杭州第三代厌氧反应器设计规范

厌氧反应器处理的四个阶段：即厌氧消化过程分为水解阶段、酸化阶段、产乙酸产氢阶段、产甲烷阶段四个部分。水解阶段：微生物菌体分泌胞外水解酶，将碳氢化合物、脂肪和蛋白质转化为单糖、氨基酸和长链脂肪酸（LCFA）；酸化阶段：水解阶段的产物在酸化微生物菌群的作用下降解为戊酸、丁酸、丙酸、乙酸、二氧化碳和氢；产乙酸产氢阶段，功能微生物菌群将戊酸等转化为甲烷细菌可以直接利用的基质-乙酸、二氧化碳和氢；在的产甲烷阶段，产甲烷细菌将乙酸、氢与二氧化碳转化为甲烷和二氧化碳，并伴随着微生物的生长与衰亡，在此同时，系统内的硫酸盐或硝酸盐在硫酸盐还原菌或反硝化菌的作用下，以乙酸或氢作为电子供体，被还原成硫化氢或氮气。厌氧接触工艺的反应器是完全混合式的。杭州第三代厌氧反应器设计规范

颗粒污泥形成学说：（1）晶核说：Lettinga认为，在厌氧污泥中存在无机盐构成的晶核，例如不溶性的CaCO₃就是其中的一种。微生物围绕着这个晶核逐渐成长为颗粒污泥。（2）电荷中和说：细菌细胞的表面带负电荷，在金属正离子的作用下，细菌表面的负电荷被中和。由于减少了同性电荷之间的静电斥力，使得细菌能够互相凝聚成团，形成颗粒污泥。（3）胞外多聚物说：该学说是Wiegant在1987年提出的，主要论点可以归纳为以下几点：①废水中存在甲烷八叠球菌和甲烷丝菌，他们在生长过程中具有自然聚集成核的现象，还具有附着在其他颗粒物表面的能力。聚集与黏附的能力可以导致比较初的颗粒污泥核的形成。②颗粒污泥核的形成过程始终伴随着水力负荷和产气负荷的作用，水力负荷和产气负荷这两种作用力之和称为选择压。③由选择压引起的运动能产生剪切力，使密度较大的污泥核转化成球状的颗粒污泥。④选择压上升到一定程度时，会把絮状污泥洗出厌氧反应器。絮状污泥从反应器中被洗出的过程称为水力分级或水力筛选作用。⑤质子移位-脱水说：该学说是Tay等在2000年提出的，该学说认为，污泥颗粒化可分为细菌表面脱水、颗粒核形成、颗粒成熟及颗粒后成熟4个阶段。上海厌氧反应器工艺传统的完全混合厌氧反应器是借助消化池内厌氧活性污泥来净化有机污染物。

厌氧反应器颗粒污泥接种步骤：

①在接种厌氧污泥前，IC反应器中要留有一定数量(2～3m高)的清水，这样做的好处是：可以避免接种污泥在反应器中堆积而形成压实层。接种污泥一旦被压实，在运行过程中很难将污泥全部分散开来；污泥进入反应器后，即刻便能处于厌氧的环境中。

②消化污泥在注入IC反应器时，要用清水进行稀释，并用钢丝网过滤，除去污泥中的塑料、纤维、垃圾等杂物，避免这些杂物堵塞管道和布水器。

③接种颗粒污泥时也要进行稀释。向反应器中加入颗粒污泥比较好采用螺杆泵，以避免或减少颗粒污泥的破碎。

④接种完成后，立即向反应器中注满清水，使反应器上的各种仪表能处于正常的工作状态。

⑤如果采用中温厌氧消化，接种结束后，应通过进水尽快地把反应器的温度升到35~39℃的中温范围，并尽量缩短升温时间。

⑥当颗粒污泥取自55~58℃的高温厌氧反应器，接种后却采用35~39℃的中温厌氧消化；或者是颗粒污泥来源于35~39℃的中温厌氧反应器，接种后却采用55~58℃的高温厌氧消化时，接种后的降温或升温过程，应当缓慢地进行。

厌氧系统对氮、磷、氮的需求：

厌氧消化微生物需要氮元素、磷元素和硫元素。

1.氮元素可以来自任何能提供-NH₂或者NH₄⁺的化合物。如各种含氮的有机物（蛋白质、氨基酸）和含氮的无机物（NH₄OH、NH₄HCO₃），都可以作为氮源。其中产甲烷菌只能以氨态氮作为氮源。

2.磷元素可以来自磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢铵。

3.硫元素来自无机硫，比如硫酸根；或者有机硫，比如蛋白质中的-SH2.

营养元素的C/N/P的比例范围可以是300~500：5：1之间。通常是300~350：5：1

完全混合厌氧反应器池体体积较大，负荷较低，其污泥停留时间等于水力停留时间。

IC反应器的特点：(1)具有很高的容积负荷率。IC反应器存在着内循环，反应室有很高的升流速度，传质效果很好，污泥活 性很高，因而其有 机容积负荷率比普通UASB反应器高许多，一般高出3倍以上。处理高浓度有 机废水，如大豆蛋白加工废水，当COD为9000～12000mg/L时，进水容积负荷率可达10～15kgCOD/(m3d)，去除率高达85~95%。(2)节省基建投资和占地面积。由于 IC 反应器的容积负荷率有效高于 UASB 反应器，IC反应器的有 效体积只为UASB反应器的1/4～1/3,所以可明显降低反应器的基建投资。由于IC反应器不但体积小，而且有很大的高径比，所以占地面积特别省，非常适用于占地面积紧张的工业企业。ABR厌氧反应器对有毒物质适应性强。江西内循环厌氧反应器工作原理

通过厌氧反应器的处理，能够消化有机物质，提取沼气等可再生能源，同时产生有机肥料。杭州第三代厌氧反应器设计规范

厌氧絮状污泥：厌氧絮状污泥又称非颗粒污泥，通常呈松散的丝状与分枝的絮状，其特点是①结构松散、没有固定的形状与结构；②产甲烷的活性较低，污泥负荷约为0.1-0.5kgCOD/（kgVS·d）；③沉降速度较慢，约为1-10m/h。厌氧絮状污泥沉降速度慢的原因在于：①絮状污泥比表面积大、容易吸附更多的沼气气泡，使相对密度下降，极易悬浮在发酵液中。②发酵液中的悬浮物会阻碍絮状污泥的沉降，悬浮物的浓度较高时，絮状污泥甚至会成为一种久久不能沉降的“分散污泥”。③由于悬浮物的消化周期较长，在较长时间内絮状污泥都会有沼气气泡的附着，长久阻碍絮状污泥的沉降，这也是形成分散污泥的一个重要原因。杭州第三代厌氧反应器设计规范