高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器的制作技术

污水处理三代厌氧生物反应器一、引言随着社会经济的发展和城市化进程的加快，污水处理成为环境保护和可持续发展的重要环节。

厌氧生物反应器作为污水处理的重要技术之一，经历了第一代、第二代和第三代的发展，其中第三代厌氧生物反应器在处理复杂有机废水方面表现出卓越的性能。

本文将详细介绍第三代厌氧生物反应器的技术原理、特点及实际应用案例，为相关领域的研究和应用提供参考。

二、三代厌氧生物反应器的技术发展第一代厌氧生物反应器第一代厌氧生物反应器主要采用传统升流式厌氧消化池，具有结构简单、易维护等优点。

但存在处理效率低、占地面积大等缺点，已逐渐被淘汰。

第二代厌氧生物反应器第二代厌氧生物反应器是在第一代基础上发展而来的高效厌氧反应器，通过改变反应器的结构或运行方式，提高反应器的容积负荷和产气率。

代表技术包括：升流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧膨胀颗粒污泥床（EGSB）和内循环厌氧反应器（IC）等。

第三代厌氧生物反应器第三代厌氧生物反应器是在第二代基础上进一步优化升级的新型反应器，具有更高的处理效率、更低的能耗和更好的抗负荷冲击能力。

代表技术包括：膜分离厌氧反应器（MABR）、升流式固体厌氧反应器（USR）和超级厌氧反应器（SUFR）等。

三、第三代厌氧生物反应器的技术特点1.高处理效率：第三代厌氧生物反应器采用新型的微生物种群结构和运行模式，具有更高的有机物去除率和产气率。

2.适应性强：第三代厌氧生物反应器能够适应不同种类和浓度的有机废水，具有较强的抗负荷冲击能力。

3.能耗低：第三代厌氧生物反应器采用新型的能量回收和利用技术，降低了能耗。

4.自动化程度高：第三代厌氧生物反应器采用先进的自动化控制技术，减少了人工操作和维护工作量。

5.占地面积小：第三代厌氧生物反应器采用紧凑型设计，占地面积小，适合城市污水处理等空间有限的场所。

四、第三代厌氧生物反应器的实际应用案例1.城市污水处理厂：某城市污水处理厂采用第三代厌氧生物反应器技术进行改造，实现了高效去除有机物、降低能耗和减少占地面积的目标。

高浓度难降解有机废水厌氧生化处理技术【摘要】随着社会经济的快速发展、人们生活水平的不断提高，面临的环境污染问题也日臻严重。

在环境工作者的不懈努力下，常见的污水得到了有效的处理，但是高浓度难降解废水，特别是持久性有机物的处理具有很大的困难，需要不断地探索和研究。

【关键词】高浓度;有机废水;处理1.厌氧消化机理厌氧消化[1]是指在无分子氧参与的条件下，通过多种微生物的协同作用，把有机物最终分解为甲烷（CH4）和CO2等产物的过程。

在厌氧消化过程中，碳水化合物的复杂形式纤维素和淀粉在各类酶的作用下，逐步水解为葡萄糖，而后经EMP途径，首先转化为丙酮酸，然后丙酮酸作为受氢体，产生各种酸、醇和酮等；蛋白质则逐步水解为氨基酸，氨基酸可通过Strickland反应或加氢还原等途径脱氨，分解成氨和另一种不含氨的有机物；而脂肪首先被分解为脂肪酸、甘油和磷酸，然后脂肪酸在产氢产乙酸菌的作用下遵循β氧化机理分解，同时前两者分解的中间产物也被产氢产乙酸菌群利用而生成乙酸、氢和CO2。

产甲烷菌群有两类，一类是利用乙酸生成甲烷，另一类则是由氢CO2形成甲烷，在反应器正常情况下，两者分别占甲烷生成总量的70％和30％。

在产生甲烷过程的同时，还存在一个同型产乙酸的过程，即少数产乙酸菌能使用氢作为电子供体CO2等还原为乙酸，这可能是利用乙酸生成甲烷的量更大的原因之一。

近年来，人们在研究厌氧处理工艺时又提出通过工艺条件控制，把整个厌氧消化过程分成两步，即水解和酸化过程、产乙酸和甲烷过程分别在不同反应器中完成，以尽量提高整体系统的效率。

