废水厌氧生物处理市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

No.1水质工程学水质工程学2 2山东农业大学水利土木工程学院山东农业大学水利土木工程学院山东农业大学水利土木工程学院山东农业大学水利土木工程学院第三篇：生物处理理论与应用第三篇：生物处理理论与应用废水厌氧生物处理第1页No.2第第15章章 厌氧生物处理厌氧生物处理15.1 概述15.2 厌氧生物处理基本原理15.3 厌氧微生物生态学15.4 升流式厌氧污泥床反应器15.5 两相厌氧生物处理15.6 悬浮生长厌氧生物处理法15.7 固着生长厌氧生物处理法第2页No.3能源能源ENERGY资源资源RESOURCE环境环境ENVIRONMENTAL短缺短缺短缺短缺恶化恶化发达国家用于废水处理能耗已经占到了发达国家用于废水处理能耗已经占到了发达国家用于废水处理能耗已经占到了发达国家用于废水处理能耗已经占到了全国总电全国总电全国总电全国总电耗耗耗耗1%1%左右左右左右左右第3页No.4低能高效污水处理技术低能高效污水处理技术Compact、Low Cost、High Efficiency第4页A Septic Tank System第5页No.615.1 概述15.1.1厌氧微生物学发展概况厌氧微生物学发展概况15.1.2厌氧处理工艺发展概况厌氧处理工艺发展概况15.1.3厌氧生物处理工艺分类厌氧生物处理工艺分类15.1.4厌氧生物处理技术在废水处理中地位厌氧生物处理技术在废水处理中地位第6页No.715.1.1厌氧微生物学发展概况厌氧微生物学发展概况1、国外发展概况、国外发展概况2、我国学者研究现实状况、我国学者研究现实状况第7页No.81、国外发展概况、国外发展概况1630年，Vam Helmeut第一次发觉由生物质厌氧消化产生可燃甲烷气体。1776年，意大利物理学家Volta认为甲烷气体产生与湖泊沉积物中植物体腐烂相关。1868年，Becbamp首次指出甲烷形成过程是一个微生物学过程。1875年，俄国学者Popoff也发觉沼气发酵是由微生物所引发。19，荷兰N.L.Soehngen(DELFT)对产甲烷菌形态特征及其转化作用提出了一个比较清楚概念，观察到低级脂肪酸可转化为甲烷和二氧化碳，氢和二氧化碳发酵可形成甲烷。第8页No.919，Maze取得了一个产甲烷微球菌，后命名为马氏甲烷球菌。19，V.L.Omeliansky分离到1株不产芽孢、发酵乙醇产甲烷菌，后被命名为奥氏甲烷杆菌，现证实其并非一个纯菌种。1934年，Van Niel提出二氧化碳还原为甲烷理论。1936年，Barker采取化学合成培养基培养阴沟污泥，取得了能很好发酵乙醇、丙醇和丁醇有机体。Heuke Veleian和Heinemann提出了一个计算甲烷菌近似数目标技术。1950年，R.E.Hungate创造了厌氧培养技术，为厌氧微生物分离培养转化提供了一个有效方法，为以后对甲烷菌研究创造了条件。第9页No.101967年年，M.P.Bryant采取采取改良改良Hungate技术技术将共生将共生Omeliansky甲烷杆菌分纯。证实了它甲烷杆菌分纯。证实了它是甲烷杆菌是甲烷杆菌MOH菌株和菌株和“S”有机体共生体，有机体共生体，使长达使长达51年来一直认为是纯种经典甲烷菌得年来一直认为是纯种经典甲烷菌得以搞清楚其原来面目。使以搞清楚其原来面目。使产甲烷菌和产氢菌产甲烷菌和产氢菌之间相互关系得到了证实。之间相互关系得到了证实。揭示了种间分子揭示了种间分子氢转移理论，为正确认识厌氧消化过程中氢氢转移理论，为正确认识厌氧消化过程中氢产生、消耗和调整规律奠定了基础。产生、消耗和调整规律奠定了基础。1977年年，Thaner等全方面阐述了关于等全方面阐述了关于厌氧化厌氧化能营养型细菌中能量转化生物力能学能营养型细菌中能量转化生物力能学。第10页No.117080年代年代中中Widdel等分离得到了各种性能等分离得到了各种性能各异各异硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌，命名了多个新属，开，命名了多个新属，开阔了人们对硫酸盐还原菌认识。阔了人们对硫酸盐还原菌认识。至至1989年年，已分离取得产甲烷菌有，已分离取得产甲烷菌有3目目16科科13属属43种。种。至至1991年年已搜集了产甲烷菌已搜集了产甲烷菌65种。种。