污水厌氧生物处理讲义全
废水的厌氧生物处理(污水、污泥)

废水的厌氧生物处理(污水、污泥)废水的厌氧生物处理(污水、污泥)废水的处理一直是环境保护领域中的重要课题之一。
其中厌氧生物处理是一种广泛应用于废水处理的有效方法,可以有效地降解废水中的有机物质、消除废水中的有毒物质,并且能够产生可再生的能源。
厌氧生物处理的原理厌氧生物处理是利用厌氧微生物在无氧条件下进行代谢活动,将有机物质转化为甲烷气体和二氧化碳,并且产生大量的微生物污泥。
这种处理方法具有以下特点:1. 适应性强:厌氧微生物可以适应各种环境条件,包括不同温度、pH值、COD浓度等。
2. 能量回收:通过厌氧发酵反应的甲烷气体可以作为可再生的能源。
3. 减少废物产生:厌氧处理可以最大限度地降解废水中的有机物质,减少废物产生。
厌氧生物处理的过程厌氧生物处理主要包括两个步骤:污水的预处理和污泥的厌氧发酵。
以下是具体的处理过程:1. 污水的预处理:对废水进行预处理,包括去除固体悬浮物、调整pH值等步骤,以提高处理效果。
2. 污泥的厌氧发酵:经过预处理的废水与厌氧污泥混合,进入厌氧生物反应器。
在反应器中,厌氧微生物利用有机物质进行代谢,甲烷气体和二氧化碳。
生物污泥也会不断产生和积累。
3. 沉淀和分离:经过厌氧发酵的废水和污泥进入沉淀池,通过重力沉淀将混合液中的污泥分离出来。
分离后的清水可以进一步处理或者排放。
4. 污泥的利用:分离出的污泥可以用于土壤改良、发酵制肥等方面,实现资源化利用。
厌氧生物处理的优缺点厌氧生物处理方法具有以下优点:1. 处理效果好:厌氧微生物能够高效降解废水中的有机物质,处理效果稳定可靠。
2. 能量回收:通过产生的甲烷气体可以作为可再生的能源,能够实现能量的回收利用。
3. 减少二氧化碳排放:与传统的有氧处理方法相比,厌氧生物处理方法能够减少二氧化碳的排放,具有较好的环保效益。
,厌氧生物处理方法也存在一些缺点:1. 对环境要求高:厌氧生物处理对环境因素的要求较高,如温度、pH值等。
2. 处理周期长:厌氧生物处理方法处理周期较长,需要较长的时间来降解废水中的有机物质。
第15章 水处理厌氧生物处理

均匀地 加以收集,排出反应器。
(5)气室 也称集气罩,其作用是收集沼气。 (6)浮渣清除系统 其功能是清除沉淀区液面和气 室表面的浮渣,根据需要设置。 (7)排泥系统 其功能是均匀地排除反应区的剩余
污泥。
2.4.4 厌氧颗粒污泥
厌氧污泥的主要聚集形式包括颗粒
(granules)、 团体(pellets)、絮体(flocs)、
2.1普通厌氧消化池
普通消化池又称传统或常规消化池 (conventional digester) 消化池常用密闭的圆柱形池,废水定期 或连续进入池中,经消化的污泥和废水分别 由消化池底和上部排出,所产沼气从顶部排 出。 池径从几米至三、四十米,柱体部分的 高度约为直径的1/2,池底呈圆锥形,以利排 泥。 为使进水与微生物尽快接触,需要一定 的搅拌。常用搅拌方式有三种:(a)池内机械 搅拌;(b)沼气搅拌;(c)循环消化液搅拌。
上流式厌氧污泥床反应器(upflow anaerobic sludge blanket reactor),简称 UASB反应器,是由荷兰的G. L
污泥床反应器内没有人工载体,反应器内微
生物以自身聚集生长,为颗粒污泥状态存在,
因而能达到高生物量和高效高负荷。
3)产乙酸阶段
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,这一阶段的主导细菌是乙
酸菌。同时水中有硫酸盐时,还会有硫酸盐还原 菌参与产乙酸过程。
4)产甲烷阶段 乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被甲烷菌利用
被转化为甲烷和以及甲烷菌细胞物质。
经过这些阶段大分子的有机物就被转化为甲烷、
2.4上流式厌氧污泥床反应器UASB
2.4.1 概述 2.4.2 基本特点(优点、缺点) 2.4.3 UASB的构造和组成 2.4.4 颗粒污泥 2.4.5 UASB的设计
最新废水厌氧处理技术.pptPPT课件

