2.4.3厭氧生物處理工藝的發(fā)展
1.第一代厭氧反應(yīng)工藝
20世紀(jì)50年代以前開發(fā)的厭氧消化工藝常被稱為第一代厭氧反應(yīng)器，其典型代表是普通厭氧消化池和厭氧接觸工藝。
2.第二代厭氧反應(yīng)工藝
第二代厭氧反應(yīng)工藝以提高厭氧微生物濃度和停留時間、縮短液體停留時間為目標(biāo)。其典型代表有厭氧濾器、升流式厭氧污泥床、厭氧流化床、厭氧附著膜膨脹床和厭氧折板式反應(yīng)器等。與第一代厭氧工藝相比，第二代工藝更加注重對系統(tǒng)環(huán)境條件的控制，反應(yīng)器中通常增加了溫控設(shè)施和攪拌裝置，通過不同的運(yùn)行方式在反應(yīng)器內(nèi)保持很高濃度的生物量。
3.第三代厭氧反應(yīng)工藝
由于第二代厭氧反應(yīng)工藝存在著一定的缺點(diǎn)，出現(xiàn)了第三代厭氧反應(yīng)器，其共同特點(diǎn)是：微生物以顆粒污泥固定化方式存在于反應(yīng)器中，反應(yīng)器單位容積的生物量更高，能承受更高的水力負(fù)荷，并具有較高的有機(jī)污染物凈化效能，具有較大的高徑比，占地面積小等。其典型工藝有：厭氧膨脹顆粒污泥床、厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器、升流式厭氧污泥床過濾器等。
2.4.4厭氧生物處理反應(yīng)器
1.厭氧接觸法
普通消化池具有不能保留或補(bǔ)充厭氧活性污泥的缺點(diǎn)，為了克服這個缺點(diǎn)，在消化池后設(shè)沉淀池，將沉淀污水回流至消化池，形成了厭氧接觸法。在機(jī)械或水力或壓縮沼氣的攪拌下，消化池內(nèi)呈完全混合狀態(tài)。該系統(tǒng)既使污泥不流失、出水水質(zhì)穩(wěn)定，又可提高消化池內(nèi)污泥濃度，從而提高了設(shè)備的有機(jī)負(fù)荷和處理效率。然而，從消化池排出的混合液在沉淀池中進(jìn)行固液分離有一定的困難。為了提高沉淀池中混合液的固液分離效果，要進(jìn)行脫氣，沉淀采用較多的是真空脫氣裝置。
厭氧接觸法具有如下特點(diǎn)：
（1）耐沖擊能力強(qiáng)；
（2）消化池的容積負(fù)荷較普通消化池大大縮短；
（3）可以直接處理懸浮固體含量較高或顆粒較大的料液；
（4）出水的水質(zhì)好，但需增加沉淀池、污泥回流和脫氣設(shè)備；
（5）混合液難于在沉淀池中進(jìn)行固液分離，污泥中脫氣不徹底。
2.兩相厭氧消化工藝
兩相厭氧消化工藝實(shí)現(xiàn)了生物相的分離，使產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相成為兩個獨(dú)立的處理單元以便于分別調(diào)控，確保發(fā)揮兩大類微生物各自優(yōu)勢所需的條件，大幅度提高了廢水處理能力和反應(yīng)器的運(yùn)行穩(wěn)定性，又進(jìn)一步提高了厭氧法處理廢水的能力和范圍。兩相厭氧消化工藝的主要特征是：
（1）產(chǎn)酸相反應(yīng)器可以在高的負(fù)荷下運(yùn)行，產(chǎn)甲烷相反應(yīng)器也在的工作狀態(tài)下運(yùn)行，兩相厭氧工藝總體負(fù)荷比單相工藝有明顯提高。
（2）兩相厭氧消化工藝運(yùn)行相對穩(wěn)定，承受沖擊負(fù)荷的能力強(qiáng)。
（3）當(dāng)污水中含有大量硫酸鹽等抑制物時，可以通過在兩相反應(yīng)器中間增設(shè)硫化氫等有害物質(zhì)脫除裝置，降低產(chǎn)甲烷菌受抑制的程度。
（4）工藝系統(tǒng)相對復(fù)雜。
3.厭氧生物濾池
厭氧生物濾池的構(gòu)造類似于一般的生物濾池，池內(nèi)放置濾料，但池頂密封，產(chǎn)生的沼氣聚焦在池頂部罩內(nèi)，并從頂部引出。處理水所挾帶的生物膜，一般在濾后高沉淀池分離。按水流方向，厭氧生物濾池可分為升流式、降流式和升流式混合型。
填料是厭氧生物濾池的主要部分，其選擇對濾池的運(yùn)行有著重要的影響，影響因素主要有材質(zhì)、粒度、表面性質(zhì)、比表面積和空隙率等。工程中，設(shè)計(jì)的填料堆積高度一般控制在2m左右。升流式厭氧生物濾池中，生物量除大部分以生物膜的形式附在濾料表面，還有少部分以厭氧活性污泥的形式存在于濾料間隙中，其生物總量比降流式高，因此效率高，但是升流式厭氧生物濾池底部易于堵塞，污泥濃度沿深度分布不均，而降流式堵塞則較輕。
厭氧生物濾池的主要優(yōu)點(diǎn)是：微生物濃度較高，因此能承受較高的有機(jī)負(fù)荷及沖擊負(fù)荷，不需攪拌和回流污泥，設(shè)備簡單，操作方便，能耗低，啟動時間短，泥齡長，水力停留時間較短，反應(yīng)器的體積小。
