高效厌氧生物处理
厌氧生物膜法

厌氧生物膜法
厌氧生物膜法,是目前处理高浓度有机污水(如废水、化工废水等)的一种高效、低成本、环保的方法。
厌氧生物膜法通过构建好的
厌氧生物膜,利用微生物繁殖能力强、适应性强的特点,将有机物质
在带氧环境下分解成小分子有机物,并最终由厌氧菌产生沼气发电。
厌氧生物膜系统由厌氧生物反应器、生物膜扩散器、沼气收集器、污泥底部清洗装置等组成。
废水进入厌氧生物反应器后,通过微生物
的代谢作用,有机物被分解成小分子有机物,并通过生物膜扩散器与
氧气发生反应。
厌氧生物膜不但能降解高浓度有机废水中的污染物,
还具有快速反应、产沼气能力强等优点。
厌氧生物膜法作为一种低成本、高效的污水处理技术,正在逐渐
被广泛应用于废水处理领域。
该技术不仅适用于废水处理厂的中小型
工业企业,还可以用于处理大型工业企业的废水。
利用厌氧生物膜技术,可以减少废水处理成本,提高废水处理效率,具有重要的经济及
社会意义。
在实际操作中,需要注意厌氧生物膜系统的维护与管理。
包括定
期清洗厌氧反应器和生物膜扩散器内的污泥,同时保持系统内微生物
的生长环境,以保证污水能够顺利地被分解和处理。
此外,还需注意
生物膜扩散器与系统之间的合理连接,以保证废水具有良好的分解和
处理效果。
总之,厌氧生物膜法是一种高效、低成本、环保的废水处理技术,在工业领域的污水处理中具有广泛的应用前景和发展潜力。
对于中小
型工业企业来说,厌氧生物膜技术不但可以起到生产效益的提升作用,还能够降低企业的环境污染和治理成本。
厌氧生物处理的基本原理

厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理是一种通过微生物在缺氧条件下降解有机废物的处理技术。
它与常见的好氧生物处理相比,具有更广泛的适用性和更高的有机废物降解效率。
在厌氧生物处理过程中,微生物利用有机物作为电子受体,进行代谢活动并产生甲烷等气体和有机物的分解产物。
本文将介绍厌氧生物处理的基本原理,以及其在环境保护和废物处理方面的应用。
首先,厌氧生物处理的基本原理是微生物在缺氧条件下进行有机物的分解。
在缺氧条件下,微生物无法利用氧气进行有机物的降解,而是利用其他电子受体,如硫酸盐、亚硝酸盐等,进行代谢活动。
这些代谢活动产生的终产物通常是甲烷等气体和有机物的分解产物。
厌氧生物处理通常需要在密封的容器中进行,以确保缺氧条件的维持。
其次,厌氧生物处理的原理还涉及到微生物的种类和代谢途径。
在厌氧生物处理过程中,参与有机物降解的微生物种类多种多样,包括厌氧菌、产甲烷菌等。
这些微生物通过不同的代谢途径将有机物降解为甲烷等气体和有机物的分解产物。
这些代谢途径包括酸化、乙酸化、甲酸化等过程,每个过程都由特定的微生物群体完成。
此外,厌氧生物处理的原理还包括有机物的降解和能量的产生。
在厌氧生物处理过程中,有机物被微生物降解为甲烷等气体和有机物的分解产物,同时产生大量的能量。
这些能量可以被微生物利用,维持其生长和代谢活动。
因此,厌氧生物处理不仅可以降解有机废物,还可以产生可再生能源。
最后,厌氧生物处理的原理还与环境保护和废物处理的应用密切相关。
厌氧生物处理可以应用于污水处理、有机废物处理、生物质能源生产等领域。
在污水处理方面,厌氧生物处理可以高效地去除有机物和氮、磷等营养盐,减少污水的污染程度。
在有机废物处理和生物质能源生产方面,厌氧生物处理可以将有机废物转化为甲烷等气体和有机肥料,实现废物资源化利用。
综上所述,厌氧生物处理是一种通过微生物在缺氧条件下降解有机废物的处理技术,其基本原理涉及微生物的代谢活动、有机物的降解和能量的产生。
厌氧生物处理的特点

厌氧生物处理的特点厌氧生物处理,也称为厌氧消化或厌氧发酵,是一种在无氧环境下利用微生物将有机废弃物转化为甲烷、二氧化碳等小分子有机物和无机物的生物技术。
这种处理方法在环境保护、能源利用以及农业废弃物处理等领域具有广泛的应用前景。
