离，形成了上流式厌氧污泥床（污泥床（UASB）反应器的雏型反应器的雏型 v1974年荷兰年荷兰CSM公司在其公司在其6m3反应器处理甜反应器处理甜菜制糖废水时，发现了活性污泥自身固定化菜制糖废水时，发现了活性污泥自身固定化机制形成的生物聚体结构，即颗粒污泥机制形成的生物聚体结构，即颗粒污泥（（granular sludge）v颗粒污泥的出现，不仅促进了以颗粒污泥的出现，不仅促进了以UASB为代为代表的第二代厌氧反应器的应用和发展，而且表的第二代厌氧反应器的应用和发展，而且还为第三代厌氧反应器的诞生奠定了基础。

还为第三代厌氧反应器的诞生奠定了基础 v继荷兰之后，德国、瑞士、瑞典、美国、加继荷兰之后，德国、瑞士、瑞典、美国、加拿大、澳大利亚、泰国、芬兰、西班牙以及拿大、澳大利亚、泰国、芬兰、西班牙以及中国也相继开展了对中国也相继开展了对UASB的深入研究和开的深入研究和开发工作，使这种厌氧处理工艺成为一种应用发工作，使这种厌氧处理工艺成为一种应用迅速、使用广泛的新型反应器技术，在高浓迅速、使用广泛的新型反应器技术，在高浓度有机工业废水处理中发挥它的作用度有机工业废水处理中发挥它的作用v国内对国内对UASB反应器的研究是从反应器的研究是从80年代初开年代初开始的北京市环境保护科学研究所首先开展始的北京市环境保护科学研究所首先开展了探索性的研究工作此后，国内很多科研了探索性的研究工作此后，国内很多科研单位和大专院校也开展了研究工作先后对单位和大专院校也开展了研究工作先后对UASB的的颗粒污泥培养、反应器的启动、颗颗粒污泥培养、反应器的启动、颗粒污泥性能的分析、工艺运行条件的控制以粒污泥性能的分析、工艺运行条件的控制以及反应器的工艺设计及反应器的工艺设计等进行了广泛而深入的等进行了广泛而深入的研究。

研究二、UASB反应器的基本构造v总的来讲，UASB反应器的构造型式主要有两种类型 一种类型是周边出水、顶部出沼气的构造型式； 另一种类型是周边出沼气、顶部出水的构造型式； 当反应器容积较大时，也可以设多个出水口或多个沼气出气口的组合结构形式vUASB反应器的基本构造主要包括以下几个部分：1.污泥床2.污泥悬浮层3.沉淀区4.三相分离器5.进水和配水系统1、污泥床v污泥床位于整个污泥床位于整个UASB反应器的底部反应器的底部v污泥床内具有很高的污泥床内具有很高的污泥生物量，其污泥污泥生物量，其污泥浓度浓度(MLSS)一般为一般为40000~80000mg/Lv污泥床中污泥由高度发展的污泥床中污泥由高度发展的颗粒污泥颗粒污泥组成，其中活组成，其中活性生物量性生物量(或细菌或细菌)占占70%~80%以上的，正常运行以上的，正常运行的的UASB中颗粒污泥的粒径一般在中颗粒污泥的粒径一般在0.5~5mm之间，之间，具有优良的沉降性能，具有优良的沉降性能，v沉降速度一般为沉降速度一般为1.2~1.4cm/s，，v典型的污泥容积指数典型的污泥容积指数(SVI)为为10~20ml/gv颗粒污泥中的生物相组成比较复杂，主要是颗粒污泥中的生物相组成比较复杂，主要是杆菌、杆菌、球菌和丝状菌球菌和丝状菌等。

等v污泥床污泥床的容积一般占整个的容积一般占整个UASB反应器容积反应器容积的的30%左右，但它对左右，但它对UASB反应器的整体处反应器的整体处理效率起着极为重要的作用，它对反应器中理效率起着极为重要的作用，它对反应器中有机物的降解量一般可占到整个反应器全部有机物的降解量一般可占到整个反应器全部降解量的降解量的70%~90%v污泥床对有机物如此有效的降解作用，使得污泥床对有机物如此有效的降解作用，使得在污泥床内在污泥床内产生大量的沼气产生大量的沼气，微小的沼气气，微小的沼气气泡经过不断的积累、合并而逐渐形成较大的泡经过不断的积累、合并而逐渐形成较大的气泡，并通过其上升的作用而将整个污泥床气泡，并通过其上升的作用而将整个污泥床层得到良好的混合层得到良好的混合2、污泥悬浮层v污泥悬浮层位于污泥污泥悬浮层位于污泥床的上部，占据整个床的上部，占据整个UASB反应器容积的反应器容积的70%左右v其中的污泥浓度要低其中的污泥浓度要低于污泥床，通常为于污泥床，通常为15000~30000mg/Lv污泥悬浮层污泥悬浮层由由高度絮凝的污泥组成高度絮凝的污泥组成，一般为，一般为非颗粒非颗粒状污泥，其沉速要明显小于颗粒污泥状污泥，其沉速要明显小于颗粒污泥的沉速，的沉速，SVI一般在一般在30~40ml/g之间，靠来自之间，靠来自污泥床中上升的气泡使此层污泥得到良好的污泥床中上升的气泡使此层污泥得到良好的混合。

混合v污泥悬浮层中絮凝污泥的浓度呈自下而上逐污泥悬浮层中絮凝污泥的浓度呈自下而上逐渐减小的分布状态这一层污泥担负着整个渐减小的分布状态这一层污泥担负着整个UASB反应器有机物降解量的反应器有机物降解量的10%~30%3、沉淀区v沉淀区位于沉淀区位于UASB反应器的反应器的顶部v其作用是使得由于水流的夹带作用而随上升水流进其作用是使得由于水流的夹带作用而随上升水流进入出水区的固体颗粒入出水区的固体颗粒(主要是污泥悬浮层中的絮凝性主要是污泥悬浮层中的絮凝性污泥污泥)在沉淀区沉降下来，并沿沉淀区底部的斜壁滑在沉淀区沉降下来，并沿沉淀区底部的斜壁滑下而重新回到反应区内下而重新回到反应区内(包括污泥床和污泥悬浮层包括污泥床和污泥悬浮层)，以保证反应器中污泥不致流失而同时保证污泥床，以保证反应器中污泥不致流失而同时保证污泥床中污泥的浓度中污泥的浓度v可以通过可以通过合理调整沉淀区的水位高度来保证整个反合理调整沉淀区的水位高度来保证整个反应器的集气室的有效空间高度而防止集气空间的破应器的集气室的有效空间高度而防止集气空间的破坏坏4、三相分离器v三相分离器三相分离器是是UASB反应器中最有特点和反应器中最有特点和最重要的装置，一般最重要的装置，一般设置在沉淀区的下部，设置在沉淀区的下部，但也可将其设置在反但也可将其设置在反应器的顶部，具体视应器的顶部，具体视所用的反应器的型式所用的反应器的型式而定。

而定v三相分离器三相分离器由由气体收集器和折流挡板气体收集器和折流挡板组成有时，也可将沉淀装置看做三相分离器的一个组时，也可将沉淀装置看做三相分离器的一个组成v其主要作用是将其主要作用是将气体气体(反应过程中产生的沼气反应过程中产生的沼气)、、固体固体(反应器中的污泥反应器中的污泥)和和液体液体(被处理的废水被处理的废水)等三项加以分离将沼气引入集气室，将处理等三项加以分离将沼气引入集气室，将处理出水引入出水区，将固体颗粒导入反应区相出水引入出水区，将固体颗粒导入反应区相当于传统污水处理工艺中的二次沉淀池，并同当于传统污水处理工艺中的二次沉淀池，并同时具有时具有污泥回流污泥回流的功能5、进水和配水系统vUASB反应器的反应器的进水系统兼有配水和水力搅进水系统兼有配水和水力搅拌的功能拌的功能v目前生产性目前生产性UASB反应器装置所采用的进水反应器装置所采用的进水方式方式:v间隙式进水、间隙式进水、v脉冲式进水、脉冲式进水、v连续均匀进水连续均匀进水v连续进水与间隙回流相结合的进水方式连续进水与间隙回流相结合的进水方式vUASB反应器中一般情况下反应器中一般情况下多采用连续进水多采用连续进水的运行方式，必要时也可采用脉冲式进水和的运行方式，必要时也可采用脉冲式进水和连续进水与间隙回流相结合的进水方式。

