水力负荷最高的生物滤池(污水处理一千零一问（88）：污水处理厌氧生物滤池相关问题回答)

Posted 2023-05-30

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水力负荷最高的生物滤池(污水处理一千零一问（88）：污水处理厌氧生物滤池相关问题回答)

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什么是厌氧生物滤池？

厌氧生物滤池是装有填料的厌氧生物反应器。其基本特征就是在反应器内装填了为微生物提供附着生长的表面和悬浮生长的空间的载体。和好氧淹没式生物滤池（好氧接触氧化法）相似，在厌氧生物滤池填料的表面有以生物膜形态生长的微生物群体，构成了厌氧生物滤池厌氧微生物的主要部分，而被截留在填料之间的空隙中、悬浮生长的厌氧活性污泥中的微生物群体，是厌氧生物滤池厌氧微生物的次要部分。污水流过填料层时，其中有机物被厌氧微生物截留、吸附及代谢分解，最后达到稳定化，同时产生沼气、形成新的生物膜。为了分离处理水中携带的脱落的生物膜，通常需要在滤池后设置沉淀池。

厌氧生物滤池比表面积很大的填料上生物膜厚度约1～3mm，加上悬浮生长的微生物，池内生物固体量可达到20～30g／L。再加上生物膜停留时间长（平均可达100d左右），因而可承受较高的容积负荷，CODc容积负荷一般为2～16kgCODc／（m3·d），而且抗冲击负荷能力较强。厌氧微生物以固着生长的生物膜为主，不易流失，因此除了正常的进出水或适当回流部分出水外，不需要污泥回流和使用搅拌设备。和UASB法相比，厌氧生物滤池另一个优点是系统启动或停运后的再启动时比较容易，所需时间较短。

厌氧生物滤池的类型有哪些？

按其中水流方向，厌氧生物滤池可分为升流式厌氧生物滤池和降流式厌氧生物滤池两大类。

厌氧生物滤池内生物固体浓度随填料高度的不同，存在很大的差别。升流式厌氧生物滤池底部的生物固体浓度有时是其顶部生物固体浓度的几十倍，因此底部容易出现部分填料间水流通道堵塞、水流短路现象。而降流式厌氧生物滤池向下的水流有利于避免填料层的堵塞，其中生物固体浓度的分布比较均匀。

经验表明，在相同的水质条件和水力停留时间下，升流式厌氧生物滤池的CODcr去除率要比降流式厌氧生物滤池高，因此实际运用中的厌氧生物滤池多采用升流式厌氧生物滤池。

厌氧生物滤池特点及适用水质是什么？

（1）厌氧生物滤池内的污泥由固定生长的生物膜形态的微生物群体和悬浮生长的厌氧活性污泥中的微生物群体组成，污泥浓度可达20～30g／L。因为微生物生长在填料上，不随出水流失，因此延长了污泥的停留时间即泥龄，从而在相同的处理效果时，就缩短了废水在反应器内的水力停留时间。而且不需要污泥回流，使运行管理相对简便，停止运行后再启动也比较容易。

（2）和普通厌氧消化池和厌氧接触法容积负荷一般为5kgCODc／（m3·d）以下相比，AF厌氧生物滤池在处理溶解性高浓度有机工业废水时，容积负荷可以高达16kgCODc／（m3·d），使反应器的容积大大减小。一般认为，在温度等外界条件相同的情况下，AF的负荷可高出厌氧接触法的2～3倍，而且具有较高的CODc，去除率。

（3）在进水处（比如AF厌氧生物滤池的底部），厌氧微生物能得到最充足的营养，因而污泥浓度也最高，有的可达603L污泥浓度随着高度的增加而迅速减少。因此AF的去除率主要在底部进行，大部分的CODc是在0.3m以内去除的，底部1m以上CODc的去除率几乎不再增加。

（4）厌氧污泥在AF内的分布规律使得反应器对有毒物质的适应能力更强，在AF内易于培养出适应有毒物质的厌氧污泥，可生物降解的毒性物质在反应器内的浓度也呈现出规律性的变化。因此，在处理水量和负荷有较大变化的情况下，其运行可以保持较大的稳定性。

