两种代表性的厌氧生物处理工艺

与好氧生物处理一样，厌氧生物处理也可区分为厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法两类。上流式厌氧污泥床工艺和厌氧滤池工艺分别是它们的典型代表。

（一）上流式厌氧污泥床工艺

上流式厌氧污泥床工艺是由荷兰莱丁格（G.Lettinga）于1974—1978年首创的高效厌氧生物处理工艺。目前，已在许多国家的废水生物处理中得到实际应用。现规模最大的装置容积高达几千甚至上万立方米。

1.上流式厌氧污泥床工艺的基本流程

上流式厌氧污泥床工艺的基本流程如图11-6所示。废水先进入初沉池中，沉降除去砂和大部分悬浮固体。经初沉池预处理的废水引入厌氧污泥床反应器，并通过其中厌氧颗粒活性污泥的作用，降解转化为沼气。然后再经上部三相分离器的作用，使气、液、固三相分离。气体接入贮气柜，上清液排至二沉池，经沉淀处理后排出处理系统。污泥回流至反应器内，重新使用。

2.上流式厌氧污泥床反应器的结构和性能

图11-6 厌氧污泥床工艺的基本流程

小型上流式厌氧污泥床反应器的关键结构是装置上部的三相分离器。三相分离器的工作原理是：让附有气泡而上升的颗粒污泥重新返回装置中。其工作过程如图11-7所示。反应器中含有沼气、活性污泥及废水的混合液上流至三相分离器时，通过与分离器外部结构的撞击，部分附着至颗粒污泥上的气泡可被分离，未被分离的混合液则继续流进三相分离器。在分离器内，来自各个方向的混合液因相互撞击至液-气界面时，颗粒上残留的沼气因膨胀而释放。此时，污泥大部分返回反应器，仅小部分随水流进沉淀室，由于该部位水流平缓，这些污泥也会在重力作用下沉淀而与出水分离，最后经浓缩回到反应器中。通过三相分离器的有效分离，厌氧污泥床反应器底部可出现一个浓度高于80g／L的污泥层，其上部的悬浮污泥层浓度也可高达20～40g／L。这样就为厌氧污泥床工艺的高效运行奠定了基础。

图11-7 三相分离器的结构和工作原理

厌氧污泥床底部的高浓度污泥层，具有很强的吸附能力。当废水从反应器底部进入污泥床且与其混合后，废水中的有机物可迅速被厌氧颗粒污泥吸附。尔后摄入微生物体内，经各种细菌生理群的协同代谢，最终转化为沼气。沼气以微小气泡的形式不断上逸，并在此过程中相互合并，逐渐形成较大的气泡，最后经集气室而引出反应器。废水得到净化。

（二）厌氧生物滤池工艺

厌氧生物滤池工艺是世界上最早使用的废水生物处理方法之一。

1.厌氧生物滤池工艺的基本流程

厌氧生物滤池工艺的基本流程如图11-8所示。由于厌氧滤池内充有填料，对废水中的悬浮物反应敏感，因此在废水进入滤池前，应通过初沉池将其大部分沉淀去除。废水流入厌氧生物滤池后，逐层上流，并被附着在滤料表面的厌氧生物膜降解转化为沼气，使废水得以净化。滤池出水中会夹带一些生物膜，为保证出水质量，应通过二沉池分离去除。

2.厌氧生物滤池的结构和性能

厌氧滤池常设计成圆柱形。下部设有布水器，使进水均匀地分布在整个滤池截面。上部设有集气室，有机物转化产生的沼气可在此收集。中间大部分空间充以填料。填料的种类很多，碎石、煤渣、塑料制品均可采用。所应用的填料应有较大的比表面积，以便为厌氧微生物提供较大的附着生长场所。

在厌氧生物滤池中，关键结构是填料。为了使厌氧生物滤池取得运行的高效，填料表面必须生长起足够数量的生物膜。填料还有机械截留作用，可将游离于发酵液中的微生物持留在填料缝隙中，以增加整个厌氧生物滤池中的微生物总量。填料的有效作用，可使滤池获得很高的污泥浓度，从而保证其高效运行。

图11-8 厌氧生物滤池工艺的基本流程

3.厌氧生物滤池对有机污染物的去除过程与效率

附着在厌氧滤池料上的生物膜，具有很强的吸附和代谢能力。当废水经布水器均匀地分布在整个滤池断面，并由下向上流动时，一部分被滤料四周的厌氧生物膜吸附成为附着水层，另一部分则可在附着水层表面流过。生物膜中的厌氧微生物能够协同代谢，优先将附着水层中的有机物降解、转化成甲烷、二氧化碳、水等。经过传递，这些产物可以离开附着水层。在此情况下，附着水层内的有机物浓度迅速下降。当流动水经过附着水层表面时，由于彼此间存在浓度差，流动水中的有机物就可扩散传递给附着水层，并由此维持废水净化过程的不断进行。