采连续进水与间隙回流相结合的进水方式采用后两种进水方式的目的是使反应器内的絮用后两种进水方式的目的是使反应器内的絮凝、颗粒污泥经常性地处于均匀混合和颗粒凝、颗粒污泥经常性地处于均匀混合和颗粒松散状态，多在反应器的启动初期或反应器松散状态，多在反应器的启动初期或反应器中出现沟流时使用当反应器运行正常后，中出现沟流时使用当反应器运行正常后，一般不必进行回流，而进行连续进水一般不必进行回流，而进行连续进水三、UASB反应器的反应机理vUASB反应器中的厌氧反应过程与其它厌氧反应器中的厌氧反应过程与其它厌氧生物处理工艺一样，包括了极为生物处理工艺一样，包括了极为复杂的生物复杂的生物反应过程反应过程虽然迄今为止仍未完全了解反应虽然迄今为止仍未完全了解反应过程中的复杂机理过程中的复杂机理(对于诸如纤维素等非溶解对于诸如纤维素等非溶解性的复杂有机物而言更是如此性的复杂有机物而言更是如此)，但目前业已，但目前业已提出了比较全面的厌氧反应过程的有关基本提出了比较全面的厌氧反应过程的有关基本过程v厌氧反应过程与好氧处理过程不同，它有多种不同厌氧反应过程与好氧处理过程不同，它有多种不同的微生物参与了底物的转化过程，经过复杂的反应的微生物参与了底物的转化过程，经过复杂的反应将底物转化为最终产物。

将底物转化为最终产物v在反应过程中，经过在反应过程中，经过水解、发酵、产酸和产气水解、发酵、产酸和产气步骤，步骤，复杂的底物被厌氧微生物转化为多种多样的中间产复杂的底物被厌氧微生物转化为多种多样的中间产物，如糖类、有机酸、醇、醛和氢等，并物，如糖类、有机酸、醇、醛和氢等，并最终转化最终转化为沼气为沼气v在厌氧消化过程中参与反应的厌氧微生物主要有以下几种：1.水解—发酵(酸化)细菌：将复杂的聚合底物水解成各种有机酸、乙醇、糖类、氢和二氧化碳2.乙酸化细菌：将第一步水解发酵的产物(有机酸和糖类等)转化为氢、乙酸和二氧化碳3.产甲烷菌：将简单的底物，如乙酸、甲醇和二氧化碳，与氢转化为甲烷v非溶解性有机聚合物非溶解性有机聚合物(蛋白质、脂类和碳水蛋白质、脂类和碳水化合物等化合物等)的厌氧分解还可以更细致地划分的厌氧分解还可以更细致地划分为为六个六个明显的明显的步骤步骤：：1.聚合物聚合物(蛋白质、脂类或碳水化合物蛋白质、脂类或碳水化合物)水解水解；；2.氨基酸和糖氨基酸和糖发酵发酵成氢、乙酸盐、短链脂肪酸成氢、乙酸盐、短链脂肪酸和乙醇；和乙醇；3.长链脂肪酸和乙醇的长链脂肪酸和乙醇的无氧氧化无氧氧化；；4.中间产物如挥发酸中间产物如挥发酸(乙酸除外乙酸除外)的的无氧氧化无氧氧化；；5.嗜乙酸微生物将乙酸嗜乙酸微生物将乙酸转化转化为甲烷；为甲烷；6.嗜氢微生物将氢嗜氢微生物将氢转化转化为甲烷为甲烷(二氧化碳还原二氧化碳还原)。

四、UASB反应器的工作原理v需要处理的废水以一定的流速自反应器的底需要处理的废水以一定的流速自反应器的底部进入反应器，水流在反应器中呈推流形式部进入反应器，水流在反应器中呈推流形式上升，上升，废水流速一般为废水流速一般为0.5~1.5m/h，多宜在，多宜在0.6~0.9m/h之间v进水首先流入反应器底部的污泥床，随后流进水首先流入反应器底部的污泥床，随后流入污泥悬浮层，与反应区中的污泥充分混合入污泥悬浮层，与反应区中的污泥充分混合接触，污泥中的微生物对厌氧分解水中的有接触，污泥中的微生物对厌氧分解水中的有机物，把它转化为沼气机物，把它转化为沼气v厌氧分解过程中产生的沼气在上升过程中将厌氧分解过程中产生的沼气在上升过程中将污泥颗粒托起，由于大量气泡的产生，即使污泥颗粒托起，由于大量气泡的产生，即使在较低的有机和水力负荷条件下也能看到污在较低的有机和水力负荷条件下也能看到污泥床明显的膨胀泥床明显的膨胀v沼气以微小气泡的形式不断放出，微小气泡沼气以微小气泡的形式不断放出，微小气泡在上升过程中相互结合而逐渐形成较大的气在上升过程中相互结合而逐渐形成较大的气泡，将污泥颗粒向反应器的上部携带，最后泡，将污泥颗粒向反应器的上部携带，最后由于气泡的破裂，绝大部分污泥颗粒又返回由于气泡的破裂，绝大部分污泥颗粒又返回到污泥区，对污泥起到到污泥区，对污泥起到搅拌的作用搅拌的作用。

v随着反应器产气量的不断增加，由气泡上升随着反应器产气量的不断增加，由气泡上升所产生的搅拌作用变得日趋激烈，从而降低所产生的搅拌作用变得日趋激烈，从而降低了污泥中夹带气泡的阻力，气体便从污泥床了污泥中夹带气泡的阻力，气体便从污泥床内突发性地逸出，引起污泥床表面呈沸腾和内突发性地逸出，引起污泥床表面呈沸腾和流化状态反应器中沉淀性较差的絮体状污流化状态反应器中沉淀性较差的絮体状污泥则在气体的搅拌作用下，在反应器上部形泥则在气体的搅拌作用下，在反应器上部形成污泥悬浮层沉淀性能良好的颗粒状污泥成污泥悬浮层沉淀性能良好的颗粒状污泥则处于反应器的下部形成高浓度的污泥床则处于反应器的下部形成高浓度的污泥床v随着水流的上升流动，气、水、泥三相混合随着水流的上升流动，气、水、泥三相混合液上升至三相分离器中液上升至三相分离器中v沼气碰到分离器下部的反射板后折向集气室，沼气碰到分离器下部的反射板后折向集气室，被有效地分离收集，并通过沼气管道排出被有效地分离收集，并通过沼气管道排出v污泥和水进入反应器上部的沉淀区，污水中污泥和水进入反应器上部的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，在重力的的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，在重力的作用下沉降，发生泥水分离。

回落至斜壁上作用下沉降，发生泥水分离回落至斜壁上的污泥沿斜壁滑回反应器的反应区处理过的污泥沿斜壁滑回反应器的反应区处理过的水从沉淀区溢流堰溢出，排出反应器的水从沉淀区溢流堰溢出，排出反应器v由于三相分离器的作用，使得反应器混合液由于三相分离器的作用，使得反应器混合液中的污泥有一个良好的中的污泥有一个良好的沉淀、分离和再絮凝沉淀、分离和再絮凝的环境，有利于提高污泥的沉降性能在一的环境，有利于提高污泥的沉降性能在一定的水力负荷条件下，绝大部分污泥能在反定的水力负荷条件下，绝大部分污泥能在反应器中保持很长的停留时间，使反应器中具应器中保持很长的停留时间，使反应器中具有足够的污泥量有足够的污泥量五、UASB反应器的特点vUASB反应器的优点：反应器的优点：1.反应器内污泥浓度高反应器内污泥浓度高 一般平均污泥浓度为一般平均污泥浓度为30~40g/L，污泥床为，污泥床为40~80g/L，污泥悬浮层为，污泥悬浮层为15~30g/L2.反应器中的污泥颗粒化反应器中的污泥颗粒化 颗粒污泥具有生物固体沉降性能好、生物浓度高、颗粒污泥具有生物固体沉降性能好、生物浓度高、固液分离好的特点，使反应器对不利条件的抗性固液分离好的特点，使反应器对不利条件的抗性增强，是增强，是UASB反应器的一个重要特征。

反应器的一个重要特征3.反应器的有机负荷高反应器的有机负荷高 COD容积负荷在小试验和中型试验中可高容积负荷在小试验和中型试验中可高达达20~40kg COD/(m3·d)，在大型生产装，在大型生产装置中可达到置中可达到 6~8kg COD/(m3·d)4.工艺简单，投资和运行费用低工艺简单，投资和运行费用低 反应器内设三相分离器，被沉淀区分离的污反应器内设三相分离器，被沉淀区分离的污泥能自动回流到反应区，因而无污泥回流设泥能自动回流到反应区，因而无污泥回流设备5.反应器无混合搅拌设备反应器无混合搅拌设备 投产运行后，利用进水和本身产生的沼气进投产运行后，利用进水和本身产生的沼气进行搅动，实现基质与污泥的充分接触行搅动，实现基质与污泥的充分接触6.反应器中不使用填料反应器中不使用填料 提高了容积利用率，节省造价及避免堵塞问提高了容积利用率，节省造价及避免堵塞问题而填料在其它构型中为生物有效停留提题而填料在其它构型中为生物有效停留提供稳定环境，是必须的供稳定环境，是必须的vUASB反应器的局限：反应器的局限：1.大型装置内易发生短流现象，影响处理能力，大型装置内易发生短流现象，影响处理能力，对配水系统的性能要求较高。