2.高浓度难降解有机污染物的危害2.1 急性中毒这类废水排入水体后，立刻会对人、动物及微生物造成明显的致毒作用，如由于农药厂、化工排放的废水含有毒性物质造成整个水域人畜中毒、鱼类及其水生动物死亡。

2.2 慢性中毒难降解有机污染物能使人产生慢性中毒，指生物体与浓度较低的某些毒性污染物长期接触，使体内此类有机物的浓度蓄积到某一阀值，才能显示出其毒性。

高浓度有机废水处理过程中的反应器设计与操作优化随着工业化的发展，有机废水排放成为环境污染的主要来源之一。

高浓度有机废水的处理是一个复杂而重要的工艺，需要合理设计反应器并进行操作优化，以确保高效、经济和环保的废水处理过程。

1. 反应器设计在高浓度有机废水处理中，选择合适的反应器对于废水的处理效果具有重要影响。

以下是几种常见的反应器设计：1.1 曝气式活性污泥法（A/O法）曝气式活性污泥法是一种广泛应用的处理方法。

在反应器中，通过曝气装置向污泥中注入氧气，并引入有机废水进行接触反应。

曝气过程中，氧气被微生物利用，使废水中的有机物得到氧化分解，达到去除的效果。

1.2 厌氧反应器对于一些难降解的有机废水，采用厌氧反应器进行预处理是一个有效的选择。

厌氧反应器中缺氧的环境有利于一些厌氧菌的繁殖，这些菌可以将废水中的有机物转化为甲烷等可再利用的产物。

1.3 活性炭吸附法活性炭吸附法是一种常见的废水处理技术。

通过将活性炭填充到反应器中，废水中的有机物可以被吸附到活性炭表面。

这种方法适用于处理难以降解的高浓度有机废水，但需要定期更换和再生活性炭。

2. 操作优化在反应器设计之外，操作优化也是高浓度有机废水处理的关键。

2.1 pH调节废水的pH值对反应器内微生物的活性和废水中有机物的降解速度有重要影响。

通过调节废水的pH值，可以提供适宜的环境条件，促进微生物的生长和废水的降解效果。

2.2 温度控制废水处理的温度也是一个需要关注的因素。

较高的温度可以加快废水中有机物的降解速度，但过高的温度可能会导致微生物受损。

因此，对于不同的废水成分，需要合理控制处理过程中的温度，以获得最佳的处理效果。

2.3 溶解氧供给氧气是废水处理过程中不可或缺的因素。

在废水处理反应器中，通过合理的曝气装置和操作手段，确保废水中的溶解氧含量足够，以提供充足的氧气供给微生物参与有机物的氧化分解反应。

2.4 混合与搅拌对于废水处理反应器中的废水与反应物混合均匀度要求较高的情况，需要合理设计混合与搅拌装置。

高浓度有机废水处理中的膜生物反应器设计与操作优化高浓度有机废水处理一直是环保领域面临的重要问题之一。

传统的有机废水处理方法在处理高浓度有机废水时效果不佳，而膜生物反应器因其在固液分离和有机物去除方面的优势成为了高浓度有机废水处理的热门技术之一。

本文将重点讨论膜生物反应器在高浓度有机废水处理中的设计与操作优化问题。

一、膜生物反应器设计膜生物反应器的设计是高浓度有机废水处理中的关键环节。

在设计过程中应充分考虑以下几点：1. 废水特性分析：通过对废水特性的分析，确定废水的COD（化学需氧量）、BOD（生化需氧量）以及污染物的种类和浓度等参数。

这将为后续的工艺选择和膜生物反应器的尺寸设计提供依据。

2. 膜材选择：根据废水的特性，选择合适的膜材。

常用的膜材有聚合酯膜、聚醚脂膜和聚酯聚亚胺膜等。

3. 反应器类型选择：常见的膜生物反应器类型包括MBR（膜生物反应器）和AnMBR（厌氧膜生物反应器）。