本文将详细介绍厌氧生物处理的特点。
厌氧生物处理具有高效性。
在无氧环境下,微生物通过厌氧呼吸将有机物转化为能量和新的细胞物质。
由于没有氧气竞争,厌氧微生物能够更有效地利用有机物中的能量,使得处理效率高于传统的好氧处理方法。
厌氧生物处理能够产生能源。
在转化有机物的过程中,厌氧微生物会产生大量的甲烷和二氧化碳等小分子有机物,这些物质可以用于生产燃料和化工产品。
因此,厌氧生物处理不仅解决了废弃物处理问题,还为能源生产提供了新的途径。
再者,厌氧生物处理对环境的影响较小。
由于处理过程中不需要氧气,因此不会产生大量的氧化还原产物,对环境造成的污染较小。
同时,由于厌氧处理能够产生甲烷等可燃性气体,可以减少温室气体的排放,对气候变化产生积极影响。
厌氧生物处理能够促进农业废弃物的利用。
农业废弃物如畜禽粪便、秸秆等是丰富的有机资源,通过厌氧消化技术可以将其转化为能源和有机肥,促进农业废弃物的资源化利用。
厌氧生物处理具有高效性、能源产生、环境友好和促进农业废弃物利用等特点,使得它在废弃物处理、能源生产和环境保护等领域具有广泛的应用前景。
然而,厌氧生物处理也存在一些挑战,如启动慢、对水质和气候的适应性差等问题,需要进一步研究和改进。
未来,随着科技的进步和环保意识的增强,厌氧生物处理将在更多领域得到应用和发展。
污水厌氧生物处理的新工艺——IC厌氧反应器引言随着城市化进程的加快,污水处理已成为一个重要的环境问题。
厌氧生物处理作为一种污水处理技术,通过微生物的作用将有机污染物转化为无机物,具有节能、环保等优点。
然而,传统厌氧生物处理工艺存在处理效率低、效果差等问题,因此研发新型的厌氧生物处理工艺势在必行。
厌氧生物处理的基本原理

厌氧生物处理的基本原理
厌氧生物处理是一种利用厌氧微生物处理有机废物的生物处理技术。
它主要通过创造低氧或无氧环境,使厌氧微生物能够在缺氧条件下分解有机废物,并将其转化为沼气和其他有价值的产物。
厌氧生物处理的基本原理包括以下几个方面:
1. 创造缺氧环境:厌氧生物处理系统会采用密封的容器或反应器,以确保内部的氧气供应非常有限甚至完全没有。
这样可以创造出缺氧的环境,为厌氧微生物的生长和活动提供良好的条件。
2. 厌氧微生物的活动:厌氧微生物通常是一些厌氧细菌和古菌,它们能够在缺氧环境下进行代谢活动。
这些微生物会利用有机废物作为其碳源,并通过发酵、产氢、产酒精、产乳酸等代谢途径将有机废物分解为简单的有机化合物。
3. 沼气的产生:厌氧微生物分解有机废物的过程中,会产生大量的沼气,主要成分是甲烷和二氧化碳。
通过控制厌氧环境中的温度、pH值等条件,可以促进沼气的产生和积累。
4. 有价值产物的回收利用:除了沼气之外,厌氧生物处理还能够产生其他有价值的产物,如有机肥料、发酵液等。
这些产物可以进行回收利用,提高废物处理的效益。
总的来说,厌氧生物处理通过利用厌氧微生物的活动,将有机
废物转化为沼气和其他有价值的产物,从而实现对废物的处理和资源化利用。
这种处理技术具有高效、环保、经济等特点,在污水处理、有机废物处理等领域得到广泛应用。
厌氧处理原理

厌氧处理原理
厌氧处理是一种生物处理技术,利用厌氧微生物在缺氧条件下对有机废水进行处理的过程。
在厌氧处理过程中,有机废水中的有机物质被厌氧微生物分解,产生甲烷等气体和有机酸等物质。
这种处理方法在污水处理领域得到了广泛的应用,具有处理效率高、运行成本低的优势。
厌氧处理的原理主要包括有机物分解、微生物代谢和气体产生三个方面。
首先,有机物分解是厌氧处理的核心过程。
有机废水中的有机物质通过厌氧微生物的作用被分解成甲烷、二氧化碳和水等无害物质。
这一过程是在缺氧条件下进行的,因此需要在处理设施中保持一定的缺氧环境,以促进厌氧微生物的生长和活动。
其次,微生物代谢是厌氧处理的关键环节。
厌氧微生物通过吸收有机废水中的有机物质来维持生长和代谢的能量需求,同时产生甲烷等气体和有机酸等物质。