（5）厌氧生物滤池的挂膜启动方法与UASB法基本相同，可采用直接培养或间接培养法。但由于有填料作为载体，显得较为容易一些，在各种条件都适合的情况下，一般只需要1～2个月即可。

（6）厌氧生物滤池可应用于各种不同类型的废水，包括生活污水及CODc浓度由3000～24000mg／L不等的工业废水。由于悬浮杂质的存在容易出现堵塞问题，AF适用于处理污染物主要是可溶性有机物的工业废水。

厌氧生物滤池填料的种类和特点有哪些？

填料是厌氧生物滤池的主体，其作用是提供微生物附着生长的表面和悬浮生长的空间。对填料的基本要求和好氧生物滤池或好氧接触氧化池基本相同，即比表面积较大且表面粗糙、形状和孔隙度合适、机械强度高和生物惰性好、质量较轻使厌氧生物滤池的结构荷载小等。和其他拥有填料的污水处理装置一样，厌氧生物滤池的填料也要具有比表面积大和孔隙率高的特点，其所用的填料型式与好氧生物滤池或好氧接触氧化池相同。

常用的填料按形状分有块状、管状、纤维状等三大类。绝大部分采用有固定支架的安装形式，填料在水中位置固定；也有采用无固定支架、填料在水中自由悬浮的形式，填料在水中位置不固定。如前所述，厌氧生物滤池的高度超过1m以上，CODc的去除率儿乎不再增加。因此，过多增加填料高度往往只不过是增大了反应器的体积，在废水流量和浓度固定的条件下，反应器容积的增加并不能明显提高CODG的去除率。但填料高度低于2m时，污泥就有被冲出反应器的可能，进而导致出水悬浮物的增多使出水水质下降。

使用块状实心填料的厌氧生物滤池固体浓度低，使其有机负荷受到限制，一般仅为3～6kgCODcr／（m3·d），而且此类厌氧生物滤池在运行中局部滤层极易被堵塞，随之会发生短流现象，进而使处理效果受到不利影响，因此块状填料层的高度一般不超过1.2m。使用蜂窝或波纹板填料的厌氧生物滤池容积负荷可达5～15kgCODc／（m3·d），而且重量轻、性质稳定，运行中不易发生堵塞现象，因此蜂窝或波纹板填料层的高度一般为1～6m。

使用纤维填料的厌氧生物滤池一般不宜堵塞，填料本身价格也较低，目前在国内应用较多。纤维填料的形式有软性尼龙、半软性聚乙烯或聚丙烯填料、弹性聚苯乙烯填料及它们的组合填料等。纤维填料的主要特性是比表面积和孔隙率都较大，当废水流过时，细而长的纤维随水而动，使其上的生物膜与污水接触情况良好，进而提高水中有机质的传质效率。水流的剪切作用还能使填料上生物膜增长的不致过厚，可以保持生物膜较高的活性和良好的传质条件。使用纤维填料的缺点是容易产生生物膜结团现象，结团会使与水接触的生物膜有效面积减小，传质条件变差。

厌氧生物滤池如何启动运行？

厌氧生物滤池启动时要控制和注意的运行参数有：反应器的类型、废水的主要成分、营养和缓冲能力、接种污泥的数量和质量、回流比、初始水力停留时间等。

选择合适的接种物，对于反应器的快速启动和减少生物膜培养时间非常重要。一般应针对废水的种类选择不同的接种物。如果可能，反应器可以使用混合接种物，以获得活性较好的微生物种群。一般接种的数量应在设计运行量的10％以上，如果接种物不含有毒抑制物质，可大量接种（30％～50％）以利于启动。启动时间需要两个月以上。

在启动期间，生物絮体浓度应保持在20g／L以上，以保证微生物的附着生长和防止接种物流失。接种物可采用城市污水处理厂的消化污泥，污泥在投加前与一定量的待处理废水混合，加入反应器中停留3～5d后，再开始连续进水。接种后，要首先使系统进行内部循环几小时甚至几天，再进入待处理废水。启动初期，容积负荷应低于1.0kgCODc／（m3·d），按有机负荷计应低于0.1kgCODcr/(kgMLVSS·d)。

