图15-8厌氧生物转盘构造图
(2) 运行
对废水的净化靠盘片表面的生物膜和悬浮在反应槽中的厌氧菌完成，产生的沼气从反应槽顶排出。由于盘片的转动，作用在生物膜上的剪力可将老化的生物膜剥落，在水中呈悬浮状态，随水流出槽外。
(3) 特点
（a）厌氧生物转盘内微生物浓度高，因此有机物容积负荷高，水力停留时间短； （b）无堵塞问题，可处理较高浓度的有机废水； （c）一般不需回流，所以动力消耗低；
（d）耐冲击能力强，运行稳定，运转管理方便。但盘片造价高。 2、厌氧挡板反应器
厌氧挡板反应器是从研究厌氧生物转盘发展而来的，生物转盘不转动即变成厌氧挡板反应器，如图15-9所示。
挡板反应器与生物转盘相比，可减少盘的片数和省去转动装置。
图15-9 厌氧挡板反应器示意图
在反应器内垂直于水流方向设多块挡板来维持较高的污泥浓度。挡板把反应器分为若干上向流和下向流室，上向流室比下向流室宽，便于污泥的聚集。通往上向流的挡板下部边缘处加50°的导流板，便于将水送至上向流室的中心，使泥水充分混合。因而无需混合搅拌装置，避免了厌氧滤池和厌氧流化床的堵塞问题和能耗大的缺点，启动期比上流式厌氧污泥床短。
七、两步厌氧法和复合厌氧法
1、两步厌氧消化法
两步厌氧消化法是一种由上述厌氧反应器组合的工艺系统。厌氧消化反应分别在两个独立的反应器中进行，每一反应器完成一个阶段的反应，比如一为产酸阶段，另一为产甲烷阶段，故又称两段式厌氧消化法。
按照所处理的废水水质情况，两步可以采用同类型或不同类型的消化反应器。 如对悬浮固体含量多的高浓度有机废水，第一步反应器可选不易堵塞、效率稍低的反应
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装置，经水解产酸阶段后的上清液中悬浮固体浓度降低，第二步反应器可采用新型高效消化器，流程见图15-10。
产甲烷阶段，使第一步反 热交换器: 应产生的有机酸生成甲烷 和二氧化碳等最终产物 被废水加热到需要的温度 反应，控制条件之产水解产酸 沉淀分离，去除不溶性有机物 图15-10 接触消化池-UASB两步消化工艺流程
根据不产甲烷菌与产甲烷菌代谢特性及适应环境条件不同，第一步反应器可采用简易非密闭装置、在常温、较宽pH值范围条件下运行；第二步反应器则要求严格密封、严格控制温度和pH值范围。
因此，两步厌氧法具有如下特点：
（a）耐冲击负荷能力强，运行稳定，避免了一步法不耐高有机酸浓度的缺陷； （b）两阶段反应不在同一反应器中进行，互相影响小，可更好地控制工艺条件； （c）消化效率高，尤其适于处理含悬浮固体多、难消化降解的高浓度有机废水。 缺点：
（d）但两步法设备较多，流程和操作复杂。
2、复合厌氧法
两步厌氧法是由2个独立的反应器串联组合而成，而复合厌氧法是在一个反应器内由2种厌氧法组合而成。如UASB与厌氧滤池组成的复合厌氧法，如图15-11所示。
设备的上部为厌氧滤池，下部为UASB，可以集两者优点于一体，反应器下部即进水部
图15-11 纤维填料厌氧滤池和UASB复合法工艺 位，由于不装填料，可以减少堵塞，上部装设
固定填料，充分发挥滤层填料的有效截留污泥
的能力，提高反应器内的生物量，对水质和负荷的突然变化和短流现象起缓冲和调节作用，使反应器具有良好的工作特性。
§15-3 厌氧生物处理法的设计
厌氧生物处理系统的设计包括：流程和设备的选择；反应器和构筑物的构造和容积的确
定；需热量的计算和搅拌设备的设计等。
一、流程和设备选择 二、厌氧反应器的设计
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三、消化池的热量计算
§15-4 厌氧设备的运行管理
一、厌氧设备的启动
厌氧设备在进入正常运行之前应进行污泥的培养和驯化。
厌氧处理工艺的缺点之一是微生物增殖缓慢，设备启动时间长，若能取得大量的厌氧活性污泥就可缩短投产期。
厌氧污泥可以取自正在工作的厌氧处理构筑物或江河湖泊沼泽底、下水道及污水集积腐臭处等厌氧生境中的污泥，最好选择同类物料厌氧消化污泥。如果采用一般的未经消化的有机污泥自行培养，所需时间更长。
一般来说，接种污泥量为反应器有效容积的10％-90％，依消化污泥的来源方便情况酌定，原则上接种量比例增大，启动时间缩短。其次是要尽量使其中含有丰富的产甲烷细菌。
二、厌氧反应器运行中的欠平衡现象及其原因
厌氧消化过程易于出现酸化，即产酸量与用酸量不协调，这种现象称为欠平衡。 欠平衡时可以显示出如下的症状：
