2019年5月31日
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Anaerobic过滤器

Anaerobic过滤器

作者/编译
瑞士联邦水生科学与技术研究所
Dorothee Spuhler(Seecon International GmbH)

执行摘要

厌氧过滤器是固定床生物反应器,其含有一个或多个串联过滤室。由于废水流过过滤器,颗粒被捕获,有机物质通过连接到过滤材料表面的活性生物质而降解。厌氧过滤器广泛用作家庭黑色或灰水系统中的二级处理,与化粪池或厌氧挡板反应器相比改善固体去除。由于Anaerobic过滤器通过厌氧消化工作,因此它们可以设计为厌氧消化器以恢复生产的沼气。

优点
耐用有机和液压冲击载荷
不需要电能
低运营成本
使用寿命长
高减少BOD和固体
低污泥生产;污泥是稳定的
养分减少少,因此流出物适于在农业中重复利用
适度地区要求(可以建造地下)
缺点
管道水需要将废物带到治疗单位
需要专业的设计和施工
降低病原体和营养素
污水和污泥需要进一步处理和/或适当排放
堵塞的风险,取决于预先和主要治疗
清除和清洗堵塞的过滤介质很麻烦
只适用于地下水位低及不易发生水浸的地区的低密度住宅
长期启动时间
出去

黑水公司屋内Brownwater,(粪便污泥

采购产品肥料水,沼气,堆肥/生物固体

介绍

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厌氧过滤器用作家庭灰水或黑水处理系统中的次要处理步骤。它们也与其他处理单元一起使用,在所谓的分散废水处理系统(Dewats)(例如,用于可生物降解的工业废水)。

厌氧过滤器是一种附着生物膜系统(固定床或固定膜反应器,另见固定薄膜活性污泥),旨在去除不可沉降和溶解的固体(MOREL & DIENER 2006)。作为化粪池Anaerobic被困扰的反应堆,厌氧过滤器基于物理治疗(沉降)和生物处理的组合(参见厌氧消化).它包括一个水密水箱,里面有几层淹没的介质,为细菌沉淀提供了表面积。当废水通过过滤器时通常是自下而上(向上流动),它会与过滤器上的生物量接触,并受到厌氧降解(MOREL & DIENER 2006)。

厌氧过滤器的示意图。气体通过右上角的通气开口抽空。来源:Tilley等。(2014)"data-entity-type=
厌氧过滤器的示意图。气体通过右上角的通气开口抽空。来源:Tilley等。(2014)

厌氧过滤器用于处理悬浮固体百分比低、COD/BOD比例窄的废水。适用于生活废水和所有工业废水,悬浮物含量较低。预处理在定居者化粪池可能需要在允许进入过滤器之前消除更大尺寸的固体(SASSE 1998)。在BOD浓度> 1,000mg / L(Sasse 1998)的情况下,可以考虑回收沼气。

使用该技术,悬浮固体和BOD的去除率可高达90%,但通常在50%到80%之间。去除是有限的,通常不超过总氮(TN)的15%。总大角色减少为1到2对数单位(MOREL & DIENER 2006)。与储罐容积相比,水力停留时间(HRT)对于预沉淀黑水(SASSE 1998)应在1.5 - 2天范围内,对于灰水(MOREL & DIENER 2006)应在0.7 - 1.5天范围内。对于生活废水,构造的厌氧过滤体积(空隙和过滤质量)估计为0.5 m3 /人均,对于较小的单位,它可能达到1 m3 /人均(SASSE 1998)。

治疗过程

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厌氧过滤器的结构类似于化粪池但通常有几个腔室和额外的烘烤箱,以确保溢出。因此,还处理不沉降和溶解的固体,因为它们与固定在过滤材料上的活性细菌质量密切接触。细菌倾向于将自己固定在反应堆壁上和过滤材料(例如砾石,岩石,煤渣或特殊形成的塑料件)上,并且在短暂的保留时间内厌氧地消化分散或溶解的有机物质。细菌生长的表面越大,消化越快。良好的过滤材料提供90至300米2每米表面积3.占用反应堆体积(Sasse 1998;莫雷尔2006)。粗糙表面至少在起始阶段提供更大的区域。后来,在过滤器质量上生长的生物膜迅速关闭较小的林和孔(Sasse 1998)。消化过程本身类似于所发生的ABRS.,但在abr中,固体和细菌的接触是通过将废水直接排放到底部的生物质中,后者沉淀在污泥中。

