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上流式厌氧污泥床反应器法
上流式厌氧污泥床反应器(Upflow Anaerobic Sludge Blanker)，简称UASB反应器，是由荷兰Wageningen农业大学的教授Lettinga等人于1972-1978年间开发研制而成。UASB在国外备受重视，成为近年来国外发展快的一种厌氧处理技术，国内从80年代初开始UASB反应器的研究。
上流式厌氧污泥床反应器法需注意以下两点：
UASB反应器构造；②工艺特点。
UASB反应器构造如图6-6所示，废水自下而上地通过厌氧污泥床反应器。在反应器的底部有一个高浓度(污泥浓度可达60～80g/L)、高活性的污泥层，大部分的有机物在这里被转化为CH4和CO2。由于产生的气体的搅动和污泥黏附气体的结果，在污泥层的上部可形成一个污泥悬浮层。反应器的上部为澄清区，设有三相分离器，完成气、液、固相的分离。被分离的沼气从上部导出，被分离的污泥，则自动落到下部反应区。由于在反应器内停留了高浓度的厌氧污泥，使反应器的有机负荷有了很大提高。对于一般的高浓度有机废水，当水温在30℃左右时，负荷可达10～20kgBOD/(m3·d)。
②UASB是一种有发展前途的厌氧处理设备。与厌氧接触法、厌氧生物滤池等相比，UASB具有运行费用低、投资省、效果好、耐冲击负荷、适应pH和温度变化、结构简单及便于操作等优点，应用日益广泛。UASB反应器的特色主要体现在反应器内颗粒污泥的形成，使反应器内的污泥浓度大幅提高，水力停留时间因此大大缩短，加上UASB内设三相分离器而省去了沉淀池，又不需搅拌设备和填料，从而使结构也趋于简单。UASB可处理几乎所有以有机为主的废水，例如种类发酵工业、淀粉加工、制糖、罐头、饲料、牛奶与乳制品、蔬菜加工、豆制品、肉类加工、皮革、造纸、制药及石油精炼及石油化工等各种来源的有机废水。
如何进行活性污泥的培养与驯化?
活性污泥是通过一定的方法培养和驯化出来的。培养的目的是使微生物增殖，达到一定的污泥浓度；驯化则是对混合微生物群进行选择和诱导，使具有降解污水中污染物活性的微生物成为优势。
(1)菌种和培养液的选择 除了采用纯菌种外，活性污泥菌种大多取自粪便污水、生活污水和性质相近的工业污水处理厂二沉池剩余污泥。培养液一般是由上述菌液和一定诱导比例的营养物，如尿素或磷酸盐等组成。通常情况下，可直接使用待处理的废水，若待处理的废水浓度较高或生化性较差，可先用生活污水稀释、调配，然后增加待处理废水的比例，直至完全使用待处理废水。
(2)培养与驯化方法培养与驯化方法有：异步法和同步法。异步法主要适用于工业污水，程序是：将经过粗滤的浓粪便水投入曝气池，用生活污水(或河水)稀释成BOD约300～500mg／L，加培养液，连续曝气1～2d，池内出现絮状物后，停止曝气，静置沉淀1～1．5h，排除上清液(约池容的50％～70％)，再加粪便水和稀释水，重新曝气，待污泥数量增加一定浓度后(约1～2周)，开始进工业污水(10％～20％)，当处理效果稳定(BOD去除率达80％～90~／／oo)和污泥性能良好时，再增加工业污水的比例，ÿ次宜增加10％～20％，直至满负荷。同步法适用于处理城市污水和以生活污水为主的工业废水，即曝气池全部进污水，连续曝气，二沉池不排泥，全部回流。活性污泥培养成熟的标志是它具有良好的凝聚、沉淀性能，污水中含有大量的菌胶团和纤ë类原生动物。在培养与驯化期间，应保证良好的微生物生长繁殖条件，如温度(15~35~C)、DO(0．5～3．0mg／L)、pH值(6．5～7．5)、营养比等。活性污泥的培养周期决定于待处理水质及培养条件。为了缩短培养和驯化的时间，也可以把培养、驯化这两个阶段合并起来进行。可以在活性污泥培养的过程中，不断地加入待处理的工业废水，使活性污泥在增长过程中，逐渐适应处理工业废水的能力。这样做的缺点是，如果在培养、驯化的过程中发生问题，那ô，究竟是培养的问题，还是驯化的问题，就不容易确定。有时还可从工业废水的排放口处，捞取含有大量微生物的污泥，这些微生物已经经过工业废水的长期驯化，对工业废水具备了良好的适应能力和降解能力，其投入曝气池可以加快特定微生物的培养速度，提高驯化效果。
厌氧生物滤池法
厌氧生物滤池注意以下两点：
厌氧生物滤池的构造；②工艺特点。
厌氧生物滤池的构造类似于一般的好氧生物滤池，池内放置填料，但池顶密封，废水从池底进入，而从池顶排出。填料浸没在水中，微生物附着生长在填料上，滤池中的微生物量较高，因此可达到较高的处理效果。滤料可采用拳状滤料，如碎石、卵石等，也可使用塑料填料。塑料填料具有较高的空隙率，重量也较轻，但价格较贵。一般滤料粒径在40mm左右。
②厌氧生物滤池的主要优点是：处理能力较高，出水SS较低，操作方便，设备简单，滤池内可以保持很高的微生物浓度而不需要搅拌设备，不需要另设泥水分离设备。它的主要缺点是：滤料费用较贵，滤料容易堵塞，尤其是在滤池下部生物膜浓度很大，容易堵塞；滤池的清洗也还没有简单有效的方法。因此，它主要适用于含悬浮物很低的溶解性有机物污染的废水。
氧化沟工艺中导流和混合辅助装置的结构和作用?