根据废水特性和处理要求选择适合的反应器类型。

4. 膜生物反应器尺寸设计：根据废水流量和COD等参数，确定膜生物反应器的尺寸。

应该注意，膜通量和污泥浓度对膜污染的影响。

二、膜生物反应器操作优化除了设计外，对膜生物反应器的操作进行优化也是保证高浓度有机废水处理效果的重要手段。

下面列举了几点优化建议：1. 气提供系统：提供合适的气体供应，保证废水中的氧气浓度，以促进污水中的有机物生物降解。

同时，气提供系统也需要考虑氧气传递效率，提高处理效果。

2. 系统通风：保证膜生物反应器内的通风良好，避免氧气不足导致反应器内厌氧环境的形成，保证好氧菌和厌氧菌的平衡。

3. 混合方式：合理的搅拌方式可以提高废水中各组分的混合和接触效果，促进生物降解过程。

通常采用机械搅拌、气液搅拌等方式。

4. 膜清洗与维护：定期清洗膜以去除附着在膜表面的污染物，减少膜阻力。

此外，定期检查和更换膜组件，确保系统正常运行。

5. 控制系统：对膜生物反应器进行自动化控制，通过数据监测和调整维持系统的稳定运行。

专利名称：一种处理高浓度有机废水的厌氧膜生物反应器专利类型：实用新型专利
发明人：程永伟,孙春波,张卫红
申请号：CN201720606699.5
申请日：20170527
公开号：CN207031183U
公开日：
20180223
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种处理高浓度有机废水的厌氧膜生物反应器，由厌氧反应系统、膜生物反应系统、污泥回流系统、沼气收集回用系统构成，其特征在于厌氧反应系统由厌氧罐构成，膜生物反应系统主体是厌氧膜生物反应池，内部设置膜生物反应器，膜生物反应器底部设置有曝气装置，污泥回流系统，是通过污泥回流泵，抽吸厌氧膜生物反应池底部混和物，回流到前部厌氧罐进水管，沼气收集回用系统,厌氧罐顶部设有有沼气收集管，收集的沼气进入沼气收集回用系统。

本实用新型有如下优点和积极效果：结构简单，使用方便，节省造价，降低施工难度，同时具有操作简便，出水水质好，稳定性强的特点。

申请人：昆明冶金高等专科学校
地址：650033 云南省昆明市五华区学府路388号
国籍：CN
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高浓度有机废水厌氧处理新技术西安通瑞环境工程技术有限公司是由留学德国、日本归国的化学博士与国内著名的生物工程技术专家以及多年从事环境工程服务的专业团队组成的,主要从事水和大气及固体垃圾等废弃物处理技术的研究开发和资源再生利用的综合性工程技术服务公司。

公司自行研制、开发的BIC有机废水厌氧处理技术和悬摆式微孔曝气好氧处理技术在环保市场上具有明显的优势，处于国内领先水平，在处理效果、运行费用和工程投资等方面均优于传统的处理技术。

厌氧技术的发展废水，尤其是高浓度有机废水的厌氧生物处理技术，由于相对好氧生物处理有着不可比拟的优势，一直是高浓度有机废水处理技术研究的热点。

废水的厌氧生物处理技术是生物处理技术的一种，要提高厌氧处理速率和效率，除了要给厌氧微生物提供一个良好的生长环境外，保持反应器内高的污泥浓度和良好的传质效果也是极其关键的。

厌氧技术的发展大致经历了三个阶段：①以厌氧接触池为代表的第一代厌氧反应器，污泥停留时间（SRT）和水力停留时间（HRT）大体相同，反应器内污泥浓度较低，处理效果差。