UASB反应器初次启动的操作原则
1、启动阶段的目的: • 污泥适应将要处理废水中的有机物 • 污泥具有很好的沉降性
2 、启动时要遵守的原则:
• 最初污泥负荷不要太高 • 在挥发酸未能有效分解之前,不应增加反应器负荷 • 控制厌氧细菌的生存环境 • 种泥量要尽量多 • 控制一定的上升流速
3 、形成颗粒污泥的过程:
厌氧接触法的特点:(1)通过污泥回流,保持消化池内 污泥浓度较高,一般为10~15g/L,耐冲击能力强;(2)消 化池的容积负荷较普通消化池高,中温消化时,一般为2~ 10kgCOD/m3·d,水力停留时间比普通消化池大大缩短,如 常温下,普通消化池为15~30天,而接触法小于10天;(3) 可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液,不存在 堵塞问题;(4)混合液经沉淀后,出水水质好,但需增加 沉淀池、污泥回流和脱气等设备。厌氧接触法还存在混合液 难于在沉淀池中进行固液分离的缺点。
• 在产酸发酵反应器中典型的乙醇型发酵末端产物组 成,除液相产物中主要以乙醇和乙酸为主外 ,气 相非中经还 典存 的在 酵大 母量 菌的的乙CO醇2和发H酵2,。而因是而丙这酮一酸发走酵乙类酰型并 CoA旁路,在丙酮酸铁氧还原酶和氢化酶的作用下 生成乙醇,并同时生成CO2、H2。
但是因为产丁酸过程可减少发酵产物中的酸性末端,所 以对加快葡萄糖的代谢进程有促进作用。
丙酸型发酵类型
• 废水厌氧生物处理中,含氮有机化合物(如酵母膏、 明胶、肉膏等)酸性发酵的主要末端产物为丙酸、 乙酸、CO2和少量的丁酸等,并命名为丙酸型发酵。 难降解碳水化合物(如纤维素)的厌氧发酵过程也 常呈现丙酸型发酵
五、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)
升流式厌氧污泥床集生物反应与沉淀于一体的厌氧反应器, 污水从下部流入,通过布水系统、厌氧颗粒污泥层、三相分 离器,污水从上部溢流堰流出。
污水厌氧生物处理讲义

厌氧生物处理活性污泥法与生物膜法是在有氧条件下,由好氧微生物降解污水中的有机物,最终产物是水和二氧化碳,作为无害化和高效化的方法被推广应用。
但当污水中有机物含量很高时,特别是对于有机物含量大大超过生活污水的工业废水,采用好氧法就显得能耗太多,很不经济了。
因此,对于高浓度有机废水一般采用厌氧消化法。
即在无氧的条件下,由兼性菌及专性厌氧细菌降解有机物,最终产物是二氧化碳和甲烷气体。
厌氧生物处理具有高效低耗的特点,因此比好氧生物处理技术更具优越性。
第一节概述一、厌氧生物处理中的厌氧微生物厌氧生物处理是以厌氧细菌为主而构成的微生物生态系统。
厌氧细菌有两种,一种是只要有氧存在就不能生长繁殖的细菌,称为绝对厌氧菌;另一种是不管有氧存在与否都能增长的细菌,称为兼性厌氧细菌〔也称兼性细菌〕。
当流入废水的BOD浓度较高,细菌在好氧状态下增长以后,由于缺氧会使各种厌氧细菌繁殖起来。
一般污水散发出恶臭是由于厌氧细菌增长产生了硫化氢、胺等气体所造成的。
厌氧生物处理中的厌氧微生物主要有产甲烷细菌和产酸发酵细菌,常见的甲烷菌有四类:既甲烷杆菌、甲烷球菌、甲烷八叠球菌、甲烷螺旋菌;产酸发酵细菌主要有气杆菌属、产碱杆菌属、芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属、小球菌属、变形杆菌属、链球菌属等。
二、厌氧生物处理技术厌氧生物处理技术于19世纪末首先在英国得到应用,到1914年美国已建立14座厌氧消化池。
厌氧生物处理利用厌氧微生物的代谢过程,在无需提供氧气的情况下把有机物转化为无机物和少量的细胞物质,这些无机物主要包括大量的生物气和水。
此生物气俗称沼气,沼气的主要成分是约2/3的甲烷和1/3的二氧化碳,是一种可回收的能源。
厌氧水处理是一种低本钱的水处理技术,它又是把水的处理和能源的回收利用相结合的一种技术。
开展中国家面临严重的环境污染问题、能源短缺以及经济开展与环境治理所面临的资金缺乏等问题,这些国家需要有效、简单又费用低廉的技术;厌氧水处理技术可以作为能源生产和环境保护体系的一个核心局部,其产物可以被燃烧利用而产生经济价值。
第15章污水的厌氧生物处理ppt课件