为了保持氧化沟内具有污泥不沉积的流速，减少能量损失，需设置导流墙和导流板。一般在氧化沟转折处设置导流墙，使水流平稳转弯并维持一定流速。由于氧化沟中分隔内侧沟的弧度半径变化较快，其阻力系数也较高，为了平衡各分隔弯道间的流量，导流墙可在弯道内偏置，以使较多的水流向内汇集，避免弯道出口靠中心隔墙一侧流速过低，造成回水，引起污泥下沉。距转刷之后的一定距离内的水面以下设置导流板，使水流在横断面内分布均匀，增加水下流速。通常在曝气转刷上、下游设置导流板，目的是使表面较高流速转入池底，提高氧传递速率。上游导流板高0．6m，垂直安装于曝气转刷上游2～5m处。下游的导流板通常设置于吸气转刷下游2～2．6m处，与水平呈60。角倾斜放置，顶部在水面下150mm。其目的是使刚刚经过充氧，并受到曝气转刷推动的表面高速水流转向下部，改善溶解氧浓度和流速在垂直方向上的分布，促进中、上层水流和下层水流的垂直混合，从而降低沟内表面和底部的流速差。为了保持沟内的流速还可以根据需要设置水下推进器。
厌氧生物法与好氧生物法相比具有以下不足之处：
(a)启动和处理的时间长。厌氧微生物增长缓慢，厌氧设备启动和处理的时间比好氧设备长。
(b)出水难以直接达标排放。厌氧处理后的出水往往难以达到排放标准，需经进一步处理，故一般在厌氧处理后串联好氧处理。
(c)操作控制复杂。厌氧生物法对环境条件的要求比好氧法严格，因而操作控制因素较为复杂。
(四)厌氧生物处理的分类
随着厌氧处理在高浓度有机废水处理方面的广泛应用，厌氧处理的工艺由普通消化法逐渐演变发展为厌氧接触法、厌氧生物滤池法、上升式厌氧污泥反应器法(UASB)、厌氧流化床法、分段厌氧消化法、水解(酸化)法等。
简述推流式曝气池的结构和运行操作方法。
推流式曝气池为长方廊道形池子，常采用鼓风曝气。根据符合供气量要求的情况下，曝气装置可采用单侧安装的方式，这样布置可使水流在池中呈螺旋状前进，增加气泡和水的接触时间。为了帮助水流旋转，池侧面两池壁的上部和与池底交汇处，设成倒角形式，外凸呈斜面。为了节约空气管道，相邻廊道的扩散装置常沿公共隔墙布置。
曝气池的数目随污水厂大、小和流量而定，在结构上可以分成若干单元，ÿ个单元包括几个池子，ÿ个池子常由一至四个折流的廊道组成。用单数廊道耐，入口和出口在池子的两端；采用双数廊道时，人口和出口在池子的同一端。曝气池的选用取决于污水厂的总平面布置和运行方式。
曝气池长可达100m。为了防止短流，廊道长度和宽度之比应大于5，甚至大于10。为了使水流更好地旋转前进，宽深比常在1·5～2之间。池深常在3～5m，池深与造价和动力费有密切关系，池子深一些，氧的转移效率就高一些，可以降低空气量，但压缩空气的压力将提高；反之空气压力降低，氧转移效率也降低。 曝气池进水口一般淹û在水面以下，以免污水进入曝气池后沿水面扩散，造成短流，影响处理效果。曝气池出水设备可用溢流堰或出水孔。
有时可在曝气池半深处和距池底1／3深处以及池底处设置放水管。前两者用于间歇运行(培养活性污泥)时；后者用于池子清洗放空时。
厌氧生物处理的特点
废水的厌氧生物处理主要适用 于城市污水处理厂的污泥、有机废料以及高浓度有机废水的处理，也可用于处理中，低浓度的有机废水。
厌氧生物法与好氧生物法相比具有以下优点：
应用范围广；②能耗低；③负荷高；④剩余污泥量少；⑤氮、磷营养需要量较少；⑥杀菌效果好。
好氧生物法仅适合于中、低浓度的有机废水，另外不适用于难降解的有机废水；厌氧生物法适合于高、中、低浓度的有机废水，并且某些难降解的有机废水采用厌氧生物法是可降解的。
②好氧生物法需要充氧，这样消耗一定的能源；厌氧生物法不需要充氧，而且产生的沼气可作为能源。一般厌氧生物法的动力消耗约为好氧生物法的1/10.