这些产物在厌氧处理过程中起到了降解有机物质的作用,从而净化了废水。
最后,气体产生是厌氧处理过程中的一个重要特征。
在厌氧条件下,厌氧微生物通过分解有机物质产生大量的甲烷气体,这不仅是一种有价值的能源资源,还可以减少有机废水中的有机物质含量,提高处理效率。
总的来说,厌氧处理是一种高效、低成本的有机废水处理方法,其原理主要包括有机物分解、微生物代谢和气体产生三个方面。
通过科学合理地控制处理设施的操作条件,可以有效地促进厌氧微生物的生长和活动,提高废水的处理效率,达到环保和资源化利用的目的。
农林固体废物的厌氧生物处理的工艺流程

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厌氧生物处理的基本原理

厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理是一种利用厌氧微生物降解有机废水的生物处理技术。
它与传统的好氧生物处理相比,具有更高的有机负荷处理能力和更低的能耗。
在厌氧生物处理过程中,厌氧微生物利用有机废水中的有机物质作为电子受体,通过一系列复杂的代谢反应将有机物质降解成甲烷、二氧化碳和水等无害物质。
本文将从厌氧生物处理的基本原理、适用范围和优缺点等方面进行介绍。
厌氧生物处理的基本原理。
厌氧生物处理的基本原理是利用厌氧微生物在缺氧或无氧条件下降解有机废水中的有机物质。
在厌氧条件下,厌氧微生物通过厌氧呼吸或发酵代谢途径,将有机物质降解成甲烷、二氧化碳、硫化氢等产物。
厌氧微生物的代谢过程中不需要氧气,因此在处理高浓度有机废水时具有较好的适用性。
厌氧生物处理的过程包括有机物质的水解、酸化、产气和甲烷发酵等阶段。
在水解阶段,有机废水中的大分子有机物质被厌氧微生物分解成小分子有机物质。
在酸化阶段,小分子有机物质被厌氧微生物进一步降解成短链脂肪酸和氨基酸等中间产物。
在产气阶段,中间产物被厌氧微生物发酵产生甲烷、二氧化碳和硫化氢等气体。
最终,在甲烷发酵阶段,甲烷原核菌将中间产物进一步转化成甲烷和二氧化碳。
厌氧生物处理的适用范围。
厌氧生物处理适用于高浓度有机废水的处理,如酿酒废水、酒精生产废水、乳制品废水、纺织废水等。
由于厌氧微生物对氧气的需求较低,因此在处理高浓度有机废水时具有明显的优势。
此外,厌氧生物处理还可以用于污泥的稳定化处理和生物气的产生。
厌氧生物处理的优缺点。
厌氧生物处理相对于好氧生物处理具有以下优点,1)对高浓度有机废水处理能力强,处理效果好;2)产生的污泥量少,易于处理和处置;3)能够产生大量的甲烷气体,可用于能源回收。
然而,厌氧生物处理也存在一些缺点,如对废水中某些有毒物质和抗生素的降解能力较差,对废水中的氨氮和硫化物等物质的处理效果较好。
总之,厌氧生物处理是一种高效、节能、环保的有机废水处理技术,具有广阔的应用前景。
厌氧生物处理

(2)升流式厌氧污泥床(UASB) • 该工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污 泥法的双重特点,作为能够将污水中的 污染物转化成再生清洁能源——沼气的 一项技术。对于不同含固量污水的适应 性也强,且其结构、运行操作维护管理 相对简单,造价也相对较低,技术已经 成熟,正日益受到污水处理业界的重视 ,得到广泛的欢迎和应用。
ABR反应器示意图
⑥厌氧迁移式污泥床反应器(AMBR)
• AMBR工艺类似ABR工艺,在每个隔室里增加了机 械搅拌,通过周期性改变进出水的方向来保持大 量的污泥,使每个上流式污泥床保持一致。有实 验证明,AMBR处理工艺在15℃和20℃时处理脱 脂牛奶,水力停留时间4~12h,有机负荷为 1·0~3·0kgCOD/m3·d,在更高COD负荷,在15℃时 COD的去除率为59%;在20℃时,COD负荷为1·0~2·0 kg COD/m3·d COD的去除率为80~95%。
注:(a)EGSB; (b)IC; ©UFB 第三代反应器结构示意图