并说明了产甲烷菌基质、辅酶、培养条件、并说明了产甲烷菌基质、辅酶、培养条件、能量代谢以及与不产甲烷厌氧菌之间关系。能量代谢以及与不产甲烷厌氧菌之间关系。第11页No.122、我国学者研究现实状况、我国学者研究现实状况因为厌氧消化细菌生长繁殖要求极其严格厌氧条因为厌氧消化细菌生长繁殖要求极其严格厌氧条因为厌氧消化细菌生长繁殖要求极其严格厌氧条因为厌氧消化细菌生长繁殖要求极其严格厌氧条件，研究厌氧消化细菌工作较为困难。件，研究厌氧消化细菌工作较为困难。件，研究厌氧消化细菌工作较为困难。件，研究厌氧消化细菌工作较为困难。直至直至直至直至19781978年我国才开始这方面研究工作。年我国才开始这方面研究工作。年我国才开始这方面研究工作。年我国才开始这方面研究工作。19801980年美国著名微生物学家，厌氧操作技术创造年美国著名微生物学家，厌氧操作技术创造年美国著名微生物学家，厌氧操作技术创造年美国著名微生物学家，厌氧操作技术创造者者者者HungateHungate教授教授教授教授被应邀来华讲学被应邀来华讲学被应邀来华讲学被应邀来华讲学，对我国厌氧消，对我国厌氧消，对我国厌氧消，对我国厌氧消化微生物研究工作起到了指导和推进作用。随即化微生物研究工作起到了指导和推进作用。随即化微生物研究工作起到了指导和推进作用。随即化微生物研究工作起到了指导和推进作用。随即我国学者结合我国蓬勃开展大办沼气事业和废水我国学者结合我国蓬勃开展大办沼气事业和废水我国学者结合我国蓬勃开展大办沼气事业和废水我国学者结合我国蓬勃开展大办沼气事业和废水厌氧处理，对厌氧发酵微生物学进行了大量研究厌氧处理，对厌氧发酵微生物学进行了大量研究厌氧处理，对厌氧发酵微生物学进行了大量研究厌氧处理，对厌氧发酵微生物学进行了大量研究工作，取得很大进展。工作，取得很大进展。工作，取得很大进展。工作，取得很大进展。第12页No.13（1）厌氧消化中产甲烷菌研究）厌氧消化中产甲烷菌研究1980年以来我国学者对厌氧消化产甲烷菌年以来我国学者对厌氧消化产甲烷菌进行了深入研究，产甲烷菌纯培养取得和进行了深入研究，产甲烷菌纯培养取得和研究，开发了我国产甲烷菌资源宝库，也研究，开发了我国产甲烷菌资源宝库，也使我们对产甲烷菌生活习性有了深入了解。使我们对产甲烷菌生活习性有了深入了解。第13页No.14产产产产甲甲甲甲烷烷烷烷菌菌菌菌菌名菌名菌名菌名分离者分离者分离者分离者分离分离分离分离年份年份年份年份产产产产甲甲甲甲烷烷烷烷菌菌菌菌苗名苗名苗名苗名分离者分离者分离者分离者分离分离分离分离年份年份年份年份巴氏八叠球菌巴氏八叠球菌BTCBTC菌株菌株周孟津、周孟津、杨秀山杨秀山19801980亨氏甲烷螺菌亨氏甲烷螺菌JZlJZl钱泽澍、竺钱泽澍、竺建荣建荣19871987嗜树木甲烷短嗜树木甲烷短杆菌杆菌TC713TC713钱泽澍钱泽澍19841984活动甲烷微菌活动甲烷微菌CC81CC81陈革、陈革、钱泽澍钱泽澍19871987甲酸甲烷杆菌甲酸甲烷杆菌TC708TC708钱泽澍钱泽澍19841984布氏甲烷杆菌布氏甲烷杆菌CSCS刘光烨、赵刘光烨、赵一章等一章等19871987 PC03 PC03，PC25PC25凌代文凌代文19871987嗜热甲烷八叠球嗜热甲烷八叠球菌菌CBCB张辉、张辉、赵一章赵一章19871987马氏甲烷八叠马氏甲烷八叠球菌球菌C-44C-44赵一章、赵一章、尤爱达、尤爱达、19841984甲烷杆菌甲烷杆菌G-86.1G-86.1马光廷马光廷19871987 LYC LYC刘聿太刘聿太19851985嗜热自养甲烷杆嗜热自养甲烷杆菌菌TH-6TH-6陈美慈、钱陈美慈、钱泽澍泽澍19881988史氏甲烷短杆史氏甲烷短杆菌菌H13H13、HXHX赵一章、赵一章、张辉、张辉、许宝孝许宝孝19851985 19851985球状产甲烷菌球状产甲烷菌SNSN倪水松、钱倪水松、钱泽澍泽澍19871987拉布雷微粒甲烷拉布雷微粒甲烷菌菌Z Z赵一章等赵一章等19891989嗜热甲酸甲烷嗜热甲酸甲烷杆菌杆菌HB12HB12赵一章、赵一章、张辉张辉19861986第14页No.15（2）厌氧消化中非产甲烷菌研究）厌氧消化中非产甲烷菌研究刘克鑫，徐洁泉等刘克鑫，徐洁泉等(1980)分离出肠杆菌科和分离出肠杆菌科和芽孢杆菌科中芽孢杆菌科中6株产氢细菌株产氢细菌；廖连华廖连华(1986)从污水处理厂污泥中分离出从污水处理厂污泥中分离出1株中温性纤维素分解菌，纤维二糖棱菌。株中温性纤维素分解菌，纤维二糖棱菌。