（a）消化液挥发性有机酸浓度增高； （b）沼气中甲烷含量降低； （c）消化液pH值下降； （d）沼气产量下降； （e）有机物去除率下降。
诸症状中最先显示的是挥发性有机酸浓度的增高，故它是一项最有用的监视参数，有助于尽早地察觉欠平衡状态的出现。
厌氧消化作用欠平衡的原因： (1) 有机负荷过高；
(2) 进水pH值过低或过高； (3) 碱度过低，缓冲能力差； (4) 有毒物质抑制； (5) 反应温度急剧波动；
(6) 池内有溶解氧及氧化剂存在。
三、运行管理中的安全要求
厌氧设备的运行管理很重要的问题是安全问题。
沼气中的甲烷比空气轻、非常易燃，空气中甲烷含量为5％～15％时，遇明火即发生爆炸。
沼气中含有微量有毒的H2S，但低浓度的硫化氢就能被人们所察觉。(H2S比空气重，必须预防它在地凹处积聚)。
沼气中的二氧化碳也比空气重，同样应防止在地凹处积聚，因为它虽然无毒，却能使人窒息。
凡需因出料或检修进入消化池之前，务必以新鲜空气彻底置换池内的消化气体，以策安全。
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§15-5厌氧和好氧技术的联合运用简介
实际工业废水中有机物的浓度较高，COD 可以达到几万甚至几十万。 高浓度有机废水用一种方法很难处理到要求的水平。 所以需要用厌氧和好氧处理方法联合应用才能达到好的效果。此处仅举一例： 某制药厂废水的处理： 冬季需对废水加温到35度 经好氧生物接触氧化，出 利用沼气 水COD降低到<300mg/L 车间排水，COD ↑ 10000—15000mg/L 沼气净化 ↑ 废水→ 初沉池 —→ 换热器 —→ UASB —→ 生物接触氧化池 —→ 二沉池 → 出水 沉渣利用 回流污泥 容积负荷为13kgCOD/(m3.d)，停 沉降后COD降低到 初沉池 10000mg/L左右，沉渣可作饲料 留时间为24小时，出水COD降 低到3000mg/L。 采用厌氧与好氧工艺相结合的工艺，还可以达到生物脱氮、脱磷的目的。目前厌氧与好氧联合的工艺较多，有些仍处在研究阶段。 活性污泥法生物脱氮是其中的一种，生物脱氮包括硝化和反硝化两个反应过程。 硝化是废水中的NH4+-N在好氧条件下，通过好氧细菌(亚硝酸菌和硝酸菌)的作用，被氧化成亚硝酸盐(N02-)和硝酸盐(N03-)的反应过程。 首先，由亚硝酸菌将NH4+-N转化为亚硝酸盐： NH4+＋O2＋HCO3- → NO2-＋H2CO3＋ H2O＋亚硝酸菌 再由硝酸菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐： NO2-＋NH4++H2CO3＋HCO3-＋O2 → NO3-＋H2O＋硝酸菌 反硝化即脱氮，是在缺氧条件下，通过脱氮菌的作用，将亚硝酸盐和硝酸盐还原成氮气，该反应过程中，反硝化菌需要有机碳源（如甲醇）作电子供体，利用NO3-中的氧进行缺氧呼吸，反应过程可表示如下： NO3-＋CH3OH＋H2CO3 → N2＋H2O＋HCO3-＋微生物细胞 NO2-＋CH3OH＋H2CO3 → N2＋H2O＋HCO3-＋微生物细胞 亚硝酸菌和硝酸菌都是化能自养菌。硝化反应需在好氧条件下进行并以氧作为电子受体。 113
反硝化菌是一类化能异养兼性缺氧微生物，其反应需在缺氧的条件下进行。
试验表明，对废水首先通过5-6小时的强烈曝气，可以完成硝化阶段，然后再使废水处于4-5小时无氧状态，脱氮率可以达80％以上。
A/O活性污泥法脱氮系统流程
这种脱氮系统的工艺流程是让废水依次经历缺氧反硝化、好氧去碳和硝化的阶段，故又称为缺氧、好氧脱氮系统，简称A/O系统。
A/O(anoxic/oxic)系统中，硝化段的溶解氧一般为2～4mg/L，反硝化段的溶解氧应小于0.5mg/L。
UTC工艺流程
工艺特点：
UCT工艺是目前比较流行的厌氧与好氧相结合的生物除磷工艺流程。
它是在A/A/O工艺的基础上对回流方式作了调整以后提出的。其与A/A/O工艺的不同之处在于它的污泥回流是缺氧池回流到厌氧池，这样就阻止了处理系统中硝酸盐（NO3-）进入到厌氧池而影响在厌氧过程中磷的充分释放。
但在运行过程中，须注意当进水中的总氮与COD的比值较高时，应减少混合液的回流比，以防止NO3-进入到厌氧池中。
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