对配水系统的性能要求较高2.反应器进水反应器进水SS不宜超过不宜超过200mg/L，以避免，以避免对污泥颗粒化不利或减少反应区的有效容积，对污泥颗粒化不利或减少反应区的有效容积，甚至引起堵塞甚至引起堵塞3.反应器在没有颗粒污泥接种的情况下，启动反应器在没有颗粒污泥接种的情况下，启动时间长4.反应器对进水水质和负荷的突然变化比较敏反应器对进水水质和负荷的突然变化比较敏感，耐冲击力较差感，耐冲击力较差5.反应器中所要求的水温较高，最好在反应器中所要求的水温较高，最好在35℃℃左右六、UASB反应器的控制要点v在在UASB反应器的运行中，其控制要点及常反应器的运行中，其控制要点及常见问题主要有以下见问题主要有以下四个方面四个方面：：1.反应器的启动和颗粒污泥培养反应器的启动和颗粒污泥培养2.反应器污泥流失及解决方法反应器污泥流失及解决方法3.反应器中的酸碱平衡及反应器中的酸碱平衡及pH值的控制值的控制4.反应器中硫酸盐、硫化氢的控制技术反应器中硫酸盐、硫化氢的控制技术1、反应器的启动和颗粒污泥培养v对于一个新建的对于一个新建的UASB反应器来说，启动过程主反应器来说，启动过程主要是用未经驯化的絮状污泥对其进行接种，并经要是用未经驯化的絮状污泥对其进行接种，并经过一定时间的启动调试运行，使反应器达到设计过一定时间的启动调试运行，使反应器达到设计负荷并实现有机物的去除效果，通常这一过程会负荷并实现有机物的去除效果，通常这一过程会伴随着污泥颗粒化的实现，因此也称为伴随着污泥颗粒化的实现，因此也称为污泥的颗污泥的颗粒化粒化。

v由于厌氧微生物，特别是甲烷菌增殖很慢，厌氧由于厌氧微生物，特别是甲烷菌增殖很慢，厌氧反应器的启动需要很长时间但是，一旦启动完反应器的启动需要很长时间但是，一旦启动完成，在停止运行后的再次启动可以迅速完成成，在停止运行后的再次启动可以迅速完成v当没有现成的厌氧污泥或颗粒污泥时，采用当没有现成的厌氧污泥或颗粒污泥时，采用最多的是城市污水处理厂的最多的是城市污水处理厂的消化污泥消化污泥除消化污泥之外，可用作接种的物料很多，例如化污泥之外，可用作接种的物料很多，例如牛粪和各类粪肥、下水道污泥牛粪和各类粪肥、下水道污泥等一些污水等一些污水沟的污泥和沉淀物或富微生物的河泥也可以沟的污泥和沉淀物或富微生物的河泥也可以被用于接种，甚至好氧活性污泥也可以做为被用于接种，甚至好氧活性污泥也可以做为接种污泥污泥的接种浓度以接种污泥污泥的接种浓度以6~8kgVSS/m3 (按反应器总有效容积计算按反应器总有效容积计算)为宜，至少不少为宜，至少不少于于5kgVSS/m3，，接种污泥的填充量应不超过接种污泥的填充量应不超过反应器容积的反应器容积的60%v当接种污泥不是颗粒污泥时，为了培养颗粒污泥或当接种污泥不是颗粒污泥时，为了培养颗粒污泥或沉降性能好的活性污泥，都存在着一个将絮状污泥沉降性能好的活性污泥，都存在着一个将絮状污泥和分散的细小污泥从反应器内和分散的细小污泥从反应器内“洗出洗出”的过程，这的过程，这是是UASB反应器实现颗粒化的先决条件之一。

反应器实现颗粒化的先决条件之一v这一过程是一个微生物逐步筛选和进化的过程，这一过程是一个微生物逐步筛选和进化的过程，控控制的关键因素之一是反应器内的水力停留时间或上制的关键因素之一是反应器内的水力停留时间或上升流速升流速经验表明，升流速度在经验表明，升流速度在0.4~1.0m/s之间较之间较合适，如果有必要可以采用出水回流方式以适当提合适，如果有必要可以采用出水回流方式以适当提高反应器内的升流速度高反应器内的升流速度v一般来说，在颗粒污泥培养期内随水被冲出反应器一般来说，在颗粒污泥培养期内随水被冲出反应器的污泥是没有必要回流到反应器中去的的污泥是没有必要回流到反应器中去的v从负荷角度考虑从负荷角度考虑UASB的初次启动和颗粒的初次启动和颗粒化过程，可分为化过程，可分为三个阶段三个阶段：：①①启动的初始阶段启动的初始阶段，这一阶段是低负荷阶段，这一阶段是低负荷阶段(＜＜2kgCOD/(m3·d))②②当反应器负荷上升至当反应器负荷上升至2~5kgCOD/(m3·d)的的启动阶段启动阶段在这阶段污泥的洗出量增大，在这阶段污泥的洗出量增大，其中大多为细小的絮状污泥实际上这一其中大多为细小的絮状污泥。

实际上这一阶段在对较重的污泥颗粒和分散的、絮状阶段在对较重的污泥颗粒和分散的、絮状的污泥进行选择，使这一阶段的末期留下的污泥进行选择，使这一阶段的末期留下的污泥中开始产生颗粒状污泥的污泥中开始产生颗粒状污泥③③这一阶段是反应器负荷超过这一阶段是反应器负荷超过5kgCOD/(m3·d) 在此时，絮状污泥变得迅在此时，絮状污泥变得迅速减少，而颗粒污泥加速形成直到反应器速减少，而颗粒污泥加速形成直到反应器内不再有絮状污泥存在内不再有絮状污泥存在Ø5kgCOD/(m3·d)左右是反应器中以颗粒左右是反应器中以颗粒污泥或絮状污泥为主的一个重要分界污泥或絮状污泥为主的一个重要分界当反应器负荷大于反应器负荷大于5kgCOD/(m3·d)，由于，由于颗粒污泥的不断形成，反应器的大部分被颗粒污泥的不断形成，反应器的大部分被颗粒污泥充满时，其颗粒污泥充满时，其最大负荷可以超过最大负荷可以超过20kgCOD/(m3·d)v在在UASB反应器启动过程中会出现两种反应器启动过程中会出现两种污泥污泥流失流失：： 一种是污泥本身性质不好，在低负荷运行时一种是污泥本身性质不好，在低负荷运行时也会发生流失，这主要是也会发生流失，这主要是由于污泥本身性质由于污泥本身性质所引起的流失所引起的流失；； 另一种则是在水力负荷、容积负荷太高的情另一种则是在水力负荷、容积负荷太高的情况下而引起的污泥流失，这种污泥流失称之况下而引起的污泥流失，这种污泥流失称之为为膨胀跑泥膨胀跑泥。

v沉淀性能较差的污泥流失与膨胀跑泥在污泥沉淀性能较差的污泥流失与膨胀跑泥在污泥的性质上存在着差别经测定后可以发现，的性质上存在着差别经测定后可以发现，污泥流失的污泥流失的VSS/SS值要比留在反应器中污泥值要比留在反应器中污泥的的VSS/SS值略大，即值略大，即其无机成分的含量要小其无机成分的含量要小一些，容易从反应器中流失，沉降性能差一些，容易从反应器中流失，沉降性能差而膨胀跑泥的而膨胀跑泥的VSS/SS值与留在反应器内污泥值与留在反应器内污泥的的VSS/SS值基本相同，在一定程度上说明值基本相同，在一定程度上说明膨膨胀跑泥的性质与同期留在反应器内污泥的性胀跑泥的性质与同期留在反应器内污泥的性质是相同的质是相同的，这些污泥是由于水力负荷或污，这些污泥是由于水力负荷或污泥负荷过高而被冲出反应器的泥负荷过高而被冲出反应器的v区分两种跑泥方式后，可以更好的探讨区分两种跑泥方式后，可以更好的探讨解决解决此问题的方式此问题的方式v对于因沉淀性能较差的污泥流失，因为其性对于因沉淀性能较差的污泥流失，因为其性能差，是应该让它们流失或主动排放的，而能差，是应该让它们流失或主动排放的，而不应该回流。