谭蓓英谭蓓英(1987)从猪粪玉米秸作原料甲烷发酵从猪粪玉米秸作原料甲烷发酵液中分离出了液中分离出了1株株C菌株纤维分解细菌。菌株纤维分解细菌。凌代文等凌代文等(1987)从豆制品废水发酵液中分离从豆制品废水发酵液中分离出出水解发酵性细菌水解发酵性细菌。第15页No.16刘聿太刘聿太刘聿太刘聿太(1987)(1987)分离到了分离到了分离到了分离到了氧化丁酸盐沃氏互营单胞氧化丁酸盐沃氏互营单胞氧化丁酸盐沃氏互营单胞氧化丁酸盐沃氏互营单胞菌和产甲烷菌互营培养物菌和产甲烷菌互营培养物菌和产甲烷菌互营培养物菌和产甲烷菌互营培养物；钱泽澍、马晓航钱泽澍、马晓航钱泽澍、马晓航钱泽澍、马晓航(1989)(1989)详细研究了详细研究了详细研究了详细研究了丁酸盐降解菌丁酸盐降解菌丁酸盐降解菌丁酸盐降解菌沃氏互营单胞菌和氢营养菌共培养物沃氏互营单胞菌和氢营养菌共培养物沃氏互营单胞菌和氢营养菌共培养物沃氏互营单胞菌和氢营养菌共培养物组成和互营组成和互营组成和互营组成和互营联合条件。联合条件。联合条件。联合条件。赵宇华、钱泽澍赵宇华、钱泽澍赵宇华、钱泽澍赵宇华、钱泽澍(1990)(1990)研究了能研究了能研究了能研究了能降解降解降解降解2020个碳硬脂个碳硬脂个碳硬脂个碳硬脂酸产氢产乙酸菌和产甲烷互营培养物酸产氢产乙酸菌和产甲烷互营培养物酸产氢产乙酸菌和产甲烷互营培养物酸产氢产乙酸菌和产甲烷互营培养物。闵航闵航闵航闵航(1990)(1990)取得了取得了取得了取得了1 1株株株株嗜热性苯甲酸厌氧降解菌和嗜热性苯甲酸厌氧降解菌和嗜热性苯甲酸厌氧降解菌和嗜热性苯甲酸厌氧降解菌和产甲烷菌共培养物产甲烷菌共培养物产甲烷菌共培养物产甲烷菌共培养物，并分离到并分离到并分离到并分离到1 1株能从株能从株能从株能从H H2 2COCO2 2形形形形成乙酸又能利用乙酸硫酸盐还原菌新种嗜热氧化成乙酸又能利用乙酸硫酸盐还原菌新种嗜热氧化成乙酸又能利用乙酸硫酸盐还原菌新种嗜热氧化成乙酸又能利用乙酸硫酸盐还原菌新种嗜热氧化乙酸脱硫肠状菌。乙酸脱硫肠状菌。乙酸脱硫肠状菌。乙酸脱硫肠状菌。对专性互营产氢产乙酸菌和对专性互营产氢产乙酸菌和对专性互营产氢产乙酸菌和对专性互营产氢产乙酸菌和产甲烷菌共培养物研究也取得了进展。产甲烷菌共培养物研究也取得了进展。产甲烷菌共培养物研究也取得了进展。产甲烷菌共培养物研究也取得了进展。第16页No.1715.1.2 厌氧处理工艺发展概况厌氧处理工艺发展概况废水厌氧生物处理技术发展至今，已经有废水厌氧生物处理技术发展至今，已经有120多年了。多年了。1、国外发展。、国外发展。2、国内发展。、国内发展。第17页No.18早早在在1860年年法法国国人人Louis Mouras把把简简易易沉沉淀淀池池改改进进作作为为污污水水污污泥泥处处理理构构筑筑物物使使用用。1881年年 法法 国国 Cosmos杂杂 志志 上上 登登 载载 了了 介介 绍绍Mouras创创 造造 处处 理理 污污 水水 污污 泥泥 自自 动动 净净 化化 器器(Automatic Scasenger)。美美国国学学者者McCarty提提议议把把1881年年作作为为人人工工厌厌氧氧处处理理废废水水开开始始，称称Mouras是是第第一一个个应应用用厌氧消化处理创始人厌氧消化处理创始人。1、国外发展、国外发展第18页No.191890年，年，Scott-Moncrieff建造了第一个初步建造了第一个初步厌氧滤池（厌氧滤池（Anaerobic Filter）：）：建造了一个底部空、上边铺一层石子消化池。建造了一个底部空、上边铺一层石子消化池。石子作用是拦截废液中固体，这种装置长久未石子作用是拦截废液中固体，这种装置长久未受重视，没有发展，直至现在处理工业废水时，受重视，没有发展，直至现在处理工业废水时，才又被人们所认识。才又被人们所认识。1894年，年，A.N.Talbot设计了一个与设计了一个与Mouras自自动净化器相同罐，主要是中间多了一些垂直挡动净化器相同罐，主要是中间多了一些垂直挡板，阻挡流过废水。板，阻挡流过废水。第19页No.20世界上第一个世界上第一个厌厌氧化氧化粪粪池池(Septic Tank)，l1895年年Donald设计设计了世界上第一个了世界上第一个厌厌氧化氧化粪粪池池,见见下列下列图图。厌厌氧氧化化粪粪池池创创建，是建，是厌厌氧氧处处理工理工艺发艺发展史上一个主要里程碑。从此，展史上一个主要里程碑。从此，厕厕所等家庭用生活所等家庭用生活污污水可水可经过经过化化粪粪池得到很好池得到很好处处理，减理，减轻轻了了粪粪便便对对河流河流污污染。