为了达到较好的处理效果，废水在反应器内通常要停留几天到几十天之久。

②以UASB为代表的第二代厌氧反应器，依靠颗粒污泥的形成和三相分离器的作用，使污泥在反应器内滞留，实现了SRT>HRT，从而一定幅度地提高了反应器内污泥浓度，但是反应器的传质过程并不理想。

要改善传质效果，最有效的方法就是提高表面水力负荷和表面产气负荷。

然而高负荷产生的剧烈搅动又会使反应器内污泥处于完全膨胀状态，污泥过量流失，不得不靠污泥的大量回流来增加生物量，使原本SRT>HRT 向SRT=HRT 方向转变，处理效果变差。

③作为第三代厌氧反应器的典型代表，我公司自行研究开发的BIC ，在第二代厌氧反应器基础上进行优化设计，吸收其优点，克服其缺点，形成了领先国内同行业，具有自己鲜明特色的厌氧处理反应器。

BIC 具有投资低、占地少、负荷高、耐冲击、运行费用低且运行稳定等优点。

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高浓度难降解有机工业废水生物处理技术关键生活污水和工业废水是我国水体的主要污染源,目前,生活污水处理技术已经趋于成熟,而工业废水处理还未得到根本解决,尤其是高浓度难降解有机工业废水的处理技术更不成熟。

我国印染、制药、化工、轻工、农药、煤化工等高浓度难降解有机工业废水CODCr排放量大,据20**年环境状况公报统计,年排放量超过100亿t,占水体受纳污染物总量的30%以上,且以2.2%的平均速度在递增。

由于这类废水处理难度大,投资和运行费高,并且有效和成熟的处理技术难以寻求,很多企业没有采取有效的处理措施,使大量未处理的难降解有机污染物进入水体环境后极大地影响了水生态环境,威胁人类安康。

鉴于此,国家环保部科技标准司不断地对行业废水排放标准开展重新制定及修订,排放标准越来越严格,高浓度难降解有机废水的处理也因此成为现阶段环境保护技术领域亟待解决的一个难题。

为了替企业排忧解难,并为技术设计和应用人员提供可行的技术手段,以下就高浓度难降解有机废水的特点及处理技术开展简要介绍。

1高浓度难降解有机废水水质特点及不易达标排放原因分析高浓度难降解有机废水涉及的行业很广,如印染、制药、化工、轻工、农药、煤化工等,产生的废水水质大都具有以下特点:(1)CODCr浓度高、BOD5浓度低。

许多行业产生的废水都具有高CODCr、低BOD5的特点,如农药生产过程中合成废水的CODCr可高达几万,甚至几十万mg/L,综合农药废水的CODCr也为几千mg/L到几万mg/L,BOD/COD为0.1~0.3;制药废水主要工段的平均出水CODCr为5000~60000mg/L,而BOD5仅为750~10800mg/L。

印染废水的CODCr高达2000~5000mg/L,而BOD5仅为800~1500mg/L。

高污染物浓度和低可生化性(BOD/COD)大大增加了处理难度,使废水不易达标排放。

(2)有毒性或难降解物质多。

废水中含有大量难生物降解且有生物毒性的物质。

厌氧膜生物反应器处理高浓度有机废水的研究目前厌氧膜生物处理技术被认为是处理高浓度有机废水的研究热点之一，它结合了厌氧生物处理与膜过滤系统，从而具有运营成本低、易于管理控制及剩余污泥产率少等优点。

但是，也面临着诸如盐度积聚，抑制物质和膜污染等挑战。

本文综述了厌氧膜生物反应器的基本原理和构造以及相关的影响因素，为高浓度有机废水的处理提供相关建议。

1 介绍近年来，高浓度有机废水的处理处置引起了人们广泛的关注，例如肠衣废水、猪粪废水、玉米乙醇生产废水、奶酪废水、屠宰场加工废水、肉类加工废水、棕榈油加工废水、羊毛洗涤废水和奶制品废水等。