④ASBR反应器
• ASBR法的主要特征是以序批式间歇的方 式运行,通常由一个或几个ASBR反应器组 成.运行时,废水分批进入反应器,与其中的 厌氧颗粒污泥发生生化反应,直到净化后 的上清液排出,完成一个运行期。ASBR法 一个完整的运行操作周期按次序应分为四 个阶段:进水期、反应期、沉降期和排水 期,如下图所示:
五、现代厌氧反应器技术的发展方向
5.1 两相或多级厌氧处理技术
第三代厌氧反应器特点比较
• 厌氧反应器的处理效率主要决定于反应器所能保有的 微生物浓度及其生化反应速率,而传质条件对生化反应 速率起着重要的作用。针对这些因素,新一代的反应 器具有一些共同的特性: • 1)微生物均以颗粒污泥固定化的方式存在于反应器中, 单位容积达微生物持有量更高; • 2)能承受更高的水力负荷,具有较高的有机污染物净化 效能; • 3)具有较大的高径比,占地面积小,动力消耗小; • 4)颗粒污泥与有机物之间具有更好的传质,使反应器的 处理能力大大提高. • 他们也具有各自的特点,也有各自的不足,具体见下 表:
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高效厌氧生物处理是在厌氧条件下,形成了厌氧微生物所需要的营养条件和环境条件,通过厌氧菌和兼性菌代谢作用,对有机物进行生化降解的过程。
高效厌氧生物处理工艺按微生物的凝聚形态可分为厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法。
下面给大家详细介绍一下高效厌氧生物处理。
主要特征
1、处理过程中可以大大降低能耗,而且还可以回收生物能(沼气);
2、污泥产量很低,厌氧微生物的增值速率比好氧微生物低得多,产酸菌的产率Y为0.15~0.34 kgVSS/kgCOD,产甲烷菌的产率Y为0.03 kgVSS/kgCOD左右,而好氧微生物的产率约为0.25~0.6 kgVSS/kgCOD;
3、厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一些有机物进行降解或部分降解;
4、反应过程较复杂,厌氧消化是由多种不同性质、不同功能的微生物协同工作的一个
连续的微生物过程;
5、对温度、pH值等环境因素较敏感;
6、单独使用厌氧处理,其出水水质很难达标,需进一步利用好氧法进行处理;
7、气味较大,特别是有臭味;
8、对氨氮的去除效果不好等。
工作原理
高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段:水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。
水解阶段
水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。
高分子有机物因相对分子量巨大,不能透过细胞膜,因此不可能为细菌直接利用。
它们在一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。
例如,纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖,淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖,蛋白质被蛋白质酶水解为短肽与氨基酸等。
这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。
水解过程通常较缓慢,因此被认为是含高分子有机物或悬浮物废液厌氧降解的限速阶段。
多种因素如温度、有机物的组成、水解产物的浓度等可能影响水解的速度与水解的程度。
水解速度的可由以下动力学方程加以描述:ρ=ρo/(1+Kh·T)
ρ——可降解的非溶解性底物浓度(g/L);
ρo———非溶解性底物的初始浓度(g/L);