染。lCameron并重并重视对视对沼气利用，两年后沼气被利用于加沼气利用，两年后沼气被利用于加热热和照明。和照明。进水浮渣污泥出水第20页No.21Imhoff池池(隐隐化池、双化池、双层层沉淀池沉淀池)19Travi。创创造了造了Travis池，如池，如图图所表示。所表示。废废水从一端流入，从水从一端流入，从另一端流出，两另一端流出，两侧侧沉淀区分离出沉淀区分离出污污泥，在池中泥，在池中间间中下部分消化，中下部分消化，产产生沼气从中生沼气从中间间上部分排出，不会影响两上部分排出，不会影响两侧侧沉淀区。沉淀区。沉淀 沉淀 消化 污泥第21页No.22Imhoff池池(隐隐化池、双化池、双层层沉淀池沉淀池)19德国人德国人Imhoff对对Travis池作了改池作了改进进，设计设计了了Imhoff池，又称池，又称隐隐化池，我国化池，我国也称双也称双层层沉淀池，其沉淀池，其结结构如构如图图所表示。所表示。这这种池型种池型结结构把构把污污水沉淀与水沉淀与污污泥消化泥消化完全分开，彼此不完全分开，彼此不发发生干生干扰扰。这这种装种装置在本世置在本世纪纪代被广泛代被广泛应应用与欧美各国。用与欧美各国。化化粪粪池和双池和双层层沉淀池至今在排水工程沉淀池至今在排水工程中仍占有主要地位。中仍占有主要地位。消化污泥沉淀沉淀Iomhff池第22页No.23传统传统消化池消化池(Conventional digestor)19在英国伯明翰市建成一个用土在英国伯明翰市建成一个用土堤堤围围起来露天敞开式起来露天敞开式厌厌氧消化池，氧消化池，因因为为不加不加热热，消化，消化时间长约时间长约l00d左右。因左右。因为为池子不加盖，池子不加盖，污污泥消泥消化效果不好，并向周化效果不好，并向周围环围环境散境散发发恶恶臭。臭。德国人德国人Kremer提出了加盖密提出了加盖密闭闭式消化池，如式消化池，如图图所表示。所表示。这这种池种池形普通称形普通称为传统为传统消化池消化池(Conventional digestor)，又，又称普通消化池，而且也是最早采称普通消化池，而且也是最早采取二取二级级消化池。消化池。浮渣上清液污泥进料出料沼气第23页No.24n n19英国Watson将Kremer二级消化池加以改进，采取沼气作为动力用泵对消化池污泥进行机械搅拌，应用于科尔霍尔污水处理厂。n n1925年德国Ruhrverbandn在埃森市，1926年美国多尔-奥利佛企业在威斯康辛州安替哥市，都建成了安装有加热设备和集气装置密封式消化池，其处理效果很快超出了Imhoff池。第24页No.25高速消化池高速消化池(High Rate Digestor)n为为了提升了提升传统传统消化池消化池产产气率和气率和缩缩小小装置体装置体积积，人，人们们不停不停对传统对传统消化池消化池作了改作了改进进，其，其办办法有两种：法有两种：n一是加一是加热热，使消化池内温度适使消化池内温度适应细应细菌快速繁殖。据研究菌快速繁殖。据研究发觉发觉，厌厌氧菌氧菌适宜温度范适宜温度范围围有中温有中温35左右和高左右和高温温50-55 两种；两种；n二是增二是增设搅设搅拌拌设备设备，使有机物与微使有机物与微生物良好接触。生物良好接触。n经经加加热热和安装和安装搅搅拌拌设备设备后，后，传统厌传统厌氧消化池就演氧消化池就演变变成了效能成了效能较较高高速高高速消化池消化池(High Rate Digestor)，见见图图。进料出料沼气、CO2加热装置第25页No.26厌氧澄清器厌氧澄清器(Anaerobic Claridigestor)n1950年南非人年南非人Stander已已发觉发觉了了在在厌厌氧反氧反应应器中保持大量器中保持大量细细菌主菌主要性，要性，开开发发了一个了一个处处理酒厂和理酒厂和药药厂厂废废液装置称液装置称为厌为厌氧澄清器氧澄清器(Anaerobic Claridigestor)，如，如图图所表示，所表示，n这这种装置把种装置把厌厌氧消化和沉淀合建氧消化和沉淀合建在一起。在一起。废废水从池底流水从池底流进进以后以后经经过污过污泥区与里面泥区与里面细细菌接触。菌接触。污污泥泥中中产产生甲生甲烷烷和和CO2气体上升气体上升时时起起搅搅拌作用，气体从一拌作用，气体从一侧侧管道被分管道被分离出，液体离出，液体则则向上流向上流经经中中间间小洞小洞进进入沉淀区，沉淀下来入沉淀区，沉淀下来污污泥泥经过经过小洞返回消化部分，使消化区保小洞返回消化部分，使消化区保持持较较多微生物。