这些污泥即使回流到反应器中，不应该回流这些污泥即使回流到反应器中，也会再次上浮，结果仍然会流失而且这些也会再次上浮，结果仍然会流失而且这些污泥还会与颗粒污泥竞争基质，不利于颗粒污泥还会与颗粒污泥竞争基质，不利于颗粒化的进程化的进程v而对于膨胀跑泥，因为其性质基本上与反应而对于膨胀跑泥，因为其性质基本上与反应器内的污泥完全一样，放弃这些污泥是很可器内的污泥完全一样，放弃这些污泥是很可惜的厌氧微生物特别是产甲烷菌生长非常惜的厌氧微生物特别是产甲烷菌生长非常缓慢，单纯依靠自身生长重新获得这些污泥缓慢，单纯依靠自身生长重新获得这些污泥需要一定的时间同时污泥的颗粒化归根到需要一定的时间同时污泥的颗粒化归根到底还是要使得某些细菌在细小的、絮状污泥底还是要使得某些细菌在细小的、絮状污泥中的某些中的某些“核心核心”上附着生长并逐渐形成初上附着生长并逐渐形成初始的颗粒污泥，因此若放弃这些污泥，也就始的颗粒污泥，因此若放弃这些污泥，也就放弃了一次污泥颗粒化的机会，因此，放弃了一次污泥颗粒化的机会，因此，对于对于膨胀跑泥应该加以回流或加以避免膨胀跑泥应该加以回流或加以避免2、反应器污泥流失及解决方法vUASB反应器启动阶段结束后，在运行过程反应器启动阶段结束后，在运行过程中仍然会发生污泥流失。

中仍然会发生污泥流失v虽然三相分离器在混合液进入沉淀区前已把虽然三相分离器在混合液进入沉淀区前已把气体分离，但由于沉淀区内的污泥仍具有较气体分离，但由于沉淀区内的污泥仍具有较高的产甲烷活性，继续在沉淀区内产气；或高的产甲烷活性，继续在沉淀区内产气；或者由于冲击负荷及水质突然变化，可能使反者由于冲击负荷及水质突然变化，可能使反应区内污泥膨胀，结果沉淀区应区内污泥膨胀，结果沉淀区固液分离不佳固液分离不佳，，发生污泥流失而影响了水质和污泥床中污泥发生污泥流失而影响了水质和污泥床中污泥浓度v为了减少出水所带的悬浮物进入水体，外部为了减少出水所带的悬浮物进入水体，外部另设一沉淀池，沉淀下来的污泥回流到污泥另设一沉淀池，沉淀下来的污泥回流到污泥床内 v外部设置沉淀池的好处外部设置沉淀池的好处是：是：①①污泥回流可加速污泥积累，缩短启动周期；污泥回流可加速污泥积累，缩短启动周期； ②②去除悬浮物，改善出水水质；去除悬浮物，改善出水水质； ③③当偶尔发生大量漂泥时，提高了可见性，能当偶尔发生大量漂泥时，提高了可见性，能够及时回收污泥保持工艺的稳定性；够及时回收污泥保持工艺的稳定性； ④④回流污泥可进一步分解，减少剩余污泥量。

回流污泥可进一步分解，减少剩余污泥量3、反应器中的酸碱平衡及pH值控制vpH值是影响厌氧消化过程的重要因素，许多值是影响厌氧消化过程的重要因素，许多研究结果和实际运行经验表明，厌氧消化需研究结果和实际运行经验表明，厌氧消化需要一个相对稳定的要一个相对稳定的pH值范围，对于以产甲烷值范围，对于以产甲烷为主要目的的厌氧过程来说，为为主要目的的厌氧过程来说，为6.5~7.5.如果如果生长环境的生长环境的pH过高过高(＞＞8.0)或过低或过低(＜＜6.0)，，产产甲烷菌甲烷菌的生长代谢和繁殖就的生长代谢和繁殖就会受到抑制会受到抑制，，并进而对整个厌氧消化过程产生严重的不利并进而对整个厌氧消化过程产生严重的不利影响1)反应器的适宜反应器的适宜pH值值v因为在厌氧体系中，其它非产甲烷菌如发酵因为在厌氧体系中，其它非产甲烷菌如发酵细菌等对细菌等对pH值的变化不如产甲烷菌敏感，在值的变化不如产甲烷菌敏感，在pH值发生较大变化时，这些细菌受到的影响值发生较大变化时，这些细菌受到的影响较小，它们能继续将进水中的有机物转化为较小，它们能继续将进水中的有机物转化为脂肪酸等，导致反应器内有机酸的积累、酸脂肪酸等，导致反应器内有机酸的积累、酸碱平衡失调，使产甲烷菌的活性受到更大的碱平衡失调，使产甲烷菌的活性受到更大的抑制，最终导致反应器运行失败。

因此，在抑制，最终导致反应器运行失败因此，在厌氧生物处理过程中，厌氧生物处理过程中，应特别注意反应期内应特别注意反应期内pH值的控制值的控制，一般应维持在产甲烷菌的最适，一般应维持在产甲烷菌的最适范围内，即范围内，即6.5~7.5v厌氧消化体系中的厌氧消化体系中的pH值是体系中值是体系中CO2、、H2S在气、液两相间的溶解平衡、液相内的酸碱在气、液两相间的溶解平衡、液相内的酸碱平衡及固、液相间离子溶解平衡等综合作用平衡及固、液相间离子溶解平衡等综合作用的结果，而这些又与反应器内发生的生化反的结果，而这些又与反应器内发生的生化反应直接有关因此，分析和研究厌氧消化过应直接有关因此，分析和研究厌氧消化过程中程中酸碱平衡酸碱平衡的实质和的实质和pH值的控制技术，对值的控制技术，对于选择和设计废水生物处理工艺、调试和运于选择和设计废水生物处理工艺、调试和运行厌氧生物处理装置等都有重要的指导意义行厌氧生物处理装置等都有重要的指导意义(2)消化过程中的生化反应及对酸碱平衡的影响消化过程中的生化反应及对酸碱平衡的影响①①厌氧体系中的酸碱平衡厌氧体系中的酸碱平衡 根据对厌氧消化体系中成分的分析，可知根据对厌氧消化体系中成分的分析，可知影响酸碱平衡的主要成分有脂肪酸、氨氮、影响酸碱平衡的主要成分有脂肪酸、氨氮、H2S、、CO2等，这些物质在厌氧体系中存等，这些物质在厌氧体系中存在着溶解平衡、电离平衡等反应平衡。

在着溶解平衡、电离平衡等反应平衡a.脂肪酸的电离平衡 在厌氧体系中，脂肪酸主要包括乙酸、丙酸、丁酸等，三者的电离常数相差不大，当都采用摩尔浓度表示时，其对体系的酸碱平衡的影响也相差不大，将厌氧体系中所有脂肪酸都换算成等摩尔的乙酸，统一用乙酸的电离平衡来计算，如下式：b.氨氮的电离平衡 在厌氧体系中氨氮的电离平衡可表示如下：c.CO2的溶解及H2CO3的电离平衡 CO2在气、液相间的溶解平衡可表示为： 根据气体溶解平衡的亨利定律，有： 式中：HCO2——亨利常数(mol/L·atm) PCO2——CO2的平衡分压(atm)c.CO2的溶解及H2CO3的电离平衡 CO2在水中还会发生强烈的水合反应，其平衡反应式为：c.CO2的溶解及H2CO3的电离平衡 反应生成的H2CO3又会发生电离平衡，反应式为：c.CO2的溶解及H2CO3的电离平衡 因为在进行化学分析时区别CO2(液)与H2CO3较困难，根据复合酸度常数的概念，令：c.CO2的溶解及H2CO3的电离平衡 根据复合碳酸的电离平衡，有：d.H2S的电离平衡 与CO2一样，首先存在着气、液相间的溶解平衡： 根据亨利定律有：d.H2S的电离平衡②厌氧体系中的致碱物质 通过以上分析可知，厌氧体系中与酸碱平衡有关的共轭酸碱对主要有： 等。

随着厌氧体系pH值的不同，这些共轭酸碱对在各种形态之间的分布也会发生变化v为了保证厌氧反应器中的为了保证厌氧反应器中的pH值稳定在适宜值稳定在适宜的范围内，就必须采取一定的措施对反应器的范围内，就必须采取一定的措施对反应器的运行状况进行调节和控制在实际运行中，的运行状况进行调节和控制在实际运行中，主要通过以下几种方法来调节和控制厌氧反主要通过以下几种方法来调节和控制厌氧反应器内的应器内的pH值：值：①①投加致碱或致酸物质投加致碱或致酸物质②②出水回流出水回流③③出水吹脱出水吹脱CO2后回流后回流(3)pH值的控制技术①①投加致碱或致酸物质投加致碱或致酸物质v在进水中或直接在反应器中加入致碱或致酸在进水中或直接在反应器中加入致碱或致酸物质，是最直接的调控厌氧反应器内物质，是最直接的调控厌氧反应器内pH值值的方法实际运行中所使用的致碱物质主要的方法实际运行中所使用的致碱物质主要有有Na2CO3、、NaHCO3、、NaOH和和Ca(OH) 2等用这种方法要消耗化学药品，从而增加等用这种方法要消耗化学药品，从而增加了运行费用而且，现场操作人员应在废水了运行费用而且，现场操作人员应在废水中加入多少致碱物质不好掌握。