2、pH 值每种微生物可在一定的pH值范围内活动,产酸细
菌对酸碱度不及甲烷细菌敏感,其适宜的pH值范围 较广,在4.5-8.0之间。
产甲烷菌要求环境介质pH值在中性附近,最适宜 pH值为7.0-7.2,pH6.6-7.4较为适宜。
在厌氧法处理废水的应用中,由于产酸和产甲烷大 多在同一构筑物内进行,故为了维持平衡,避免过多 的酸积累,常保持反应器内的pH值在6.5-7.5(最好 在6.8-7.2)的范围内。
水污染控制工程(下)
§15-2 厌氧生物处理活性污泥法(anaerobic activated 厌slu氧d生ge物) 膜法(anaerobic slime)
厌氧活性污泥法包括:普通消化池、厌氧接触工艺、上流 式厌氧污泥床反应器等。
厌氧生物膜法包括:厌氧生物滤池、厌氧流化床、厌氧生 物转盘等。
§15-1 概述
水污染控制工程(下)
一、厌氧生物处理的对象
1、有机污泥 有机污泥包括废水好氧生物处理过程生成的大量活性污泥
和生物膜,初沉池可沉淀的有机固体,以及人畜的粪便等。
2、有机废水
食品工业,如酒精、味精、制糖、淀粉、屠宰和啤酒等工 业排出的废水,不仅数量多,而且浓度也很高。
3、生物质 以专门利用生物质转化为新能源为主要目的的厌氧发酵法,
温度的急剧变化和上下波动不利于厌氧消化作用。短 时内温度升降5℃,沼气产量明显下降,波动的幅度过 大时,甚至停止产气。
温度的波动,不仅影响沼气产量,还影响沼气中甲烷 的含量,尤其高温消化对温度变化更为敏感。
温度的暂时性突然降低不会使厌氧消化系统遭受根本 性的破坏,温度一经恢复到原来水平时,处理效率和 产气量也随之恢复。
水污染控制工程(下)
污水的厌氧生物处理

厌氧生物处理可采用比好氧生物处理高得多的有机负荷,一般 厌氧法为7~45 [kgBOD/m3 ∙ d],好氧法为0.4~1.0 [kgBOD/m3 ∙ d] 。
HHC 3 OH2C3 O
H 精选ppN t H 3NH 4
10
1 厌氧生物处理的基本原理
2. 厌氧消化的影响因素
(3)氧化还原电位(ORP)
按降解机理分段:
氧化还原电位是指一个体系中氧化剂和还原剂的相对强度,表示溶 液的氧化或还原反应的能力,以伏特或毫伏来计量。
甲烷菌对氧化还原电位的要求一般为-330mV以下,但这个氧化还原 电位通常是指常温条件的数值。可用于常温或中温反应器的设计与运行 管理指标。但是在高温反应器中适宜的氧化还原电位要低得多,一般应 低于-500mV。
以控制。一般认为,厌氧法中的碳、氮、磷的比例应控制在200-400:
5:1为宜(好氧法中BOD5:N:P=100:5:1)。其中以碳氮比的 控制较为重要。
碳氮比过高,不仅厌氧菌增值缓慢,而且消化液的缓冲能力较 低,在有机负荷较高等情况下,pH容易下降。相反,若氮源过多, 即碳氮比太低,氨化和反硝化过程将产生大量的氨,使pH值升高。 当pH值升高到7.9以上时,会抑制产甲烷菌的活性,使消化效率降低。
污水的厌氧生物处理
1 厌氧生物处理的基本原理 2 污水的厌氧生物处理方法
精选ppt
1
污水的生化处理法
按氧的利用方式不同: 按微生物在水中的集聚状态不 同:
▪ 好氧生物处理 ▪ 厌氧生物处理
▪ 悬浮生长系统 ▪ 固定膜系统
精选ppt
2
污水生物处理
中、 浓度
废水浓度
7~45kgBOD/ (m3∙d )
精选ppt
污水处理培训(厌氧好氧)课件