Kh——水解常数(d-1);
T——停留时间(d)
发酵阶段
发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程,在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物,因此这一过程也称为酸化。
在这一阶段,上述小分子的化合物发酵细菌(即酸化菌)的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。
发酵细菌绝大多数是严格厌氧菌,但通常有约百分之1的兼性厌氧菌存在于厌氧环境中,这些兼性厌氧菌能够起到保护像甲烷菌这样的严格厌氧菌免受氧的损害与抑制。
这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等,产物的组成取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。
与此同时,酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质,因此,未酸化废水厌氧处理时产生更多的剩余污泥。
在厌氧降解过程中,酸化细菌对酸的耐受力加以考虑。
酸化过程pH下降到4时能可以进行。
但是产甲烷过程,因此pH值的下降将会减少甲烷的生成和氢的消耗,并进一步引起酸化末端产物组成的改变。
产乙酸阶段
在产氢产乙酸菌的作用下,上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。
其某些反应式如下:
CH3CHOHCOO-+2H2O —> CH3COO-+HCO3-+H++2H2 ΔG’0=-4.2KJ/MOL CH3CH2OH+H2O-> CH3COO-+H++2H2O ΔG’0=9.6KJ/MOL
CH3CH2CH2COO-+2H2O-> 2CH3COO-+H++2H2 ΔG’0=48.1KJ/MOL
CH3CH2COO-+3H2O-> CH3COO-+HCO3-+H++3H2 ΔG’0=76.1KJ/MOL 4CH3OH+2CO2-> 3CH3COO-+2H2O ΔG’0=-2.9KJ/MOL
2HCO3-+4H2+H+->CH3COO-+4H2O ΔG’0=-70.3KJ/MOL
甲烷阶段
这一阶段,乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、二氧化碳和氢气等转化为甲烷的过程有两种生理上不同的产甲烷菌完成,一组把氢和二氧化碳转化成甲烷,另一组从乙酸或乙酸盐脱羧产生甲烷,前者约占总量的1/3,后者约占2/3。
主要的产甲烷过程反应有:
CH3COO-+H2O->CH4+HCO3- ΔG’0=-31.0KJ/MOL
HCO3-+H++4H2->CH4+3H2O ΔG’0=-135.6KJ/MOL
4CH3OH->3CH4+CO2+2H2O ΔG’0=-312KJ/MOL
4HCOO-+2H+->CH4+CO2+2HCO3- ΔG’0=-32.9KJ/MOL
在甲烷的形成过程中,主要的中间产物是甲基辅酶M(CH3-S-CH2-SO3-)。
需要指出的是:一些书把厌氧消化过程分为三个阶段,把一、二阶段合成为一个阶段,称为水解酸化阶段。
在这里我们则认为分为四个阶段能更清楚反应厌氧消化过程。
上述四个阶段的反应速度依废水的性质而异,在含纤维素、半纤维素、果胶和脂类等污染物为主的废水中,水解易成为速度限制步骤;简单的糖类、淀粉、氨基酸和一般蛋白质均能被微生物迅速分解,对含这类有机物的废水,产甲烷易成为限速阶段。
虽然厌氧消化过程可分为以上四个过程,但是在厌氧反应器中,四个阶段是同时进行的,并保持某种程度的动态平衡。
该平衡一旦被pH值、温度、有机负荷等外加因素所破坏,则首先将使产甲烷阶段受到抑制,其结果会导致低级脂肪酸的积存和厌氧进程的异常变化,甚至导致整个消化过程停滞。