中加入多少致碱物质不好掌握v一般情况下，在废水一般情况下，在废水pH＞＞8.0时，则应加酸时，则应加酸调节调节②②出水回流出水回流v一般情况下，厌氧反应器的出水碱度会高于一般情况下，厌氧反应器的出水碱度会高于进水碱度，所以可采用出水回流的方法来控进水碱度，所以可采用出水回流的方法来控制反应器内制反应器内pH值，同时出水回流还可起到值，同时出水回流还可起到稀释作用有研究表明，采用该法来控制反稀释作用有研究表明，采用该法来控制反应期内应期内pH值，值，回流比一般应控制在回流比一般应控制在5~20之之间③③出水吹脱出水吹脱CO2后回流后回流v出水中的出水中的CO2是主要的致酸物质，把出水中是主要的致酸物质，把出水中的的CO2经吹脱去除后再回流，是一种更好的经吹脱去除后再回流，是一种更好的调控厌氧反应器中调控厌氧反应器中pH值的方法值的方法v但在采用该法时，由于一般均采用空气进行但在采用该法时，由于一般均采用空气进行吹脱，所以回流中会含有一定的溶解氧溶吹脱，所以回流中会含有一定的溶解氧溶解氧的带入会对反应器的运行产生一定的不解氧的带入会对反应器的运行产生一定的不利影响4、反应器中硫酸盐、硫化氢的控制技术(1)硫酸盐还原作用v当有机废水中还含有硫酸盐时，在进行厌氧当有机废水中还含有硫酸盐时，在进行厌氧生物处理时，随着有机物的降解，往往还会生物处理时，随着有机物的降解，往往还会伴随着硫酸盐还原作用的发生。

伴随着硫酸盐还原作用的发生v硫酸盐还原作用是指在某类微生物的作用下，硫酸盐还原作用是指在某类微生物的作用下，硫酸盐作为最终电子受体，参加有机物的分硫酸盐作为最终电子受体，参加有机物的分解代谢而被还原的反应解代谢而被还原的反应(2)硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌v硫酸盐还原菌通常是指一类通过异化还原作硫酸盐还原菌通常是指一类通过异化还原作用进行硫酸盐还原的细菌用进行硫酸盐还原的细菌v硫酸盐还原菌形态、营养多样化，利用硫酸硫酸盐还原菌形态、营养多样化，利用硫酸盐作为有机物分解过程的最终电子受体盐作为有机物分解过程的最终电子受体v硫酸盐还原菌都是严格厌氧菌硫酸盐还原菌都是严格厌氧菌，生长速率相，生长速率相对较缓慢，但具有较强的生存能力，而且分对较缓慢，但具有较强的生存能力，而且分布广泛，只要条件许可就会马上活跃起来布广泛，只要条件许可就会马上活跃起来v影响硫酸盐还原菌生长的主要因素影响硫酸盐还原菌生长的主要因素①①温度温度 与产甲烷菌类似，硫酸盐还原菌也在两个温与产甲烷菌类似，硫酸盐还原菌也在两个温度段表现出较强活性其多数是中温型，最度段表现出较强活性其多数是中温型，最佳生长温度为佳生长温度为30~37℃℃，少数是高温型，最，少数是高温型，最佳生长温度为佳生长温度为40~70℃℃。

②②pH值值 其生长的最适其生长的最适pH值为值为7.1~7.6，但大多数均，但大多数均可在可在4.5~9.5的范围内生长的范围内生长③③氧化还原电位氧化还原电位 硫酸盐还原菌是严格的厌氧细菌，其生长环硫酸盐还原菌是严格的厌氧细菌，其生长环境的氧化还原电位在境的氧化还原电位在-100mV以下，而产甲以下，而产甲烷菌所要求的氧化还原电位为烷菌所要求的氧化还原电位为-300mV以下④④营养要求营养要求 硫酸盐还原菌是异养菌，其生长除了需要有硫酸盐还原菌是异养菌，其生长除了需要有机物外，还需要有硫酸盐、亚硫酸盐、硫代机物外，还需要有硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐等含有氧化态硫的化合物作为电子受硫酸盐等含有氧化态硫的化合物作为电子受体⑤⑤生长刺激物生长刺激物 其生长一般都需要维生素等生长刺激物其生长一般都需要维生素等生长刺激物⑥⑥生长抑制剂生长抑制剂 许多物质对硫酸盐还原菌具有抑制作用，如许多物质对硫酸盐还原菌具有抑制作用，如一定浓度的一定浓度的Na2AsO4、、K2CrO4、、PbCl2、、Na2MoO4等，而这些物质对产甲烷菌则有等，而这些物质对产甲烷菌则有不同程度的激活作用不同程度的激活作用。

⑦⑦另外，超声波、紫外线等在一定条件下对硫另外，超声波、紫外线等在一定条件下对硫酸盐还原菌也能起抑制或灭活作用酸盐还原菌也能起抑制或灭活作用(3)硫酸盐还原作用对厌氧消化的影响硫酸盐还原作用对厌氧消化的影响v硫是微生物生长所必需的营养元素之一硫是微生物生长所必需的营养元素之一，少，少量的硫酸盐量的硫酸盐(或其它含硫化合物或其它含硫化合物)会有益于厌会有益于厌氧消化过程，甚至在某些情况下还需要补充氧消化过程，甚至在某些情况下还需要补充一定量的含硫物质作为微生物生长的硫源一定量的含硫物质作为微生物生长的硫源v当厌氧系统中含有适量的硫酸盐时，硫酸盐当厌氧系统中含有适量的硫酸盐时，硫酸盐还原菌能够有效地利用氢来还原硫酸盐，从还原菌能够有效地利用氢来还原硫酸盐，从而加快产氢产乙酸反应的速度，提高种间氢而加快产氢产乙酸反应的速度，提高种间氢的转移速度，有助于厌氧消化过程的进行的转移速度，有助于厌氧消化过程的进行v但是当废水中含有高浓度的硫酸盐时，则会但是当废水中含有高浓度的硫酸盐时，则会对厌氧消化产生不利影响对厌氧消化产生不利影响①①基质竞争性抑制作用基质竞争性抑制作用 硫酸盐还原菌生长的硫酸盐还原菌生长的pH值、温度、氧化还值、温度、氧化还原电位等环境条件及其可利用基质的范围都原电位等环境条件及其可利用基质的范围都比产甲烷菌要广，所以其更容易生长。

比产甲烷菌要广，所以其更容易生长 硫酸盐还原菌和产甲烷菌都能利用乙酸和氢硫酸盐还原菌和产甲烷菌都能利用乙酸和氢等作为生长基质，在反应器内必然会发生基等作为生长基质，在反应器内必然会发生基质竞争，并由此产生对甲烷菌的抑制作用，质竞争，并由此产生对甲烷菌的抑制作用，影响厌氧消化的进行影响厌氧消化的进行②②硫化氢对产甲烷菌的毒害作用硫化氢对产甲烷菌的毒害作用 硫化物是硫酸盐还原作用的最终产物，不仅硫化物是硫酸盐还原作用的最终产物，不仅会增加沼气中会增加沼气中H2S的含量，增加出水的的含量，增加出水的COD值，更重要的是还会对厌氧细菌值，更重要的是还会对厌氧细菌(特别是产特别是产甲烷菌甲烷菌)产生抑制作用，而对整个厌氧消化产生抑制作用，而对整个厌氧消化过程产生不利影响，严重时可能导致整个厌过程产生不利影响，严重时可能导致整个厌氧反应器无法正常运行氧反应器无法正常运行(4)硫酸盐及硫化氢的控制技术硫酸盐及硫化氢的控制技术 可分为物理化学法和生物法可分为物理化学法和生物法两大类两大类①①物理化学法物理化学法 包括气体吹脱、化学沉淀和抑制等包括气体吹脱、化学沉淀和抑制等 采用吹脱法处理实际上是把液相中的硫化氢采用吹脱法处理实际上是把液相中的硫化氢转移到气相中去，并没有消除硫化氢对环境转移到气相中去，并没有消除硫化氢对环境的污染。

