随着世界能源的日益短缺、废水污染负荷的日益加大，废水中污染物种类的日益复杂化，废水厌氧生物处理技术以其投资省、能耗低、可回收利用沼气能源、负荷高、产污少、耐冲击负荷等诸多优点而受到环保人士的重视。厌氧生物处理技术是利用厌氧微生物的代谢特性分解有机污染物，在不需要外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体的一种水处理技术。

2.1．1厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理又被称为厌氧消化、厌氧发酵，是指在厌氧调件下由多种厌氧或兼性微生物的共同作用下，使有机物分解产生CH4和CO2的过程。厌氧微生物学的研究结果表明，产甲烷菌是一类非常特别的细菌，它只能利用一些简单的有机物如甲酸、乙酸、甲醇、甲基胺类H2/CO2等，而不能利用除乙酸以外的含两个以上脂肪酸和甲醇以外的醇类。20世纪70年代，研究发现，原来被称为“奥氏产甲烷菌”的细菌，实际是有两种细菌共同组成的，其中一种细菌先将乙醇氧化为乙酸和氢气，在工程中设为水解酸化池，水解酸化池的作用是把大分子物质分解为小分子物质减少厌氧处理负荷，另一种细菌则利用氢气、二氧化碳以及乙酸产生CH4，由此可把厌氧消化过程概述为三阶段理论，也就是整个厌氧消化可以分为三个阶段，即水解、发酵、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段，该理论将厌氧发酵微生物分为发酵细菌群、产氢产乙酸菌群和产甲烷菌群。

2.1.2厌氧生物处理的特点

1、厌氧生物处理的特点

厌氧生物处理与好氧生物处理相比有许多优点，简要介绍如下：

（1）、厌氧生物处理进水COD范围广，菌种驯化后抗冲击负荷能力强。

（2）、废水处理后，厌氧消化工艺比好氧工艺产生的污泥量少，而且剩余污泥脱水性能好，污泥处理比较容易。

（3）、厌氧生物处理工艺的副产品之一是清洁能源沼气，沼气热值高，燃烧后释放的碳氢化合物较少，可减少对大气环境的污染。镇平分公司沼气利用作为今年环保一项工作。

（4）、厌氧生物处理可以节省动力消耗，由于细菌分解有机物是无氧呼吸，所以不必给系统提供氧气，这样就节省了曝气设备所消耗的电能，可以同时获得经济效益与环境效益。

2、厌氧生物处理的缺点

（1）、厌氧生物启动时间较长，由于厌氧生物的世代期长，增长速率较低，污泥增长缓慢，因此启动时间较长，一般达3—6个月甚至更长。

（2）、厌氧生物处理后的废水不能达到排放标准。厌氧法虽然负荷高，去除有机物的绝对量和进液浓度高，但其出水COD浓度高于好氧处理，菌群的物质决定去除有机物不彻底，因此必须与好氧处理结合起来使用。

（3）、厌氧有机物对有毒物质较为敏感。

（4）、厌氧生物处理可能造成二次污染，废水中含有硫酸盐，由于还原反应会产生H2S气体，H2S是一种有毒和恶臭的气体，如果系统密闭不严易散发引起二次污染。镇平分公司调试阶段已发生这种情况，我们正在考虑沼气综合利用，消除臭气，减少污染。

2．1.3厌氧生物处理工艺

废水厌氧生物处理技术已取得了很大的进展，已开发了很多种类的厌氧反应器，达到近10种，下面结合我公司实际，介绍UASB和IC反应器。

1、上流式厌氧污泥床反应器（简称UASB）

UASB反应器由三个功能区构成，即底部的布水区，中部的反应区，顶部的分离流出区，其中反应区为UASB反应器的工作主体。废水进入UASB反应器，布水区的功能是将待处理的废水均匀地分布在反应取得横断面上，反应区则包括污泥床区和悬浮区，污泥床区位于反应器的最底部，其悬浮物质量浓度可高达60—80g/L，具有良好的沉降性能和凝聚性能。废水进入反应器首先与该部分污泥混合，废水中有的有机物被污泥中的微生物分解沼气，由于甲烷不溶于水，形成微小气泡不断上升，在上升过程中相互碰撞结合成交大的气泡，在这种气泡的碰撞、结合上升的搅拌作用下，使污泥床以上的污泥呈松散悬浮状态，并与废水充分混合接触，废水中的大部分有机物在这个区域被分解转化，此区域被简称为反应区。 反应器的上部设有固、液、气三相分离器，含有大量气泡的混合液，不断上升，到达三相分离器下部，首先将气体进行分离，被分离出来的气体进入气室，并由管道引出，固液混合液进入分离器，失去气泡搅动作用的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉淀至底部反应区，保持反应器内足够的生物量以去除废水中的有机物，分理出污泥的处理水进入澄清区，混合液中的污泥得到进一步分离，澄清水经溢流堰排出，在这个区域内发生泥、水、气的分离，得到澄清的处理水和高热值的沼气，因此将此区称为分离区。三相分离器是UASB的核心，但布水器的作用不容小视，布水均匀不形成死角能使污水与底部污泥充分混合，有效利用池容，布水方式等阻力布水、大阻力布水、逐点脉冲布水和堰式布水四种，我公司的厌氧装置均采用等阻力布水。