设计注意事项

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初级处理是必不可少的,以除去可能堵塞过滤器的固体和垃圾。大部分可沉降的固体在厌氧过滤器前方的沉降室中除去。小型独立单元通常具有一体化沉降隔室,但原发性沉降也可以在单独的情况下进行定居者或另一种先前的技术(例如,现有的化粪池).没有沉降室的设计对于将厌氧过滤器与其他技术结合在一起的(半)集中处理工厂特别有意义,例如厌氧困惑反应堆ABR.).

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三个设定室,然后是五个厌氧过滤器单元。资料来源:SANIMAS(2005)

厌氧过滤器通常以溢出模式运行,因为固定生物质将被冲出的风险较小(Sasse 1998)。在下流系统中,为目的冲洗过滤器清洁更容易。上流和下流室的组合也是可能的(Sasse。1998)。厌氧与好氧滴滤器外观相似的填石床上涌滤器,如今已作为分散的现场污水收集和处理系统推广和商业化;构造和操作简单(ROSE 1997)。水位应至少覆盖过滤介质0.3米,以保证均匀的流动状态(MOREL & DIENER 2006)。水力停留时间(HRT)是影响过滤器性能的最重要的设计参数。建议激素替代治疗持续12 ~ 36小时。

理想的过滤器应该有足够大的表面积供细菌生长,毛孔足够大以防止堵塞。表面积保证了有机物和附着的生物量之间增加的接触,从而有效地降解它。理想情况下,材料应提供90至300米2每米表面积3.已占用反应堆体积(SASSE 1998;龙葵2006)。典型的过滤材料直径从12毫米到55毫米不等,从底部到顶部逐渐减小。通常使用的材料包括砾石、碎石或砖、煤渣、浮石或特殊成型的塑料片,视当地情况而定。推荐两到三个过滤层的过滤器,最小深度为0.8到1.2米(SPERLING & CHERNICHARO 2005)。一般来说,简单的厌氧过滤器从第一层大型煤渣或岩石(5至15厘米)开始,它们被放置在离地面约半米的穿孔混凝土板上,平行于流动方向(SASSE 1998)。

厌氧过滤器的概略横截面的特写镜头视图。填充材料的直径随高度而降低。资料来源:莫雷尔和二民(2006年)"data-entity-type=
厌氧过滤器的概略横截面的特写镜头视图。填充材料的直径随高度而降低。资料来源:莫雷尔和二民(2006年)

腔室之间的连接可以用垂直管或挡板设计。对所有腔室(通过访问端口)的可访问性是维护所必需的。罐应通风,以允许控制释放有气味和潜在的有害气体。

据报告,操作良好的厌氧过滤器的处理质量,视进水情况而定,可去除50%至90%的生化需氧量(SASSE, 1998;Morel & diener 2006)。总悬浮物(TSS)的去除率可达50 - 80%;总氮可去除15%,总大肠菌群还原量为1至2 log单位(MOREL & DIENER 2006)。与储罐容积相比,水力停留时间(HRT)对于预沉淀黑水(SASSE 1998)应在1.5 - 2天范围内,对于灰水(MOREL & DIENER 2006)应在0.7 - 1.5天范围内。对于生活污水,构造的厌氧过滤体积(空隙加过滤质量)可估计为0.5 m3./ pabita,对于较小的单位,它可能会变成1米3./ pabita(Sasse 1998)。

废水物理和生物处理的主要DEWATS模块:定居者2。厌氧折流板反应器厌氧过滤器4。种碎石过滤器。资料来源:波尔达2014年"data-entity-type=
废水物理和生物处理的主要DEWATS模块:定居者2。厌氧折流板反应器厌氧过滤器4。种碎石过滤器。资料来源:波尔达2014年