因多微生物。因为为液体要液体要经过经过小洞上流，沉淀小洞上流，沉淀污污泥要泥要经过经过小洞小洞下掉，下掉，这这就可能会就可能会产产生堵塞生堵塞问题问题。消化消化污泥污泥出水沼气进水沉淀第26页No.27厌厌氧接触法氧接触法(Anaerobic Contact Process)。u1956年年,Schroefer等等人人开开发发成成功功了了厌厌氧氧接接触触法法(Anaerobic Contact Process)。标标志着当代志着当代废废水水厌厌氧生物工氧生物工艺诞艺诞生生。u厌厌氧接触法工氧接触法工艺艺流程以下列流程以下列图图所表示。所表示。第27页消化消化进水进水出水出水回流回流剩下厌氧污泥剩下厌氧污泥沉淀沉淀沼气沼气厌氧接触法厌氧接触法此法与活性污泥法相同，因为采取回流能够在消化池中此法与活性污泥法相同，因为采取回流能够在消化池中保持足够数量厌氧菌，保持足够数量厌氧菌，使反应器容积负荷率提升，使反应器容积负荷率提升，从而提升了反应器处理效能。从而提升了反应器处理效能。第28页No.2920世纪世纪70年代年代开发高效节能废水处理新工艺开发高效节能废水处理新工艺各种新厌氧处理工艺层出不穷各种新厌氧处理工艺层出不穷 第29页No.30厌厌氧氧滤滤池池(AF:Anaerobic Filter)n1967年年J.C.Young和和P.L.McCarty开开发发成了成了厌厌氧氧滤滤池池(Anaerobic Filter),其原理其原理图图如如图图所表示。所表示。n开始出开始出现厌现厌氧氧滤滤池采取池采取块块石作石作为为填料，填料，为厌为厌氧微生物附氧微生物附着提供支撑，可保留足着提供支撑，可保留足够厌够厌氧微生物，使氧微生物，使厌厌氧氧滤滤池含有池含有较较高高处处理效能，引理效能，引发发了人了人们们关注。关注。n这这种装置特点是：只限于用在种装置特点是：只限于用在处处理可溶性工理可溶性工业废业废水，水，处处理理悬悬浮固体多浮固体多废废水水时时可能要引可能要引发发堵塞。堵塞。n另一缺点是空另一缺点是空间间大部分被大部分被块块石所占据，有效容石所占据，有效容积较积较小，小，从而需要从而需要较较大池子体大池子体积积。n不不过过，近年来填料材，近年来填料材质质有了很大改有了很大改进进。如采取。如采取轻质轻质高高强强比表面大填充物比表面大填充物(如塑料填料如塑料填料)替替换块换块石后，使石后，使厌厌氧氧滤滤池池取得广泛取得广泛应应用。用。第30页No.31厌厌氧氧滤滤池池(Anaerobic Filter)卵石填料沼气出水进水第31页No.32升流式升流式厌厌氧氧污污泥床泥床(UASB:Upflow Anaerobic Sludge Blanket)反反应应器器n1974年年Wageningen农业农业大学大学(WAU)C.Lettinga等人开等人开发发成功了升流式成功了升流式厌厌氧氧污污泥床泥床(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)反反应应器，器，简简称称UASB反反应应器。器。n如图所表示，该反应器含有高处理效能，取得广泛应用，如图所表示，该反应器含有高处理效能，取得广泛应用，对废水厌氧生物处理含有划时代意义。对废水厌氧生物处理含有划时代意义。第32页No.33UASBinfluenteffluent第33页No.34厌厌氧膨氧膨胀胀床床(Anaerobic Expanded Bed)和和厌厌氧流化床氧流化床(Anaerobic Fiudized Bed)l1978年年W.J.Jewell等人和等人和1979年年R.P.Bowker分分别别开开发发出了出了厌厌氧膨氧膨胀胀床床(Anaerobic Expanded Bed)和和厌厌氧流氧流化床化床(Anaerobic Fiudized Bed)。l该该两种两种处处理工理工艺艺原理原理图图如如图图所表示，反所表示，反应应器内均充填着器内均充填着细颗细颗粒粒载载体，如体，如细细砂子。砂子。为为了使充填物膨了使充填物膨胀胀或流化，均或流化，均需要使一部分出水回流。需要使一部分出水回流。这这当然会增加一部分当然会增加一部分动动力消耗，力消耗，不不过过因因为载为载体体颗颗粒很粒很细细，含有巨大表面，含有巨大表面积积，为为微生物附微生物附着提供了良好条件，使反着提供了良好条件，使反应应器含有很高生物量，所以反器含有很高生物量，所以反应应器器处处理能力很大，受到了各国学者很大关注。