1.第一代厭氧反應(yīng)工藝
20世紀(jì)50年代以前開發(fā)的厭氧消化工藝常被稱為第一代厭氧反應(yīng)器，其典型代表是普通厭氧消化池和厭氧接觸工藝。
2.第二代厭氧反應(yīng)工藝
第二代厭氧反應(yīng)工藝以提高厭氧微生物濃度和停留時間、縮短液體停留時間為目標(biāo)。其典型代表有厭氧濾器、升流式厭氧污泥床、厭氧流化床、厭氧附著膜膨脹床和厭氧折板式反應(yīng)器等。與第一代厭氧工藝相比，第二代工藝更加注重對系統(tǒng)環(huán)境條件的控制，反應(yīng)器中通常增加了溫控設(shè)施和攪拌裝置，通過不同的運(yùn)行方式在反應(yīng)器內(nèi)保持很高濃度的生物量。
3.第三代厭氧反應(yīng)工藝
由于第二代厭氧反應(yīng)工藝存在著一定的缺點(diǎn)，出現(xiàn)了第三代厭氧反應(yīng)器，其共同特點(diǎn)是：微生物以顆粒污泥固定化方式存在于反應(yīng)器中，反應(yīng)器單位容積的生物量更高，能承受更高的水力負(fù)荷，并具有較高的有機(jī)污染物凈化效能，具有較大的高徑比，占地面積小等。其典型工藝有：厭氧膨脹顆粒污泥床、厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器、升流式厭氧污泥床過濾器等。
2.4.4厭氧生物處理反應(yīng)器
1.厭氧接觸法
普通消化池具有不能保留或補(bǔ)充厭氧活性污泥的缺點(diǎn)，為了克服這個缺點(diǎn)，在消化池后設(shè)沉淀池，將沉淀污水回流至消化池，形成了厭氧接觸法。在機(jī)械或水力或壓縮沼氣的攪拌下，消化池內(nèi)呈完全混合狀態(tài)。該系統(tǒng)既使污泥不流失、出水水質(zhì)穩(wěn)定，又可提高消化池內(nèi)污泥濃度，從而提高了設(shè)備的有機(jī)負(fù)荷和處理效率。然而，從消化池排出的混合液在沉淀池中進(jìn)行固液分離有一定的困難。為了提高沉淀池中混合液的固液分離效果，要進(jìn)行脫氣，沉淀采用較多的是真空脫氣裝置。
厭氧接觸法具有如下特點(diǎn)：
（1）耐沖擊能力強(qiáng)；
（2）消化池的容積負(fù)荷較普通消化池大大縮短；
（3）可以直接處理懸浮固體含量較高或顆粒較大的料液；
（4）出水的水質(zhì)好，但需增加沉淀池、污泥回流和脫氣設(shè)備；
（5）混合液難于在沉淀池中進(jìn)行固液分離，污泥中脫氣不徹底。
2.兩相厭氧消化工藝
兩相厭氧消化工藝實(shí)現(xiàn)了生物相的分離，使產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相成為兩個獨(dú)立的處理單元以便于分別調(diào)控，確保發(fā)揮兩大類微生物各自優(yōu)勢所需的條件，大幅度提高了廢水處理能力和反應(yīng)器的運(yùn)行穩(wěn)定性，又進(jìn)一步提高了厭氧法處理廢水的能力和范圍。兩相厭氧消化工藝的主要特征是：
（1）產(chǎn)酸相反應(yīng)器可以在高的負(fù)荷下運(yùn)行，產(chǎn)甲烷相反應(yīng)器也在的工作狀態(tài)下運(yùn)行，兩相厭氧工藝總體負(fù)荷比單相工藝有明顯提高。
（2）兩相厭氧消化工藝運(yùn)行相對穩(wěn)定，承受沖擊負(fù)荷的能力強(qiáng)。
（3）當(dāng)污水中含有大量硫酸鹽等抑制物時，可以通過在兩相反應(yīng)器中間增設(shè)硫化氫等有害物質(zhì)脫除裝置，降低產(chǎn)甲烷菌受抑制的程度。
（4）工藝系統(tǒng)相對復(fù)雜。
3.厭氧生物濾池
厭氧生物濾池的構(gòu)造類似于一般的生物濾池，池內(nèi)放置濾料，但池頂密封，產(chǎn)生的沼氣聚焦在池頂部罩內(nèi)，并從頂部引出。處理水所挾帶的生物膜，一般在濾后高沉淀池分離。按水流方向，厭氧生物濾池可分為升流式、降流式和升流式混合型。
填料是厭氧生物濾池的主要部分，其選擇對濾池的運(yùn)行有著重要的影響，影響因素主要有材質(zhì)、粒度、表面性質(zhì)、比表面積和空隙率等。工程中，設(shè)計(jì)的填料堆積高度一般控制在2m左右。升流式厭氧生物濾池中，生物量除大部分以生物膜的形式附在濾料表面，還有少部分以厭氧活性污泥的形式存在于濾料間隙中，其生物總量比降流式高，因此效率高，但是升流式厭氧生物濾池底部易于堵塞，污泥濃度沿深度分布不均，而降流式堵塞則較輕。
厭氧生物濾池的主要優(yōu)點(diǎn)是：微生物濃度較高，因此能承受較高的有機(jī)負(fù)荷及沖擊負(fù)荷，不需攪拌和回流污泥，設(shè)備簡單，操作方便，能耗低，啟動時間短，泥齡長，水力停留時間較短，反應(yīng)器的體積小。