厭氧生物濾池

厭氧生物濾池內部填充固體填料，如爐渣、瓷環、塑料等，厭氧微生物部分附着生長在填料上，形成厭氧生物膜，另一部分在填料空隙間處於懸浮狀態。厭氧濾池的優點是：生物固體濃度高，可以承擔較高的有機負荷；生物固體停留時間長，抗衝擊負荷能力較強；啓動時間短，停止運行後再啓動比較容易；不需污泥迴流；運行管理方便。厭氧生物濾池的缺點是在污水懸浮物較多時容易發生堵塞和短路。厭氧生物濾池可採用中温（30~35℃）、高温（50~55℃）或常温（8~30℃）運行，適用於溶解性有機物較高的廢水，適用COD濃度範圍為1000~20000mg/L。為了避免堵塞，可迴流部分處理水以對進水進行稀釋和加大水力表面負荷。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。廢水向上流動通過反應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牀改成兩層，下半部不用填料使成為懸浮污泥層，上半部仍用填料牀，成為複合式厭氧生物濾池，則可有效避免堵塞並提高處理效率。降流式厭氧生物濾池由於水流下向流動、沼氣上升以及填料空隙間懸浮污泥的存在，混合情況良好，屬於完全混合工藝；而升流式則屬於推流式工藝。 ^[1] 

厭氧生物濾池主要包括布水系統、填料（反應區）、沼氣收集系統、出水管。此外，有的還具有迴流系統。填料是厭氧生物濾池的主體，主要作用是提供微生物附着生長的表面及懸浮生長的空間。理想的填料應具備下列特性： ^[1] 

（1）比表面積大，以利於增加厭氧微生物濾池中生物固體的總量；

（2）空隙率高，以截流並保持大量懸浮生長的微生物，並防止厭氧生物濾池被堵塞；

（3）表面粗糙，利於生物膜附着生長；

（4）具有足夠的機械強度，不易破損或流失；

（5）化學和生物學穩定性好，不易受廢水中化學物質和微生物的侵蝕，也無有害物質溶出，使用壽命較長；

（6）質輕，使厭氧生物濾池的結構荷載較小；

（7）價廉易得，以降低厭氧生物濾池的基建投資。

（1）設計內容

厭氧生物濾池的設計包括濾牀容積、迴流比、橫截面積與高度等的設計計算。

（2）設計參數

1）容積負荷：容積負荷與消化温度有關，見下圖1所示 。

2）水力停留時間（HRT）：以24~48h為宜。

3）污泥負荷：一般為0.23~3.6kgCOD/(kgVSS·d)。

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

（3）設計步驟

1）濾牀有效容積的設計計算

計算濾牀有效容積有兩種方法：

a.動力學計算法：此法更適用於升流式厭氧生物濾池。

在厭氧生物濾池中，有機物的降解與生物膜的增長速率屬於一級反應，根據推流式一級反應動力學有如下方程：

式中 t—反應時間；

S—濾牀內任一時間溶解性COD濃度；

k—反應速度常數，d，其值可由動力學試驗確定，即用已知濃度S₀的廢水，在一定温度下（如30~35℃）消化處理，得出不同時間間隔的剩餘濃度S，在半對數座標紙上作關係直線，斜率即為k值。因積分式整理後可得： ^[1] 

式中 S₀—原廢水總COD濃度，mg/L；

S_e—處理水總COD濃度，mg/L。

濾牀有效容積： ^[1] 

式中 V—濾牀有效容積，m³；

Q—廢水設計流量，m³/d。

b.容積負荷法

式中 L_v—容積負荷，kgCOD/(m³·d)。

2）迴流比

為了稀釋進水濃度，有時需要回流，迴流比

（Q_r為迴流水量），與濾池高度/直徑（或邊長）比有關。為了節省電耗以及避免懸浮厭氧污泥被沖走，迴流比不宜太大。 ^[1]