理能力很大，受到了各国学者很大关注。第34页No.35厌氧膨胀床厌氧膨胀床(Anaerobic Expanded Bed)和和厌氧流化床厌氧流化床(Anaerobic Fiudized Bed)出水进水回流沼气第35页No.36厌厌氧生物氧生物转盘转盘(Anaerobic Rotating Biological Reactor)l1980年年S.J.Tait等人开等人开发发成了成了厌厌氧生物氧生物转盘转盘(Anaerobic Rotating Biological Reactor)新工新工艺艺。l这这是在好氧生物是在好氧生物转盘转盘基基础础上开上开发发。其工。其工艺艺示意示意图图如如图图所表示。所表示。第36页No.37厌厌氧折流板反氧折流板反应应器器(Anaerobic Baffled Reactor)u1982年年McCarty等人等人认为厌认为厌氧生物氧生物转盘转动转盘转动是否是否对处对处理效果影响理效果影响不大，于是开不大，于是开发发成了成了厌厌氧折流板反氧折流板反应应器器(Anaerobic Baffled Reactor)，见图见图。第37页No.38新型高效新型高效厌厌氧反氧反应应器器20世纪世纪80年代里，在这些废水处理新工艺基础上，又不年代里，在这些废水处理新工艺基础上，又不停派生出一批新高效厌氧处理工艺，停派生出一批新高效厌氧处理工艺，如如1982把把UASB反应器与厌氧滤池结合开发出了反应器与厌氧滤池结合开发出了UBF(UpoowAnaerobic Bed-Filter)反应器反应器，又称厌氧复，又称厌氧复合反应器。合反应器。1982年在年在UASB反应器基础上开发出了以处理含高固体反应器基础上开发出了以处理含高固体废水反应器废水反应器USR(Upflow Solid Reator)，并在并在UASB可形成颗粒污泥基础上可形成颗粒污泥基础上1981年开发成功了年开发成功了EGSB(Expanded Granular Sludge Bed)反应器和反应器和1985年开发出年开发出内循环厌氧反应器内循环厌氧反应器，即，即IC(Internal Cimulation)反应器等。反应器等。第38页No.39我国农民在古代早已开始应用厌氧发酵技我国农民在古代早已开始应用厌氧发酵技术沤制粪肥，进行粪便无害化处理，而且术沤制粪肥，进行粪便无害化处理，而且至今仍在应用。至今仍在应用。我国是世界上利用厌氧消化技术制取和利我国是世界上利用厌氧消化技术制取和利用沼气最早国家之一用沼气最早国家之一。2、国内发展、国内发展NO1第39页No.40(1)中华国瑞天然瓦斯库中华国瑞天然瓦斯库台湾省新竹县罗国瑞，抱着为民族处理燃料意愿，立志研究沼气池。亲自设计和施工，经过十余年努力，终于在19前后，把沼气池结构建造和应用完善起来，形成了我国比较完整有实用价值“中华国瑞天然瓦斯库”，如图所表示。他先后在13个省建造了数百座沼气池，其中最大容积达108m3。能够认为罗国瑞是我国水压式沼气池创始人。他于1931年在上海创办了中华国瑞瓦斯总行.第40页No.41中中华华国瑞天然瓦斯国瑞天然瓦斯库库第41页No.42(2)我国农村大办沼气我国农村大办沼气20世纪50年代我国农村大办沼气，目标是为了处理农村炊事用能。70年代，因为农村生活燃料严重短缺，在四川、江苏和河南等省农村又一次掀起发展办沼气热潮。这种以传统厌氧消化原理为基础沼气池发展很快，总数到达了700万万个个。第42页No.43(3)厌氧消化池厌氧消化池5050年代末，西安、上海和太原等城市污水厂相继年代末，西安、上海和太原等城市污水厂相继年代末，西安、上海和太原等城市污水厂相继年代末，西安、上海和太原等城市污水厂相继采取采取采取采取厌氧消化池进行污泥处理。厌氧消化池进行污泥处理。厌氧消化池进行污泥处理。厌氧消化池进行污泥处理。工业废水厌氧处理工业废水厌氧处理工业废水厌氧处理工业废水厌氧处理以酒精废醪为先导，南阳酒精以酒精废醪为先导，南阳酒精以酒精废醪为先导，南阳酒精以酒精废醪为先导，南阳酒精厂第一个建成了两座厂第一个建成了两座厂第一个建成了两座厂第一个建成了两座mm3 3半地下隧道式厌氧消化池半地下隧道式厌氧消化池半地下隧道式厌氧消化池半地下隧道式厌氧消化池，日处理日处理日处理日处理300400m300400m3 3酒精废醪。酒精废醪。酒精废醪。酒精废醪。