的污染 化学沉淀法和抑制法需要外加沉淀剂和抑制化学沉淀法和抑制法需要外加沉淀剂和抑制剂，能耗、化学药品及后处理费用较高剂，能耗、化学药品及后处理费用较高v气体吹脱法气体吹脱法 由于由于pH值较低时，溶液中溶解性的硫化物大值较低时，溶液中溶解性的硫化物大部分以部分以H2S的形式存在利用这一性质，在的形式存在利用这一性质，在单项厌氧处理系统中安装循环气体吹脱装置，单项厌氧处理系统中安装循环气体吹脱装置，将硫化物吹脱，减轻对产甲烷过程的抑制作将硫化物吹脱，减轻对产甲烷过程的抑制作用，改善反应器的运行性能用，改善反应器的运行性能v化学沉淀法化学沉淀法 投加金属盐与溶解性硫化物反应生成金属硫投加金属盐与溶解性硫化物反应生成金属硫化物沉淀，从而降低反应器中的硫化物浓度化物沉淀，从而降低反应器中的硫化物浓度用来沉淀硫离子最常见的金属盐是铁盐但用来沉淀硫离子最常见的金属盐是铁盐但此法缺点也很明显，加入金属盐使运行费用此法缺点也很明显，加入金属盐使运行费用增加，沉淀物在反应器中的沉积使污泥的增加，沉淀物在反应器中的沉积使污泥的VSS/TSS值降低，污泥产量增加值降低，污泥产量增加v化学抑制法化学抑制法 钼酸盐对硫酸盐还原菌具有较强的抑制作用，钼酸盐对硫酸盐还原菌具有较强的抑制作用，对产甲烷菌反而有激活作用，但对其机理尚对产甲烷菌反而有激活作用，但对其机理尚不十分清楚。

不十分清楚 虽然钼酸盐对硫酸盐还原菌有很好的专一性虽然钼酸盐对硫酸盐还原菌有很好的专一性抑制作用，但是这种方法也有其弊端一方抑制作用，但是这种方法也有其弊端一方面对废水中的硫酸盐未加以控制，排入水体面对废水中的硫酸盐未加以控制，排入水体后仍会引起一系列的环境问题；另一方面，后仍会引起一系列的环境问题；另一方面，钼酸盐价格昂贵，运行费用高钼酸盐价格昂贵，运行费用高②②生物法生物法 厌氧消化过程可概括地分为产酸和产甲烷两厌氧消化过程可概括地分为产酸和产甲烷两个阶段，由此发展起来的两相厌氧工艺是根个阶段，由此发展起来的两相厌氧工艺是根据参与产酸和产甲烷发酵的微生物类群不同，据参与产酸和产甲烷发酵的微生物类群不同，设立两个独立的反应器，通过控制运行条件，设立两个独立的反应器，通过控制运行条件，保证两大类群细菌在各自的反应器中获得最保证两大类群细菌在各自的反应器中获得最佳的生长条件，使整个系统达到较高的处理佳的生长条件，使整个系统达到较高的处理能力和运行稳定性能力和运行稳定性 在此工艺的启发下，研究者试图将硫酸盐还在此工艺的启发下，研究者试图将硫酸盐还原作用控制在产酸阶段完成，然后设法将产原作用控制在产酸阶段完成，然后设法将产酸反应器出水中的硫化物去除，最后令其进酸反应器出水中的硫化物去除，最后令其进入产甲烷反应器进行反应。

入产甲烷反应器进行反应v将硫酸盐还原作用控制在产酸阶段完成具有将硫酸盐还原作用控制在产酸阶段完成具有如下优点：如下优点：a.发酵性细菌比产甲烷菌能忍耐较高的硫化物发酵性细菌比产甲烷菌能忍耐较高的硫化物浓度，所以产酸作用可以与硫酸盐还原作用浓度，所以产酸作用可以与硫酸盐还原作用同时进行，不会影响产酸过程；同时进行，不会影响产酸过程；b.产酸相反应器处于弱酸状态，生成的硫化物产酸相反应器处于弱酸状态，生成的硫化物主要以主要以H2S形式存在，有利于硫化物的进一形式存在，有利于硫化物的进一步去除；步去除；c.硫酸盐还原菌本身就是一种产酸菌，它可以硫酸盐还原菌本身就是一种产酸菌，它可以利用普通产酸菌的某些中间产物利用普通产酸菌的某些中间产物(如乳酸、如乳酸、丙酮酸、丙酸等丙酮酸、丙酸等)，将其进一步降解为乙酸，，将其进一步降解为乙酸，故将硫酸盐还原作用与产酸作用控制在一个故将硫酸盐还原作用与产酸作用控制在一个反应器中进行，在一定程度上有利于提高产反应器中进行，在一定程度上有利于提高产酸相的酸化率，使产酸类型向乙酸发展，有酸相的酸化率，使产酸类型向乙酸发展，有利于后续的产甲烷反应，提高产气率；利于后续的产甲烷反应，提高产气率；d.硫酸盐还原作用与产甲烷作用分别在两个反应器硫酸盐还原作用与产甲烷作用分别在两个反应器内进行，避免了硫酸盐还原菌和产甲烷菌之间的内进行，避免了硫酸盐还原菌和产甲烷菌之间的基质竞争；基质竞争；e.硫化物设法去除后，可不与产甲烷菌直接接触，硫化物设法去除后，可不与产甲烷菌直接接触，不会对产甲烷菌产生毒害作用；不会对产甲烷菌产生毒害作用；f.大部分的硫酸盐已在产酸相中被去除，形成的沼大部分的硫酸盐已在产酸相中被去除，形成的沼气中气中H2S含量较少，回收利用方便。

含量较少，回收利用方便七、不同七、不同UASB系统的对比分析系统的对比分析v从世界上采用从世界上采用UASB反应器处理啤酒废水业反应器处理啤酒废水业绩的统计数据来看：绩的统计数据来看： 采用采用颗粒污泥颗粒污泥，处理负荷可以达到，处理负荷可以达到10~15kgCOD/(m3·d)以上；以上； 采用采用絮状污泥絮状污泥，处理负荷在，处理负荷在5kgCOD/(m3·d)，但是，但是COD去除率可以达到去除率可以达到90%~95%v这说明同样是厌氧技术，但选取的设计参数这说明同样是厌氧技术，但选取的设计参数可以有很大不同可以有很大不同vEGSB反应器反应器 实际上是改进的实际上是改进的UASB反应器，运行中维持反应器，运行中维持高的上升流速高的上升流速(6~12m/h)，使颗粒污泥处于悬，使颗粒污泥处于悬浮状态，保证进水与污泥颗粒的充分接触浮状态，保证进水与污泥颗粒的充分接触 EGSB概念特别适于低温和浓度相对低的啤概念特别适于低温和浓度相对低的啤酒废水在低温条件下采用低负荷时，沼气酒废水在低温条件下采用低负荷时，沼气产率低、混合强度低产率低、混合强度低EGSB反应器依靠进反应器依靠进水动能和污泥床膨胀高度保证了进水与污泥水动能和污泥床膨胀高度保证了进水与污泥的充分接触，可获得比传统的充分接触，可获得比传统UASB反应器好反应器好的运行结果。

的运行结果三种三种UASB系统设计负荷和预计去除率系统设计负荷和预计去除率指标指标类型类型 中等负荷系统中等负荷系统5kgCOD/(m3·d) 高负荷系统高负荷系统10kgCOD/(m3·d) EGSB系统系统25kgCOD/(m3·d) COD(mg/L)进水进水250025002500出水出水250500500去除率去除率90%80%80% BOD(mg/L)进水进水140014001400出水出水140210280去除率去除率90%85%80%Q=10000m3/d，，COD=2500mg/L，，BOD5=1400mg/L，碱度，碱度=450mg/L三种三种UASB系统预处理的比较系统预处理的比较项目项目单位单位中等负荷系统中等负荷系统高负荷系统高负荷系统EGSB系统系统调节池池容调节池池容m3200020002000UASB池容积池容积m328801440576COD负荷负荷kg/(m3·d)51025HRTh73.51.4三种三种UASB系统后处理的比较系统后处理的比较项目项目单位单位中等负荷系统中等负荷系统高负荷系统高负荷系统EGSB系统系统曝气池池容曝气池池容m3100015002000曝气池负荷曝气池负荷 kgBOD/(kgMLSS·d)0.30.30.3进水进水BODmg/L140210280HRTh468二沉池池容二沉池池容m3125012501250需氧量需氧量kg/d91314491985鼓风量鼓风量m3304865风机风机3×D15-1.54×D15-1.53×D30-1.5运转功率运转功率kW2×373×372×45三种三种UASB系统直接运行费用的比较系统直接运行费用的比较项目项目单位单位中等负荷系统中等负荷系统高负荷系统高负荷系统EGSB系统系统动力费动力费万元万元24.536.829.8药剂和人工费药剂和人工费万元万元39120120 吨水直接吨水直接处理成本费处理成本费元元0.1920.4750.454吨水电耗吨水电耗度度/ m30.1780.2660.216v经对比可发现，三种经对比可发现，三种UASB系统各有优点，系统各有优点，在设计中应该根据所处理废水的水量、水质，在设计中应该根据所处理废水的水量、水质，所要达到的处理标准，以及建设运行的预算所要达到的处理标准，以及建设运行的预算进行合理选择。

