[科普中國(guó)]-厭氧生物濾池

厭氧生物濾池內(nèi)部填充固體填料，如爐渣、瓷環(huán)、塑料等，厭氧微生物部分附著生長(zhǎng)在填料上，形成厭氧生物膜，另一部分在填料空隙間處于懸浮狀態(tài)。有機(jī)污水在流動(dòng)過(guò)程中與生長(zhǎng)有厭氧細(xì)菌的填料接觸，可以獲得在較短水力停留時(shí)間條件下較長(zhǎng)的污泥齡，平均泥齡可以長(zhǎng)達(dá)100d以上。1

簡(jiǎn)介厭氧生物濾池內(nèi)部填充固體填料，如爐渣、瓷環(huán)、塑料等，厭氧微生物部分附著生長(zhǎng)在填料上，形成厭氧生物膜，另一部分在填料空隙間處于懸浮狀態(tài)。厭氧濾池的優(yōu)點(diǎn)是：生物固體濃度高，可以承擔(dān)較高的有機(jī)負(fù)荷；生物固體停留時(shí)間長(zhǎng)，抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)；啟動(dòng)時(shí)間短，停止運(yùn)行后再啟動(dòng)比較容易；不需污泥回流；運(yùn)行管理方便。厭氧生物濾池的缺點(diǎn)是在污水懸浮物較多時(shí)容易發(fā)生堵塞和短路。厭氧生物濾池可采用中溫（30~35℃）、高溫（50~55℃）或常溫（8~30℃）運(yùn)行，適用于溶解性有機(jī)物較高的廢水，適用COD濃度范圍為1000~20000mg/L。為了避免堵塞，可回流部分處理水以對(duì)進(jìn)水進(jìn)行稀釋和加大水力表面負(fù)荷。厭氧生物濾池按水流的方向可分為升流式厭氧濾池和降流式厭氧濾池。廢水向上流動(dòng)通過(guò)反應(yīng)器的為升流式厭氧濾池，反之為降流式厭氧濾池。如果將升流式厭氧生物濾池的填料床改成兩層，下半部不用填料使成為懸浮污泥層，上半部仍用填料床，成為復(fù)合式厭氧生物濾池，則可有效避免堵塞并提高處理效率。降流式厭氧生物濾池由于水流下向流動(dòng)、沼氣上升以及填料空隙間懸浮污泥的存在，混合情況良好，屬于完全混合工藝；而升流式則屬于推流式工藝。1

構(gòu)造厭氧生物濾池主要包括布水系統(tǒng)、填料（反應(yīng)區(qū)）、沼氣收集系統(tǒng)、出水管。此外，有的還具有回流系統(tǒng)。填料是厭氧生物濾池的主體，主要作用是提供微生物附著生長(zhǎng)的表面及懸浮生長(zhǎng)的空間。理想的填料應(yīng)具備下列特性：1

（1）比表面積大，以利于增加厭氧微生物濾池中生物固體的總量；

（2）空隙率高，以截流并保持大量懸浮生長(zhǎng)的微生物，并防止厭氧生物濾池被堵塞；

（3）表面粗糙，利于生物膜附著生長(zhǎng)；

（4）具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，不易破損或流失；

（5）化學(xué)和生物學(xué)穩(wěn)定性好，不易受廢水中化學(xué)物質(zhì)和微生物的侵蝕，也無(wú)有害物質(zhì)溶出，使用壽命較長(zhǎng)；

（6）質(zhì)輕，使厭氧生物濾池的結(jié)構(gòu)荷載較?。?/p>

（7）價(jià)廉易得，以降低厭氧生物濾池的基建投資。

工藝設(shè)計(jì)（1）設(shè)計(jì)內(nèi)容

厭氧生物濾池的設(shè)計(jì)包括濾床容積、回流比、橫截面積與高度等的設(shè)計(jì)計(jì)算。

（2）設(shè)計(jì)參數(shù)

1）容積負(fù)荷：容積負(fù)荷與消化溫度有關(guān)，見(jiàn)下圖1。

2）水力停留時(shí)間（HRT）：以24~48h為宜。

3）污泥負(fù)荷：一般為0.23~3.6kgCOD/(kgVSS·d)。

此外，填料層高度一般為2~5m（當(dāng)采用升流式混合型厭氧反應(yīng)器時(shí)，填料層高度宜為濾池高度2/3）；相鄰進(jìn)水孔口距離1~2m（不得大于2m）；污泥排放口間距3m。

（3）設(shè)計(jì)步驟

1）濾床有效容積的設(shè)計(jì)計(jì)算

計(jì)算濾床有效容積有兩種方法：

a.動(dòng)力學(xué)計(jì)算法：此法更適用于升流式厭氧生物濾池。

在厭氧生物濾池中，有機(jī)物的降解與生物膜的增長(zhǎng)速率屬于一級(jí)反應(yīng)，根據(jù)推流式一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)有如下方程：

式中 t—反應(yīng)時(shí)間；

S—濾床內(nèi)任一時(shí)間溶解性COD濃度；

k—反應(yīng)速度常數(shù)，d，其值可由動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)確定，即用已知濃度S0的廢水，在一定溫度下（如30~35℃）消化處理，得出不同時(shí)間間隔的剩余濃度S，在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上作關(guān)系直線(xiàn)，斜率即為k值。因積分式整理后可得：1

式中 S0—原廢水總COD濃度，mg/L；

Se—處理水總COD濃度，mg/L。

濾床有效容積：1

式中 V—濾床有效容積，m3；

Q—廢水設(shè)計(jì)流量，m3/d。

b.容積負(fù)荷法

式中 Lv—容積負(fù)荷，kgCOD/(m3·d)。

2）回流比

為了稀釋進(jìn)水濃度，有時(shí)需要回流，回流比（Qr為回流水量），與濾池高度/直徑（或邊長(zhǎng)）比有關(guān)。為了節(jié)省電耗以及避免懸浮厭氧污泥被沖走，回流比不宜太大。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

鄭國(guó)忠 - 副教授 - 華北電力大學(xué)