8080年代初，南通柠檬酸厂建成了年代初，南通柠檬酸厂建成了年代初，南通柠檬酸厂建成了年代初，南通柠檬酸厂建成了1000m1000m3 3发酵罐两发酵罐两发酵罐两发酵罐两个，轻工部环境保护所在南阳酒精厂设计了单池个，轻工部环境保护所在南阳酒精厂设计了单池个，轻工部环境保护所在南阳酒精厂设计了单池个，轻工部环境保护所在南阳酒精厂设计了单池容积容积容积容积50005000mm3 3，总池容，总池容，总池容，总池容10000m10000m3 3厌氧发酵罐。厌氧发酵罐。厌氧发酵罐。厌氧发酵罐。第43页No.44(4)厌氧滤池厌氧滤池80年代中期，中科院广州能源所，上海工年代中期，中科院广州能源所，上海工业微生物研究所等，分别在广州和上海建业微生物研究所等，分别在广州和上海建立立l00m3和和60m3厌氧滤池生产性装置，用以厌氧滤池生产性装置，用以处理糖蜜酒精废液和豆制品废水。处理糖蜜酒精废液和豆制品废水。第44页No.45(5)UASB国内研究国内研究国内研究国内研究UASBUASB反应器大约始于反应器大约始于反应器大约始于反应器大约始于19811981年。年。年。年。19821982年年年年7 7月月月月报报报报道道道道了了了了北北北北京京京京环环环环境境境境保保保保护护护护科科科科学学学学研研研研究究究究所所所所和和和和化化化化学学学学工工工工业业业业部部部部设设设设计计计计企企企企业业业业共共共共同同同同协协协协作作作作在在在在石石石石家家家家庄庄庄庄华华华华北北北北制制制制药药药药厂厂厂厂进进进进行行行行了了了了容容容容积积积积为为为为140LUASB140LUASB反反反反应应应应器器器器装装装装置置置置处处处处理理理理丙丙丙丙丁丁丁丁废废废废醪醪醪醪试验，并把试验结果很快地应用于生产中。试验，并把试验结果很快地应用于生产中。试验，并把试验结果很快地应用于生产中。试验，并把试验结果很快地应用于生产中。清清清清华华华华大大大大学学学学环环环环境境境境工工工工程程程程系系系系19831983年年年年起起起起比比比比较较较较系系系系统统统统地地地地进进进进行行行行了了了了在在在在UASBUASB反反反反应应应应器器器器内内内内培培培培养养养养颗颗颗颗粒粒粒粒污污污污泥泥泥泥规规规规律律律律研研研研究究究究，不不不不但但但但在在在在中中中中温温温温而而而而且且且且在在在在常常常常温温温温下下下下均均均均成成成成功功功功地地地地培培培培养养养养出出出出了了了了厌厌厌厌氧氧氧氧颗颗颗颗粒粒粒粒污污污污泥泥泥泥。并并并并快快快快速速速速地地地地把把把把结结结结果果果果应应应应用用用用于于于于处处处处理理理理啤啤啤啤酒酒酒酒废废废废水水水水，建建建建成成成成了总容积为了总容积为了总容积为了总容积为mm3 3UASBUASB反应器。反应器。反应器。反应器。第45页No.46(6)管道厌氧消化器管道厌氧消化器浙江农大浙江农大1982年开始了管道厌氧消化器研年开始了管道厌氧消化器研究。这在国内外是一个创新，他们把研究究。这在国内外是一个创新，他们把研究结果应用于柠檬酸废水处理，取得很大成结果应用于柠檬酸废水处理，取得很大成功。功。第46页No.47“七五七五”（19861990）高浓度有机废水厌氧生物处理技术高浓度有机废水厌氧生物处理技术 掀起了废水厌氧生物处理研究高潮。掀起了废水厌氧生物处理研究高潮。清清华华大大学学环环境境工工程程系系、哈哈尔尔滨滨建建工工学学院院、天天津津大大学学、河河北北轻轻化化工工学学院院、重重庆庆建建工工学学院院、北北京京工工业业大大学学、首首都都师师范范大大学学、西西安安冶冶金金建建筑筑学学院院、浙浙江江省省环环境境保保护护所所、吉吉林林省省环环境境保保护护所所、化化工工部部第第三三设设计计研研究究院院、中中科科院院生生态态中中心心、西西南南市市政政工工程程设设计计院院、北北京京市市太太阳阳能能研研究究所所等等14个个单单位位共共同同参参加加了攻关研究。了攻关研究。第47页No.48对对当当代代厌厌氧氧反反应应器器，如如UASB反反应应器器、UBF(厌厌氧氧复复合合反反应应器器)、AF反反应应器器、AFB（厌厌氧氧流流化化床床）两两相相厌厌氧氧工工艺艺以以及及垂垂直直折折流流厌厌氧氧反反应应器器等等等等进进行行了了全全方方面面深深入入研研究究，同同时时开开展展了无机和有机有毒物质对厌氧消化影响研究。了无机和有机有毒物质对厌氧消化影响研究。上上述述研研究究结结果果，1991年年获获教教委委科科技技进进步步一一等等奖奖，1993年年获获国国家家级级科科技技进进步步三三等等奖奖。