根据土地可用性和下水道的水力梯度,厌氧过滤器可以建在地上或地下(TILLEY等人,2008年)。然而,大多数情况下,它们通常位于地面以下,以节省空间,减少健康风险,并提供绝缘和抵御寒冷气候的保护。但是,应提供入口和出口,以便定期检查生物膜的状态和累积污泥的体积。

为防止地下水污染,厌氧过滤器应该是防水,但它们仍然应该在高层地下桌或容易洪水的地区建造。为了防止潜在有害气体的释放,厌氧过滤器应该发布(Tilley等,2008)。

健康方面/接受

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在正常操作条件下,用户不接触流水或流出物。废水必须小心处理,浮渣和污泥,因为它们含有高水平的致病生物。流出物含有可在进一步的抛光步骤中除去的气味化合物。流出物仍然含有病原体,如果如果在农业中重复使用(例如,在一个废物稳定池系统或者表面水平的垂直流动建造湿地),直接用于灌溉或正确放电(例如过滤字段浸泡坑).应注意设计和找到设施,以便气味不打扰社区成员。

成本的考虑

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厌氧过滤器的反应器容器可以集成在化物质罐中或非常相似,并且可以以局部可用材料相对较低的成本构造。过滤器材料可以是简单的砾石,岩石,煤渣或特殊形成的塑料件,具体取决于可用性和财务手段。预制塑料或玻璃纤维罐也可以可用,并且根据上下文,可能更昂贵。desludging经常需要,最好与真空罐车配合使用。然而,厌氧过滤器仍然是一种成本相当低的选择(实际上并不比化粪池贵),对溶解化合物和一些病原体的处理效率是可以接受的。

操作与维护

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厌氧过滤器需要6至9个月的启动期,以达到充分的处理能力,因为首先需要在过滤介质上建立缓慢增长的厌氧生物量。为了减少启动时间,过滤器可以接种厌氧细菌,例如,通过喷洒化粪池污泥到过滤材料(SASSE 1998)。流量应该随着时间的推移逐渐增加。首先以较低的水力负荷(例如,SASSE 1998年每日流量的1/4)开始,然后在接下来的三个月里缓慢增加流量是有帮助的。由于生态脆弱,应注意不要将有害的化学物质排放到厌氧过滤器。

浮渣需要监测污泥水平,以确保罐功能良好。随着时间的推移,固体将堵塞过滤器的毛孔。同样,生长的细菌质量将变得太厚,脱落,最终堵塞毛孔。当效率降低时,必须清洁过滤器。这是通过以反向模式(反擦洗)运行系统或通过卸下和清洁过滤器材料(Sasse 1998; Morel&Diener 2006)来完成的。与化粪池一样,初级沉降室的脱裂应定期进行。过滤材料的脱节和清洁都可以是健康危险,应采取适当的安全预防措施(Tilley等,2008)。

厌氧过滤器产生沼气。如果没有恢复,这是可推荐的,应该发泄疏散气体,但应在浓密人口稠密地区进行污垢气味。

厌氧过滤器罐应经常检查,以确保它们是水密的。

乍一看

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工作原则

通过与附着在过滤介质附着的细菌的密切接触,通过厌氧消化除去溶解和不沉降的固体

能力/充足

家庭和社区一级;作为初级处理后的次级处理步骤在化粪池或厌氧挡板反应器中;可以渗透到土壤中或重复使用流出物;如果高地下水位或容易洪水的区域不适应。

表现

按需生产:50 - 90%;TSS: 50 ~ 80%;总大肠菌群:1 ~ 2 log单位
HRT:约1天

成本

一般低成本;取决于材料和背部冲洗和衰变的频率的可用性。

自助兼容性

需要专业的设计,但可以用当地可用的材料建造。

O&M.