厌氧生物滤池启动完成的标志是通过增殖和驯化，使生物膜为主的生物量达到预定的污泥浓度和活性，实现反应器在设计负荷下的正常运行。对于高浓度与有毒废水，在启动初期必须进行适当的稀释，并在启动过程中使稀释倍数逐渐减少。即负荷应当逐渐增加，一般当废水中可生物降解的CODc去除率达到约80％时，再适当提高负荷，如此重复进行，直到反应器的设计能力。

启动期间还要保证营养物质和微量元素，特别是对微量矿物元素和C、N、P等不平衡的工业废水，所以开始投加一些多余的N、P等营养，促进甲烷菌的迅速生长。

厌氧生物滤池的运行管理应该注意哪些问题？

（1）厌氧生物滤池的主要缺点是有被堵塞的可能（尤其是AF厌氧生物滤池的底部），必须根据废水水质特点选择使用合适的填料、配水方式和运行方式。当进水悬浮物含量较大时，应使用粒径较大或孔隙度大的填料。

（2）当被处理污水悬浮物浓度较大（一般指1000mg／L以上）时，如果采用的是降流式厌氧生物滤池，可以不用预处理就直接进入装置，甚至在处理悬浮物含量高达3000～8000mg／L的废水时，也不会发生堵塞现象。如果采用的是升流式厌氧生物滤池，就应当对废水进行沉淀、过滤、或浮选等适当的预处理，以降低进水的悬浮物含量，防止填料层堵塞。一般AF的进水悬浮物不超过200mg／L，但如果悬浮物可以生物降解而且均匀分散在废水中，则悬浮物对AF几乎不产生不利影响。

（3）在一定的容积负荷下，进水浓度大时，上升流速就较小，较低的上流速度不利于物质的扩散，更易堵塞。因此，当被处理污水浓度较高（CODc，值大于5000mg／L）时，除了可以采取出水回流的运行方式予以改善池内水力条件外，还可以将厌氧生物滤池的的进水方式由升流式改为平流式。即滤池前段下部进水，后段上部溢流出水，顶部设气室，底部设污泥排放口，同时使用孔隙率较大的软性填料。

（4）同UASB法一样，厌氧生物滤池也要有有效的布水和沼气收集排放系统。布水要均匀防止水流短路，也要考虑布水孔口的大小和出口流速以防孔口被堵塞。

（5）为保证严格的厌氧环境，厌氧生物滤池多采用封闭式，并且要使污水水位高于填料层，即总是使填料层处于淹没状态。

什么是厌氧复合床反应器？

厌氧复合床反应器实际是将厌氧生物滤池AF与升流式厌氧污泥反应器UASB组合在一起，因此又称为UBF反应器，其流程厌氧复合床反应器下部为污泥悬浮层，而上部则装有填料。可以看做是将升流式厌氧生物滤池的填料层厚度适当减小，在池底布水系统与填料层之间留出一定的空间，以便悬浮状态的颗粒污泥能在其中生长积累，因此又构成一个UASB处理工艺。当污水依此通过悬浮污泥层及填料层，有机物将与污泥层颗粒污泥及填料生物膜上的微生物接触并被分解掉。

与厌氧生物滤池相比，减少了填料层的高度，也就减少了滤池被堵塞的可能性；与UASB法相比，可不设三相分离器，使反应器构造与管理简单化。填料层既是厌氧微生物的载体，又可截留水流中的悬浮厌氧活性污泥碎片，从而能使厌氧反应器保持较高的微生物量，并使出水水质得到保证。厌氧复合床反应器中填料层高度一般为反应区总高度的2／3，而污泥层的高度为反应区总高度的1／3。

厌氧复合床反应器特点有哪些？

厌氧复合床反应器综合了厌氧生物滤池与升流式厌氧污泥反应器的优点，克服了它们的缺点，不但增加了生物量，而且提高了反应区的容积利用率，反应器的总高度可大于10m，从而减少了占地面积，处理能力也有较大提高。

因此，新建厌氧处理装置最好选用这种复合型式，实际应用中可以结合具体情况，将原厌氧生物滤池与升流式厌氧污泥反应器进行适当改造，即便不能提高处理效率，也可以起到便于操作管理的作用。比如在升流式厌氧污泥反应器的上部加设填料，可以不设三相分离器，使反应器构造简单化；将厌氧生物滤池下部的填料去掉一些，可以减少滤池被堵塞的可能性。

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