此类废水中具有有机物浓度高、成分复杂、有毒有害等特点，如未经处理直接排入水体将使水体遭受污染，对人类健康和生态环境构成严重威胁。

因此，对于高浓度有机废水的处理是当今环境工程和环境科学领域研究的热点。

目前，国内高浓度有机废水的研究多集中在厌氧生物处理。

厌氧生物处理是厌氧微生物利用高浓度有机废水中的有机质作为自身营养物质，在适宜的条件下(如合适的温度、pH 等)，将其转化为沼气的过程。

此过程不仅可以去除污水中的污染物，还可实现能源再生。

传统厌氧生物处理具有投资省、运营成本低、易于管理控制及剩余污泥产率少等特点。

但是由于高浓度有机废水的复杂性，采用传统厌氧消化技术在其能源转化工程中遇到诸多问题，例如污泥上浮、污泥流失、VFAs 累积等，最终导致运行的失败。

AnMBR 是一种有机结合厌氧生物处理单元和膜分离技术的新型废水处理工艺，其不仅保留了厌氧技术的诸多优点，而且膜组件的引入可以将微生物完全截留，从而实现了 SRT 和 HRT 的有效分离。

也正因如此，厌氧膜生物反应器具备污泥浓度高、泥龄长、耐冲击负荷能力强等优点，其在高浓度和复杂有机废水处理方面展现出很好的应用前景。

虽然 AnMBR 有上述的许多优点，但是 AnMBR 在废水资源回收方面仍然面临着一些重大挑战，这些问题主要集中在温度，盐度积聚，抑制物质和膜污染。

科技成果——高浓度有机废水厌氧水解+厌氧消化+厌氧缺氧好氧生物处理与资源化集成技术适用范围中药类、发酵类、生物工程类和部分化学合成类制药工业及食品、酿造等行业的高浓度有机废水的处理技术原理新型高效厌氧反应器采用双塔式外循环系统有效控制污水与颗粒污泥的充分混合；两层分离设计保证水质水量波动大的情况下稳定运行，去除率较高，耐冲击负荷强；高效的三相分离器、布水装置有效减轻跑泥、颗粒污泥钙化问题；罐体采用全密封正压设计，无需外置贮气罐，无需安装任何生物过滤或其他装置。

该厌氧单元占地面积少，单位体积产气量高，产气均匀。

改良型好氧生物反应器在A2O工艺的基础上，强化了曝气效果，实施污泥预截留，采用大比例内回流等技术手段，节省能耗、提高处理效果。

曝气软管采用新型联接方式和布置方式，可实现自动反冲洗、防堵塞、排污及不停车更换，低通气量块状地毯式密集布置，氧的传递效率大于35%，布气均匀，以最小的供气量达到最大的充氧效率，满足微生物供氧需求，节省运行能耗；通过模块化设计，将快速澄清装置内置于曝气区，省去常规方法中的刮吸泥机或推流设备及污泥和混合液的动力回流系统；采用新型气提泵内回流稀释技术，以空气为动力源，采用低耗能的新型气提泵，替代传统机械泵回流的方式，实现更高比例的泥水混合液回流。

工艺流程废水经过格栅，除去废水中大量的悬浮物和漂浮物后，进入预酸化调节池，通过机械搅拌将不同工段、不同时期的废水进行调节，利用兼氧、厌氧菌的水解酸化作用降解部分有机物，提高废水的可生化性。

调节池出水自流或泵入中间水池，与部分厌氧出水混合后提升至均质调配罐（NT罐），可回收部分碱度，并维持厌氧塔上升流速。

中间水池混合水样与厌氧塔上清液、微量元素溶液、颗粒污泥促进剂及外加酸碱在NT罐充分混合。

NT罐混合水样提升至厌氧塔中，废水与颗粒污泥充分接触，经过水解、酸化、产酸、产甲烷过程，大部分有机物被降解生成CH4和CO2等物质，厌氧产生的沼气通过水封收集后经管道进入NT罐储存，有利于促进罐内液体混合，并维持系统正压。