2、IC反应器：

IC反应器与以UASB为代表的第2代厌氧反应器相比，在容积负荷、电耗、工程造价、

占地面积等诸多方面，具有绝对的优势，是对现代高效厌氧反应器的一种突破，有着重大的理论意义和实用价值，进一步研究和开发IC反应器，推广其应用范围已成为当前废水厌氧处理的重点内容之一。

2.1IC反应器的基本构造

IC反应器可以看作是由2个UASB反应器叠加串联构成，高径比一般为4一8，高度可达16一25m。由5部分组成:混合区、第1反应区、第2反应区、内循环系统和出水区。其中内循环系统是IC反应器的核心部分，由一级三相分离器、沼气提升管、气液分离器和污泥回流管组成。参见图1。

2.2进液和混合布水系统

废水通过布水系统泵入反应器内， 进入布水器的废水与从IC反应器上部返回的循环水、反应器底部的污泥有效地混合，由此产生对进液的稀释和均质作用。为了进水能够均匀的进入IC反应器的流化床反应室，布水系统采用了一个特别的结构设计。

2.3流化床反应室

在此部分，废水和颗粒污泥混合物在进水与循环水的共同推动下，迅速进人流化床室。废水和污泥之间产生强烈而有效的接触。这导致很高的污染物向生物物质(即颗粒污泥)的传质速率。在流化床反应室内，废水中的绝大部分可生物降解的污染物被转化为生物气。这些生物气在被称为一级沉降的下部三相分离器处收集并导入气体提升器，通过这个提升装置部分泥水混合物被传送到反应器最上部的气液分离器，气体分离后从反应器导出

2.4内循环系统

在气体提升器中，气提原理使气、水、污泥混合物快速上升，气体在反应器顶部分离之后，剩余的泥水混合物经过一个同心的管道向下流入反应器底部，由此在反应器内形成循环流。气体动力来自于上升的和返回的泥水混合物中气体含量的巨大差别，因此，这个泥水混合物的内循环不需要任何外加动力。有意思的是，这个循环流的流量随着进液中COD的量的增大而自然增大，因此反应器具有自我调节的作用，原因是在高负荷条件下，产生更多的气体，从而也产生更多的循环水量，导致更大程度的进水的稀释。这对厂稳定的运行意义重大。

2.5深度净化室

经过一级沉降之后，上升水流的主体部分继续向上流入深度净化室，废水中残存的生物可降解的COD被进一步降解，因此这个部分等于一个有效的后处理过程。产生的气体在称为二级沉降的上部三相分离器中收集并导出反应器，由千在深度净化室内的污泥负荷较低、相对长的水力保留时间和接近于推流的流动状态，废水在此得到有效处理并避免了污泥的流失。废水中的可生物降解COD几乎得到完全的去除。由于大量的COD已在流化床反应室中去除，深度净化室的产气量很小，不足以产生很大的流体湍动，加之，内循环流动不通过深度净化室，因此流体的上流速度很小。这两个原因使生物污泥能很好地保留在反应器内，即使反应器负荷数倍于UASB时也如此。由于深度净化室的污泥浓度通常较低，有相当大的今间允许流化床部分的污泥膨胀进人其中，这就防止了高峰负荷时污泥的流失。

2.6工作流程

废水首先通过布水系统进人IC反应器底部的混合区，并与来自泥水下降管的内循环泥水混合液充分混合后进人颗粒污泥床进行COD的生化降解，此处的COD容积负荷很高，大部分进水COD在此处被降解.产生大量沼气沼气由一级三相分离器收集。由于沼气产生气提作用，使得沼气、污泥和水的混合物沿沼气提升管上升至反应器顶部的气液分离器，沼气在该处与泥水分离并被导出处理系统。泥水混合物则沿泥水下降管进人反应器底部的混合区.并与进水充分混合后进人污泥膨胀床区，形成内循环，内循环流量可达进水流量的0.5一5倍经膨胀床处理后的废水除一部分参与内循环外，其余污水通过一级三相分离器后，进人精处理区的颗粒污泥床区，进行剩余COD降解与产沼气过程，提高和保证了出水水质。由于大部分COD已被降解，所以精处理区的COD负荷较低，产气量也较少。精处理区产生的沼气由二级三相分离器收集，通过集气管进人气液分离器并被导出处理系统。经过精处理区处理后的废水经二级三相分离器作用后，上清液经出水区排走，颗粒污泥则返回精处理区污泥床。IC的内循环技术巧妙地利用污泥颗粒化、污泥回流和分级处理，大幅度提高了COD容积负荷，实现了泥水间的良好接触，强化了传质效果。 

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