进行合理选择八、八、UASB反应器的监控反应器的监控v系统需要的检控与系统所采用的负荷和设计系统需要的检控与系统所采用的负荷和设计上的安全系数有关上的安全系数有关v有时为了减少反应器体积，负荷定得很高；有时为了减少反应器体积，负荷定得很高；或工艺在短时间的超负荷可能变得不平衡，或工艺在短时间的超负荷可能变得不平衡，在这些情况下，监控变的非常关键在这些情况下，监控变的非常关键v低负荷系统所需的监控要少得多，对于一个低负荷系统所需的监控要少得多，对于一个中等负荷的工艺每周监测一次就足够了中等负荷的工艺每周监测一次就足够了v监控甲烷产生量、监控甲烷产生量、pH范围和挥发性脂肪酸范围和挥发性脂肪酸(VFA)，可揭示系统运转的状态可揭示系统运转的状态 前两者可以反映生物的状况，但是不能鉴别前两者可以反映生物的状况，但是不能鉴别功能不佳的原因，也不能预测系统的状况功能不佳的原因，也不能预测系统的状况类似的，类似的，VFA浓度可以被监测，但仅仅提供浓度可以被监测，但仅仅提供了工艺开始偏离正常的信号了工艺开始偏离正常的信号v监控可以减少运行费用监控可以减少运行费用 例如，通过在低例如，通过在低pH值运行反应器值运行反应器(注意进水注意进水pH与反应器与反应器pH无关无关)来减少碱度的需要，可来减少碱度的需要，可以大量节省补充碱度所需的费用。

以大量节省补充碱度所需的费用九、UASB反应器在啤酒工业废水处理中的应用1.概述概述2.啤酒废水啤酒废水3.厌氧厌氧—好氧联合处理技术好氧联合处理技术4.不同处理系统的技术经济分析不同处理系统的技术经济分析1、概述v目前，国内外啤酒废水处理技术已有了迅速目前，国内外啤酒废水处理技术已有了迅速的发展，有采用接触氧化法、气动式生物转的发展，有采用接触氧化法、气动式生物转盘、生物滤池、深井曝气、两级活性污泥法、盘、生物滤池、深井曝气、两级活性污泥法、厌氧消化等工艺厌氧消化等工艺v在国外，传统活性污泥法、升流式流化床等在国外，传统活性污泥法、升流式流化床等工艺已广泛地应用于啤酒废水处理特别是工艺已广泛地应用于啤酒废水处理特别是啤酒废水的啤酒废水的UASB法处理技术，可以大幅度法处理技术，可以大幅度地降低处理设施的建设费用和运行费用，具地降低处理设施的建设费用和运行费用，具有很大的经济性有很大的经济性v朝日啤酒公司已建成的东京、大阪等六处处朝日啤酒公司已建成的东京、大阪等六处处理设施的运行效果证明，同传统活性污泥相理设施的运行效果证明，同传统活性污泥相比，厌氧比，厌氧—好氧工艺可以使处理能力增加好氧工艺可以使处理能力增加1~2倍；回收的沼气经锅炉燃烧后，所产蒸气供倍；回收的沼气经锅炉燃烧后，所产蒸气供维持啤酒发酵温度利用，可降低能源消耗。

维持啤酒发酵温度利用，可降低能源消耗2、啤酒废水(1)啤酒废水的主要来源啤酒废水的主要来源v麦芽生产过程的洗麦水、浸麦水、发芽降温麦芽生产过程的洗麦水、浸麦水、发芽降温喷雾水、麦糟水、凝固物洗涤水；喷雾水、麦糟水、凝固物洗涤水；v糖化过程的糖化废水、过滤洗涤水；糖化过程的糖化废水、过滤洗涤水；v发酵过程的发酵罐洗涤水、过滤洗涤水；发酵过程的发酵罐洗涤水、过滤洗涤水；v灌装过程洗瓶废水、灭菌废水、破瓶啤酒、灌装过程洗瓶废水、灭菌废水、破瓶啤酒、冷却水和成品车间洗涤水；冷却水和成品车间洗涤水；v生活污水主要来自办公楼、食堂、宿舍和浴生活污水主要来自办公楼、食堂、宿舍和浴室(2)啤酒生产废水特点啤酒生产废水特点v啤酒厂生产啤酒过程用水量很大，特别是酿啤酒厂生产啤酒过程用水量很大，特别是酿造、灌装工艺过程，由于大量使用新鲜水，造、灌装工艺过程，由于大量使用新鲜水，相应产生大量废水相应产生大量废水v由于啤酒的生产工序较多，不同啤酒厂生产由于啤酒的生产工序较多，不同啤酒厂生产过程中吨酒耗水量和水质相差较大过程中吨酒耗水量和水质相差较大v啤酒工业废水按其有机物含量可以分为以下啤酒工业废水按其有机物含量可以分为以下几类几类①①冷却水冷却水：冷冻机、麦汁和发酵冷却水等，这：冷冻机、麦汁和发酵冷却水等，这类废水基本上未受污染。

类废水基本上未受污染②②清洗废水清洗废水：大麦浸渍废水、发芽降温喷雾水、：大麦浸渍废水、发芽降温喷雾水、清洗生产装置废水、漂洗酵母水、洗瓶机初清洗生产装置废水、漂洗酵母水、洗瓶机初期洗涤水、酒罐消毒废液、巴斯德灭菌喷淋期洗涤水、酒罐消毒废液、巴斯德灭菌喷淋水和地面冲洗水等，这类废水受到不同程度水和地面冲洗水等，这类废水受到不同程度的有机污染的有机污染③③冲渣废水冲渣废水：麦糟液、冷热凝固物、酒花糟、：麦糟液、冷热凝固物、酒花糟、剩余酵母、酒泥、滤酒渣和残碱性洗涤液等，剩余酵母、酒泥、滤酒渣和残碱性洗涤液等，这类废水中含有大量的悬浮性固体有机物这类废水中含有大量的悬浮性固体有机物④④灌装废水灌装废水：在灌装时，机器的跑冒滴漏及冒：在灌装时，机器的跑冒滴漏及冒酒使废水中掺入大量残酒另外使用热水喷酒使废水中掺入大量残酒另外使用热水喷淋，啤酒升温引起瓶内压力上升，淋，啤酒升温引起瓶内压力上升，“炸瓶炸瓶”时有发生，大量啤酒混入喷淋水，为循环使时有发生，大量啤酒混入喷淋水，为循环使用喷淋水、防止生物污染而加入防腐剂，因用喷淋水、防止生物污染而加入防腐剂，因此更换下来的喷淋水含防腐剂成分此更换下来的喷淋水含防腐剂成分。

⑤⑤洗瓶废水洗瓶废水：瓶子清洗水中含有参与碱性洗涤剂和：瓶子清洗水中含有参与碱性洗涤剂和纸浆、染料、浆糊、残酒、泥砂等碱性洗涤剂纸浆、染料、浆糊、残酒、泥砂等碱性洗涤剂定期更换，废碱性洗涤剂应先进入调节、沉淀装定期更换，废碱性洗涤剂应先进入调节、沉淀装置进行单独处理置进行单独处理 可考虑将洗瓶废水的排出液经处理后储存起来，可考虑将洗瓶废水的排出液经处理后储存起来，用来调节废水的用来调节废水的pH值值(啤酒废水平时呈弱酸性啤酒废水平时呈弱酸性)，，可以节省污水处理的药剂用量可以节省污水处理的药剂用量啤酒废水水质水量一览表啤酒废水水质水量一览表废水废水种类种类来源来源废水量废水量COD(mg/L)各段废水各段废水高低浓度高低浓度废水废水总排放口总排放口高浓度高浓度有机废有机废水水麦糟水、糖化车间刷锅水等麦糟水、糖化车间刷锅水等发酵车间的前酵、后酵罐洗涤水、发酵车间的前酵、后酵罐洗涤水、洗酵母水等洗酵母水等5~1020~2520000~400002000~30004000~60001000~1500低浓度低浓度有机废有机废水水制麦车间浸麦水、刷锅水、冲洗制麦车间浸麦水、刷锅水、冲洗水等水等灌装车间酒桶酒瓶洗涤水、洗棉灌装车间酒桶酒瓶洗涤水、洗棉水等水等20~2530~40300~400500~800300~700冷却水冷却水及其它及其它各种冷凝水、冷却水、杂菌水等各种冷凝水、冷却水、杂菌水等基本无污染物基本无污染物<100v厌氧处理技术是一种有效的去除有机污染物厌氧处理技术是一种有效的去除有机污染物并使其矿化的技术，它将有机化合物转变为并使其矿化的技术，它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。