这这批批研研究究结结果果取取得得，大大大大缩缩小小了了在在废废水水厌厌氧氧生生物物处处理理技技术术领领域域与与国国外外差差距距。有有不不少少结结果果到到达达了了国国际际先先进进水水平平。推推进进了了我我国国废废水水厌厌氧氧生生物物处理技术向前发展。处理技术向前发展。第48页No.49世界范围内厌氧工艺统计（世界范围内厌氧工艺统计（1999.3；1303个项目）个项目）第49页No.50国内厌氧装置按类型分（国内厌氧装置按类型分（219家）家）第50页No.5115.1.3 厌氧生物处理工艺分类厌氧生物处理工艺分类 1、按发展年代分类、按发展年代分类 2、按厌氧反应器流态分类、按厌氧反应器流态分类3、按厌氧微生物在反应器内生长情况不一、按厌氧微生物在反应器内生长情况不一样分类样分类4、衍生厌氧反应器、衍生厌氧反应器5、按厌氧消化阶段分类、按厌氧消化阶段分类第51页No.521、按发展年代分类、按发展年代分类把把20世纪世纪50年代以前年代以前开发厌氧消化工艺称为开发厌氧消化工艺称为第一代厌氧反应器，第一代厌氧反应器，而把而把60年代以后开发年代以后开发厌氧消化工艺称为第二厌氧消化工艺称为第二代或当代厌氧反应器。代或当代厌氧反应器。第52页No.53第53页No.54第54页No.55第55页No.56第56页No.572、按厌氧反应器流态分类按厌氧反应器流态分类第57页No.583、按厌氧微生物在反应器内生长情、按厌氧微生物在反应器内生长情况不一样分类况不一样分类厌氧反应器又可分成厌氧反应器又可分成悬浮生长厌氧反应器悬浮生长厌氧反应器和和附着生长厌氧反应器附着生长厌氧反应器。如传统消化池、厌氧接触法和如传统消化池、厌氧接触法和UASB等，厌等，厌氧活性污泥以絮体或颗粒状悬浮于反应器氧活性污泥以絮体或颗粒状悬浮于反应器液体中生长，称为液体中生长，称为悬浮生长厌氧反应器悬浮生长厌氧反应器。而厌氧滤池，厌氧膨胀床，厌氧流化床和而厌氧滤池，厌氧膨胀床，厌氧流化床和厌氧生物转盘等，微生物附着于固定载体厌氧生物转盘等，微生物附着于固定载体或流动载体上生长。称为或流动载体上生长。称为附着膜生长厌氧附着膜生长厌氧反应器。反应器。第58页No.59把悬浮生长与附着生长结合在一起厌氧反把悬浮生长与附着生长结合在一起厌氧反应器称为复合厌氧反应器应器称为复合厌氧反应器.如如UBF，其下面是升流式污泥床，而上面，其下面是升流式污泥床，而上面是充填填料厌氧滤池，二者结合在一起，是充填填料厌氧滤池，二者结合在一起，故称为升流式污泥床故称为升流式污泥床-过滤反应器，英文缩过滤反应器，英文缩写称写称UBF。第59页No.604、衍生厌氧反应器衍生厌氧反应器衍生厌氧反应器有衍生厌氧反应器有衍生厌氧反应器有衍生厌氧反应器有EGSBEGSB，ICIC反应器和反应器和反应器和反应器和USRUSR等，等，等，等，这几个厌氧反应器均是在这几个厌氧反应器均是在这几个厌氧反应器均是在这几个厌氧反应器均是在UASBUASB反应器基础上衍生反应器基础上衍生反应器基础上衍生反应器基础上衍生出。出。出。出。EGSBEGSB相当于把相当于把相当于把相当于把UASBUASB反应器厌氧颗粒污泥处于流反应器厌氧颗粒污泥处于流反应器厌氧颗粒污泥处于流反应器厌氧颗粒污泥处于流化状态。化状态。化状态。化状态。ICIC反应器反应器反应器反应器则是把则是把则是把则是把2 2个个个个UASBUASB反应器上下叠加，利用反应器上下叠加，利用反应器上下叠加，利用反应器上下叠加，利用污泥床产生沼气作为动力来实现反应器内混合液污泥床产生沼气作为动力来实现反应器内混合液污泥床产生沼气作为动力来实现反应器内混合液污泥床产生沼气作为动力来实现反应器内混合液循环。循环。循环。循环。UASBUASB反应器反应器反应器反应器去掉三相分离器后就成了用于处理高去掉三相分离器后就成了用于处理高去掉三相分离器后就成了用于处理高去掉三相分离器后就成了用于处理高固体废液固体废液固体废液固体废液USRUSR。第60页No.615、按厌氧消化阶段分类按厌氧消化阶段分类可分为可分为可分为可分为单相厌氧反应器和两相厌氧反应器单相厌氧反应器和两相厌氧反应器单相厌氧反应器和两相厌氧反应器单相厌氧反应器和两相厌氧反应器。单相反应器单相反应器单相反应器单相反应器是把产酸阶段与产甲烷阶段结合在一是把产酸阶段与产甲烷阶段结合在一是把产酸阶段与产甲烷阶段结合在一是把产酸阶段与产甲烷阶段结合在一个反应器中；个反应器中；个反应器中；个反应器中；而而而而两相厌氧反应器两相厌氧反应器两相厌氧反应器