高浓度有机废水厌氧处理工艺设计关键与要点

制药废水、养殖废水、食品加工废水COD浓度≥5000mg/L的高浓度有机废水，旨在实现有机物高效降解、沼气资源化回收，为后续好氧处理减负。

一、 预处理系统设计要点

预处理的核心目标是去除废水中的杂质、调节水质水量，避免厌氧反应器堵塞、磨损或运行工况波动。

1. 格栅拦截

（1）设备选型：粗格栅（栅隙10~20mm）+格栅（栅隙1~3mm）组合，优先选用回转式格栅，自动化程度高、运维便捷。

（2）设计参数：过栅流速控制在0.6~1.0m/s，格栅安装倾角60°~75°，便于栅渣清理。

2. 固液分离

（1）针对悬浮物含量高的废水（如养殖废水），需设置沉淀池或气浮池，去除SS≥80%，防止悬浮颗粒在厌氧反应器内沉积。

（2）沉淀池设计参数：表面负荷0.6~1.2m?/(m??h)，停留时间2~4h。

3. 水质水量调节

（1）调节池有效容积需满足最大日流量的8~12h 停留时间，应对进水负荷波动；设置搅拌装置（机械搅拌或曝气搅拌），防止悬浮物沉降。

（2）水质调节：控制进水pH值在6.5~7.8（厌氧微生物最适pH），若进水pH偏低（如养殖废水酸化），投加石灰乳或碳酸钠调节；进水温度调节至中温（35±1℃）或高温（55±1℃），中温工艺更稳定、能耗更低。

二、 厌氧反应器选型与工艺参数设计

1. 反应器选型原则

根据废水水质、处理规模、场地条件选择合适的反应器类型，常见类型对比如下：

反应器类型	适用废水类型	核心优势	设计关键
UASB（升流式厌氧污泥床）	悬浮物含量中等、可生化性好的废水（如养殖废水）	污泥浓度高、处理效率高、运行稳定	三相分离器设计是核心，需保证污泥截留效果
IC（内循环厌氧反应器）	高浓度、高负荷有机废水（COD≥10000mg/L）	有机负荷高（8~20kgCOD/(m??d)）、占地小	内循环系统设计，确保泥水充分混合
EGSB（膨胀颗粒污泥床）	低浓度或含难降解有机物的废水	污泥颗粒化程度高、抗冲击负荷强	高上升流速（2.5~6m/h），促进污泥膨胀

（二） 核心工艺参数设计

1. 有机负荷（OLR）

（1）中温UASB：3~8kgCOD/(m?·d)，进水COD浓度高时取低值，避免超负荷导致VFA积累。

（2）IC反应器：8~20kgCOD/(m?·d)，利用内循环提升传质效率，可承受更高负荷。

2. 水力停留时间（HRT）

（1）UASB：8~24h，

（2）IC：4~12h，具体根据有机负荷和处理目标调整，确保COD去除率≥80%。

3. 上升流速

（1）UASB：0.6~1.2m/h，

（2）EGSB：2.5~6m/h，合适的上升流速可保证泥水充分接触，防止污泥沉降。

4. 三相分离器设计

（1）结构：由沉淀区、回流缝、气室组成，沉淀区表面负荷≤1.0m?/(m??h)，回流缝宽度0.2~0.5m，确保污泥回流、沼气分离。

（2）材质：优先选用不锈钢或FRP，耐腐蚀、使用寿命长。

三、 污泥接种与培养驯化要点

厌氧污泥的活性直接决定反应器启动速度和处理效果，核心步骤如下：1.接种污泥选择

优先选用同类废水厌氧反应器的颗粒污泥，接种量为反应器有效容积的10%~30%；若无颗粒污泥，可用市政污水厂消化污泥，接种量需提高至 30%~50%。

2.驯化启动

阶段1（低负荷启动）：进水有机负荷为设计负荷的30%~50%，HRT延长至设计值的1.5~2倍，监测出水 VFA≤500mg/L。

阶段2（负荷提升）：每3~5天提升负荷10%~20%，直至达到设计负荷，驯化周期一般为20~40天。

关键控制指标：反应器内VFA控制在200~500mg/L，超过1000mg/L时需降低负荷、投加碱度调节pH。

四、 运行控制核心参数

1. pH值与碱度

（1）最佳pH：6.5~7.8，若pH<6.5，投加碳酸氢钠或石灰乳调节，避免酸化抑制产甲烷菌活性。

（2）碱度控制：维持进水碱度2000~5000mgCaCO?/L，确保系统缓冲能力。

2. 温度控制

中温工艺：35±1℃，温度波动≤±2℃/d，否则会导致污泥活性下降；采用热水循环或蒸汽加热，加热系统需设置温控阀精准调控。

3. VFA（挥发性脂肪酸）

核心监控指标，正常运行时VFA≤500mg/L，当VFA>800mg/L时，需立即降低进水负荷、加大出水回流，必要时投加碱度。

4. 沼气收集与安全控制

沼气产量：高浓度有机废水厌氧处理沼气产率约为0.3~0.5m?/kgCOD去除量，甲烷含量60%~70%，可资源化利用（发电、供暖）。

安全措施：反应器顶部设置水封罐、阻火器，沼气管道安装防爆阀，定期检测甲烷浓度，防止爆炸风险。

 

五、 常见故障与应急处理

故障类型	典型症状	应急处理措施	预防措施
VFA积累酸化	出水VFA>1000mg/L，pH<6.5，COD去除率下降	1. 降低进水负荷50%；2. 投加碳酸氢钠调节pH至7.0；3. 加大出水回流，稀释反应器内有机酸	控制进水负荷稳定，避免高浓度废水冲击，维持碱度充足
污泥流失	出水SS升高，反应器内污泥浓度下降	1. 降低上升流速，检查三相分离器是否堵塞；2. 补充接种污泥；3. 缩短HRT，提高污泥截留效果	定期清理三相分离器，避免悬浮物堵塞回流缝
反应器堵塞	上升流速下降，沼气产量锐减	1. 停止进水，采用清水反冲洗；2. 清理反应器底部沉积的悬浮物	加强预处理，确保进水SS≤200mg/L，定期排泥

 

六、 设计经济性优化要点

1. 反应器材质：中小型项目优先选用碳钢防腐（环氧煤沥青防腐），大型项目或腐蚀性强的废水选用FRP或不锈钢。

2. 沼气资源化：配套沼气发电机或锅炉，降低运行成本，实现能源自给。

3. 占地优化：优先选用IC、EGSB等高效反应器，减少占地，尤其适用于场地紧张的项目。