③通常好氧生物法的有机容积负荷为2～4kgBOD/(m3·d)，厌氧生物法的有机容积负荷为2～10kgBOD/(m3·d)。
④通常好氧生物法每去除1kgCOD将产生0.4～0.6kg污泥量，而厌氧生物法去除1kgCOD只产生0.02～0.1kg污泥量，且污泥的浓缩性的脱水性较好。
⑤好氧生物法一般要求BOD：N：P=100：5：1，而厌氧生物法要求BOD：N：P=200：5：1。
⑥采用厌氧生物法处理废水有一定的杀菌作用，可以杀死废水中的寄生虫和病毒等。
反应阶段 当污水注入到达预定容积后，进行曝气或搅拌，以达到反应目的(去除BOD5、硝化、脱氮除磷)。例如为达到脱氮的目的，通过好氧反应曝气)进行氧化、硝化，然后通过厌氧反应(搅拌)而脱氮。为保证沉淀阶段的效果，在反应阶段后期，进入沉淀阶段之前需进行短暂的微量曝气，去除附着在污泥上的氮气。
沉淀阶段 本阶段相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池。停止曝气和搅拌，活性污泥颗粒进行重力沉淀和上清液分离。传统活性污泥法的二沉池是各种流向的沉降分离，而SBR的沉淀阶段是静置沉淀，而且有更高的沉淀效率。
滗水阶段排出活性污泥沉淀后的上清液，作为处理后的出水，一直排放到低水λ。反应池底部沉降的活性污泥大部分作
为下个处理周期的回流污泥使用。此阶段还可进行剩余污泥的排放。另外反应池中还剩下一部分处理水，可起循环水和稀释水的作用。
静置阶段 沉淀之后到下个周期开始的期间称为静置阶段。根据需要可进行搅拌或者曝气。在厌氧条件下采用搅拌不仅能节省能量，同时对保持污泥的活性也是有利的。在以脱磷为目的的装置中，剩余污泥的排放一般是在静置阶段之初和沉淀阶段的后进行。
厌氧微生物处理影响因素
厌氧处理系统比较复杂，要使其更好运行，首先要注意控制厌氧处理效率的一些基本因素。
控制厌氧处理效率的基本因素包括：
①温度；②pH；③有毒物质；④营养物质的配比；⑤搅拌。
①温度
温度是控制厌氧消化的主要因素。温度适宜时，细菌发育正常，有机物分解完全，产气量高。细菌对温度的适应性可分为低温、中温和高温三个区：低温消化10℃～30℃；中温消化30℃～35℃；高温消化50℃～56℃。在0℃～56℃的范围内，甲烷细菌并没有特定的温度限制，然而在一定温度范围被驯化以后，温度的变化就会妨碍甲烷细菌的活动，尤其是高温消化对温度的变化更为敏感。因此在消化过程中要保持一个相对稳定的消化温度。温度对消化的影响见图6-3，可见各种甲烷菌适宜的温度区域是不一致的。
②pH
甲烷细菌生长适宜的pH范围约在6.8～7.2之间，如pH低于6或高于8，生长繁殖将大受影响。产酸细菌对酸碱度不及甲烷细菌敏感，其适宜的pH在4.5～8之间，其pH范围较广。所以在用厌氧法处理污泥或废水的应用中，由于 有机物的酸性发酵和碱性发酵在同一构筑物内进行，帮为了维持产生的酸和形成的甲烷之间的平衡，避免产生过多的酸，应维持处理构筑物内的pH在6.5～7.5(好在6.8～7.2)的范围内。在实际运行中，挥发酸的控制在高pH更为重要，因当酸量积至足以降低pH时，厌氧处理的效果已显著下降。在正常运行的消化池中挥发酸(以醋酸计)一般在200～800mg/L之间，如超出2000mg/L，产气率将迅速下降，甚至停止产气。挥发酸本身不毒害甲烷菌，但pH的下降会抑制甲烷菌的生长。如pH低，可加石灰或碳酸钠，一般加石灰，但不应加得太多，以免产生CaCO3沉淀。
序批式活性污泥法又称间歇式活性污泥法，简称SBR(sequencing batch reacter)法，是连续式活性污泥法的一种改型，它的反应机制以及污染物质的去除机制和传统活性污泥法基本相同，仅运行操作不一样。SBR的操作模式由进水、反应、沉淀、滗水和静置等5个基本过程组成(见图3—1)。从污水流人开始到静置时问结束为一个周期。在一个周期内一切过程都在一个设有曝气或搅拌装置的反应池内依次进行，这种操作周期周而复始反复进行，以达到不断进行污水处理的目的。因此不需要传统活性污泥法中必需设置的沉淀池、回流污泥泵等装置。传统活性污泥法是在空间上设置不同设施进行固定的连续操作，而SBR是在单一的反应池内，在不同时问阶段进行各种目的不同操作。