近年来由于高效厌氧反应甲烷和二氧化碳近年来由于高效厌氧反应器的发展，厌氧处理工艺已经可以应用于常器的发展，厌氧处理工艺已经可以应用于常温低浓度啤酒废水的处理温低浓度啤酒废水的处理3、厌氧—好氧联合处理技术格格栅栅UASB反应器反应器活性污泥工艺活性污泥工艺二沉池二沉池出水出水污泥浓缩污泥浓缩调节池调节池回流污泥回流污泥污泥干化污泥干化或脱水或脱水压缩空气压缩空气啤酒废水厌氧啤酒废水厌氧—好氧联合处理工艺流程图好氧联合处理工艺流程图v实例：北京啤酒厂实例：北京啤酒厂 建有日处理建有日处理4500m3/d的的UASB反应器，通过反应器，通过厌氧处理可达到厌氧处理可达到85%~90%以上的去除率以上的去除率北京啤酒厂废水水质北京啤酒厂废水水质COD(mg/L) 1500~4500BOD (mg/L)900~2300SS (mg/L)200~15000 碱度碱度(mg/L)300~700TN (mg/L)25~83TP (mg/L)5~17水温水温(℃℃)18~32v由于北京啤酒厂地处市区，并且下游有高碑由于北京啤酒厂地处市区，并且下游有高碑店城市污水处理厂，因此啤酒厂仅需进行一店城市污水处理厂，因此啤酒厂仅需进行一级厌氧处理，处理后的污水需达到排入城市级厌氧处理，处理后的污水需达到排入城市污水管道的标准。

污水管道的标准UASB反应器总池容积为反应器总池容积为2000m3，由于这是我国第一个啤酒废水厌氧，由于这是我国第一个啤酒废水厌氧处理设备，为了减少放大的风险和运行管理处理设备，为了减少放大的风险和运行管理方便，在设计上将方便，在设计上将UASB分成分成8个单元，每个个单元，每个单元的有效容积为单元的有效容积为250m3 闸门井闸门井格栅格栅一泵房一泵房转鼓转鼓过滤机过滤机调节池调节池二泵房二泵房UASB气水分离气水分离计量表计量表水封水封气柜气柜阻火器阻火器污泥泵污泥泵污泥污泥浓缩池浓缩池污泥污泥脱水机脱水机污泥利用污泥利用沼气利用沼气利用进水进水排入排入下水道下水道北京啤酒厂废水处理工艺流程图北京啤酒厂废水处理工艺流程图v废水在低于废水在低于25℃℃处理时，水力停留时间为处理时，水力停留时间为5~6h，反应器负荷，反应器负荷7~12kgCOD/(m3·d)vCOD去除率去除率75~93%，，v出水出水COD<500mg/L，，v产气率为产气率为0.42 m3/kgCOD(去除去除) ，，v剩余污泥产率为剩余污泥产率为0.109kgVSS/ kgCOD(去除去除) 4、不同处理系统的技术经济分析v啤酒废水国内外有采用直接好氧处理啤酒废水国内外有采用直接好氧处理(如氧化如氧化沟、沟、SBR工艺等工艺等)，水解，水解—好氧处理，或者厌好氧处理，或者厌氧氧—好氧联合处理。

好氧联合处理v预处理和污泥处理部分各种工艺的单元相差预处理和污泥处理部分各种工艺的单元相差不大，仅仅在体积和设备的数量上有差别不大，仅仅在体积和设备的数量上有差别真正的差别是在生物预处理真正的差别是在生物预处理(初沉池、水解池初沉池、水解池和和UASB)工艺项目项目单位单位好氧处理好氧处理水解水解—好氧处理好氧处理UASB—好氧处理好氧处理调节池容积调节池容积m3200020002000COD去除率去除率%101010出水出水CODmg/L225022502250生物预处理生物预处理初沉池初沉池水解池水解池UASB反应器反应器HRTH338池容池容m3125012503300COD去除率去除率%204090出水出水CODmg/L18001350225三种处理系统预处理技术经济对比三种处理系统预处理技术经济对比Q=10000m3/d，进水COD=2500mg/L，BOD5=1400mg/L三种处理系统后处理技术经济对比项目项目单位单位好氧处理好氧处理水解水解—好氧处理好氧处理UASB—好氧处理好氧处理曝气池负荷曝气池负荷 CODkg/(kgVSS·d)0.50.50.5曝气池曝气池HRTh34.625.94.3曝气池池容曝气池池容m314400108001800二沉池池容二沉池池容m31250(或无或无)1250(或无或无)1250COD去除率去除率%93.388.933.3进水进水CODmg/L18001350225出水出水CODmg/L<150<150<150需氧量需氧量kg/d16500120001000鼓风量鼓风量m3/min290.9213.7537.8风机风机6×D120-1.54×D120-1.52×D40-1.5运转功率运转功率kW4×1853×18555三种处理系统运转费用技术经济对比项目项目单位单位好氧处理好氧处理水解水解—好氧处理好氧处理UASB—好氧处理好氧处理动力费动力费万元万元24518418药剂和人工费药剂和人工费万元万元634939 吨水直接吨水直接处理成本费处理成本费元元1.030.780.19吨水电耗吨水电耗度度/ m31.601.200.20注：投资估算混凝土以400元/m3计，电费0.46元/度。

三种处理系统污泥处理对比三种处理系统污泥处理对比项目项目单位单位好氧处理好氧处理水解水解—好氧处理好氧处理UASB—好氧处理好氧处理污泥量污泥量kg/d1230036302190污泥体积污泥体积m3/d1200180180污泥储存池污泥储存池m3600(HRT=12h)200200污泥浓缩池污泥浓缩池m3600100100带式脱水机带式脱水机2(W=3000)1(W=2000)1(W=1000)药剂费药剂费万元万元/年年501610v厌氧工艺的综合分析厌氧工艺的综合分析 从上面的分析可以看出，在过去的十几年中从上面的分析可以看出，在过去的十几年中厌氧生物处理技术在低浓度废水上的巨大进厌氧生物处理技术在低浓度废水上的巨大进展，使得在大多数情况下展，使得在大多数情况下厌氧厌氧—好氧联合工好氧联合工艺艺的优点远远大于其缺点，并在啤酒废水处的优点远远大于其缺点，并在啤酒废水处理方面有较大的优势理方面有较大的优势厌氧生物技术的优点厌氧厌氧—好氧工艺好氧工艺与好氧工艺相比与好氧工艺相比与水解与水解—好氧工艺相比好氧工艺相比提供了工艺稳定性提供了工艺稳定性没有污泥膨胀问题没有污泥膨胀问题没有污泥膨胀问题没有污泥膨胀问题减少了剩余污泥的处理、减少了剩余污泥的处理、处置费用处置费用是好氧工艺的是好氧工艺的30%是水解是水解—好氧工艺的好氧工艺的35%减少了处理装置的总体积减少了处理装置的总体积是好氧工艺的是好氧工艺的45%是水解是水解—好氧工艺的好氧工艺的55%节省能源，确保生态和经节省能源，确保生态和经济利益济利益是好氧工艺的是好氧工艺的10%是水解是水解—好氧工艺的好氧工艺的15%减少污泥脱水的药剂费用减少污泥脱水的药剂费用是好氧工艺的是好氧工艺的20%是水解是水解—好氧工艺的好氧工艺的60%v厌氧处理啤酒废水厌氧处理啤酒废水可能的缺点可能的缺点①①需要长的启动时间培养微生物；需要长的启动时间培养微生物；②②在低浓度或碳水化合物废水中存在产生碱度在低浓度或碳水化合物废水中存在产生碱度能力不足的可能；能力不足的可能；③③在一些情况下对于排放地表水出水水质不达在一些情况下对于排放地表水出水水质不达标；标；④④对低浓度废水产生的甲烷不足以将废水加热对低浓度废水产生的甲烷不足以将废水加热到到20℃℃的最佳温度。

的最佳温度v综合考虑以上列出的技术经济比较和厌氧处综合考虑以上列出的技术经济比较和厌氧处理可能的缺点，可以清楚的看出理可能的缺点，可以清楚的看出: 对于对于啤酒废水啤酒废水，厌氧处理是最好的选择厌氧处理是最好的选择v 讲课结束v 再见v 2009年3月18日。