定期反冲洗以防止堵塞(不冲洗生物膜);初级沉降室的除渣;如果沼气没有回收,需要排气。

可靠性

如果施工是防水的,并且水是初步沉降的,则是可靠的;一般具有良好的抗冲击负荷能力。

主要优势

抗冲击负荷;BOD和TSS的高还原。

主要弱点

长期启动阶段。

适用性

该技术易于适应,可在家庭水平,小区甚至在更大的集水区应用。它最适合于相对恒定量的黑水(在初级处理后(例如化粪池))和灰水或工业废水(具有低悬浮固体含量)。厌氧过滤器可用于二次处理,以降低随后的有氧处理步骤的有机加载速率,或用于抛光。

这种技术适用于土地可能有限的地区,因为储罐通常安装在地下,需要很小的面积。厌氧过滤器可设计为单个住宅或一组住宅。只有在用水量高的情况下才适用,以确保废水的供应是恒定的。吸尘车的可达性对清除污泥很重要。厌氧上流式过滤器也可用作二级处理,用于下流式过滤器化粪池在排出到地下废水渗透系统之前的流出物体和TSS浓度(美国EPA 2002)。厌氧过滤器容器应潜水,但仍然不应在高地下水位或易于洪水的区域中构建。根据土地可用性和连接管的液压梯度,Anaerobic过滤器可以内在或地下建造(Tilley等,2008)。

厌氧过滤器可以安装在任何类型的气候中,尽管在寒冷的气候中效率较低(TILLEY et al. 2014)。它们不能有效地清除营养和病原体。但是,根据过滤材料的不同,可以完全清除虫卵。废水通常需要进一步处理。

图书馆参考文献

Dewats /分散的废水处理

BORDA的网站解释了什么是DEWATs,说明了为什么需要DEWATs,展示了医院、农业工业和社区的良好做法,并列出了分散污水处理的好处。

波尔达(2014年):Dewats /分散的废水处理。不来梅:不来梅海外研究与开发协会(BORDA)URL.[访问:31.05.2019]

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莫雷尔,A.Idener,S。(2006):低收入和中等收入国家的灰水管理,对家庭或社区的不同治疗系统审查。(= Sandec报告第14/06号)。职位居民:瑞士联邦水生科学研究所(EAWAG),发展中国家的水和卫生系(Sandec)URL.[访问:27.05.2019]

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玫瑰,D.G.(1999):基于社区的国内污水处理和再利用的城市农业选择技术。(=喂养人(CFP)报告系列的城市。,27)。渥太华:加拿大国际开发研究中心(IDRC)URL.[访问:23.05.2018]

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Sanimas(2005):知情选择目录。lol外围雷电竞PDF演示文稿。波尔达和美国司道URL.[访问:29.05.2019]

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分散废水处理系统的技术,运营和经济方面的详尽报告。电子表格示例支持读者设计和规划废水处理系统组件。

Sasse,L. Borda(1998):Dewats。发展中国家分散废水处理。不来梅:不来梅海外研究与开发协会(BORDA)URL.[访问:03.06.2019]

暖气候地区生物废水处理第1卷

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卫生系统和技术纲要

该纲要在不同的卫生系统和技术上提供了系统概况,并描述了广泛的可用低成本卫生技术。

TILLEY, E. LUETHI, C. MOREL, A. ZURBRUEGG, C. SCHERTENLEIB, R.(2008):《卫生系统和技术纲要》。瑞士Duebendorf:瑞士联邦水科学与技术研究所(EAWAG)和供水与卫生合作理事会(WSSCC)URL.[访问:15.02.2010]PDF
进一步读物

卫生系统和技术纲要(阿拉伯文)

这是卫生系统和技术纲要的阿拉伯语版本。概要在不同的卫生系统和技术上提供了系统概述,并描述了广泛的可用低成本卫生技术。

Tilley,E. Ulrich,L.Luethi,C.Ruymond,P. Schertenleib,R. Zurbruegg,C.(2014):卫生系统和技术纲要(阿拉伯语)。第2版​​修订版。瑞士州德国·瑞士:瑞士联邦水生科技学院(EAWAG)PDF

现场废水处理系统手册

适用于现场污水处理选项的旧设计手册。然而,给出了关于既定系统的有价值的信息,如化粪池,砂滤器,有氧治疗单元(悬浮生长和固定膜),消毒,营养去除以及废水偏析和再循环。在处理方法和附属物中提供了附加信息。

美国环保署(1980):现场废水处理系统手册。(= epa 625/1- 80,12)。美国环境保护署,水办公室,研究和发展办公室

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如何为卫生选择合适的技术解决方案

本指南的目的是帮助地方订约当局及其合作伙伴确定最适合其城镇不同情况的卫生技术。指南的第一部分载有规划过程和一套有待完成的准则;这些技术可以帮助您描述每个干预领域,以便您能够确定最合适的技术解决方案。该指南的第二部分包括技术实况介绍,对撒哈拉以南非洲最常用的29种卫生技术选择的技术和经济特点、操作原则以及利弊进行了实际概述。

Monvois,J.Gabert,J. Frenoux,C. Guillaume,M。(2010):如何选择合适的卫生技术解决方案。(=水和卫生服务发展战略的六种方法论指南,4)。Cotonou和巴黎:Partenariat Pour LeDévelopementunco(PDM)和ProgramSolidaritéAu(PS-Eau)URL.[访问:19.10.2011]

厌氧反应器

厌氧反应器是串联生物废水处理中的第四卷。厌氧治疗的基本原理详细介绍,包括其适用性,微生物学,生物化学和主要反应堆配置。更详细地分析了两种反应器类型,即厌氧过滤器,特别是UASB(上流厌氧污泥毯)反应器。特别注意的是来自厌氧反应器的流出物的后处理。本书以明确且内容丰富的方式提供了主要的概念,工作原则,预期的去除效率,设计标准,设计示例,厌氧反应堆的施工方面和操作指南。

Lemos Chernicharo,C.A.DE(2007):厌氧反应器。(=生物污水处理系列,4)。伦敦:国际水协会(IWA)出版。[访问:01.11.2013]

暖气候地区生物废水处理第1卷

《温暖气候地区的废水生物处理》介绍了废水生物处理的科学和技术,特别是生活污水。这本书涵盖了世界范围内使用的主要处理工艺,在温暖气候地区的废水处理,特别强调在需要简单、负担得起和可持续的解决方案的地方。全书共55章,共分为7部分,共分两卷:第一卷(1)废水特性、处理和处置简介;(2)污水处理的基本原理;(3)稳定池塘;(4)厌氧反应器;第二卷(SSWM图书馆也有):(5)活性污泥;(6)好氧生物膜反应器;(7)污泥处理处置。

Sperling,M.Von Lemos Chernicharo,C.A.DE(2005):温暖气候地区的生物废水处理卷1.伦敦:国际水协会(IWA)出版URL.[访问:26.05.2019]
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围城地区灌溉的分散灰水重用

国际发展研究中心(IDRC)向约旦南部Ein Al Beida村的25户低收入家庭的灰水处理和再利用用于家庭菜园灌溉的应用研究项目提供了财政援助。主要目标是帮助约旦城市周边的穷人保存宝贵的淡水,实现粮食安全和创收,同时帮助保护环境。对一种厌氧垂直流过滤器(AVF)和一种厌氧向上流过滤器(AUF)进行了平行试验。

MOREL, A. DIENER, S.(2006):城郊地区用于灌溉的分散式灰水再利用。案例研究来自约旦的Ein Al Beida。在:MOREL, a;DIENER,美国;(2006):低收入和中等收入国家的灰水管理,家庭或社区不同处理系统的审查。Duebendorf: 69 - 72。

分散式废水处理系统- DEWATS

Manjuyod公共市场的废水是在分散系统(DEWATS)中处理的,该系统由四个不同的组成部分组成:沉淀池;折流板厌氧反应器,可将BOD/COD含量由20%降低至85%;人工种植的砾石过滤器;最后是一个抛光池。

BORDA(2008):分散式废水处理系统- DEWATS。Manjuyod公共市场。可持续raybet CS:GO卫生-项目数据表。不来梅:不来梅海外研究与开发协会(BORDA)URL.[访问:26.03.2010]
训练材料

卫生系统和技术。演讲

关于发展中国家卫生系统的技术和非技术方面的PDF简报。

EAWAG/SANDEC(2008):卫生系统和技术。演示。(= Sandec Training Tool 1.0, Module 4)。Duebendorf:瑞士联邦水生科学研究所(Eawag),发展中国家水和卫生部门(Sandec)

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