适用于农村生活污水和畜禽养殖废水处理,具有 投资少、运行稳定等优点。
04 污水处理案例分析
城市污水处理案例
城市污水处理概述
城市污水处理是指通过物理、化学和生物等方法去除城市污水中的污染物,使其达到排放 标准或回用标准的过程。
城市污水处理流程
城市污水处理主要包括一级处理、二级处理和三级处理三个阶段。一级处理主要去除悬浮 物和油脂等杂质,二级处理主要去除有机物和营养盐等,三级处理则进一步去除难降解有 机物、氮、磷等物质。
好氧处理技术需要足够的氧气供应,通常通过曝气设备(如鼓风机)提供。
好氧处理技术的种类
01
02
03
活性污泥法
利用活性污泥中的微生物 絮体对污水中的有机物进 行吸附和降解。
生物膜法
通过在反应器内培养生物 膜(如生物滤池、转盘过 滤器等),利用生物膜对 有机物的吸附和降解。
氧化塘法
利用自然界的微生物和藻 类在人工控制的池塘中降 解有机物。
厌氧处理技术可以处理高浓度有 机废水,具有较高的有机负荷和
较低的能耗。
厌氧处理技术的种类
1 2
上流式厌氧污泥床(UASB) 一种高效厌氧反应器,通过悬浮生长的厌氧污泥 与废水充分接触,实现有机物的降解和产气。
膨胀颗粒污泥床(EGSB) 一种改进型的UASB,通过增加反应器高度和增 大水力流速,提高有机物去除率和产气率。
好氧处理技术的应用场景
生活污水处理
适用于处理生活污水,如 家庭、学校、医院等场所 产生的污水。
工业废水处理
适用于处理工业废水,如 食品加工、制药、造纸等 行业的废水。
城市污水处理
适用于处理城市污水,包 括城市下水道污水和合流 污水。
污水的厌氧生物处理

一、化粪池 用于处理来自厕所的粪便废水。曾广泛用于不
设污水厂的合流制排水系统。还可用于郊区的别墅 式建筑。
化粪池例图
殷霍夫(Imhoff)池
出水
沉
沉
淀
淀
消化 污泥
进水
特点:没有搅拌、 温度控制,没有 剩余污泥排放, 泥水同时消化。 结果:效率低下, 停留时间长
单级高速消化池
沼气
进泥 热交换器
混
有些废水含有很多复杂的有机物,对于好氧 生物处理而言是属于难生物降解或不能降解的, 但这些有机物往往可以通过厌氧菌分解为较小分 子的有机物,而那些较小分子的有机物可以通过 好氧菌进一步分解。
采用缺氧与好氧工艺相结合的流程,可以达 到生物脱氮的目的(A/O法)。厌氧-缺氧-好氧法 (A/A/O法)和缺氧-厌氧-好氧法(倒置A/A/O法),可 以在去除BOD和COD的同时,达到脱氮、除磷的 效果。
• 厌氧消化发展的第二阶段,厌氧消化作为剩余污泥处理 的主要手段,
• 1927年,加热装置; • 随后,机械搅拌器; • 50年代初,沼气循环搅拌装置; • 高速消化池,至今仍是污泥处理的主要技术。
厌氧污水污泥处理技术的发展
• 1860年法国的Muras将简易沉淀池改为污泥处 理构筑物;
• 1895年英国Cameron进一步改进为腐化池; • 1903年英国的Travis首先建成了双层沉淀池; • 1906年德国的Imhoff发明Imhoff双层沉淀池; • 1912年英国的伯明翰市建了第一个消化池; • 1920年英国Watson建成最早二级消化池,同时
大分子有机物
水解
(碳水化合物,
蛋白质,脂肪等) 细菌的胞外
水解的和溶 酸化 解的有机物 产酸细菌
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厌氧生物处理活性污泥法与生物膜法是在有氧条件下,由好氧微生物降解污水中的有机物,最终产物是水和二氧化碳,作为无害化和高效化的方法被推广应用。
但当污水中有机物含量很高时,特别是对于有机物含量大大超过生活污水的工业废水,采用好氧法就显得能耗太多,很不经济了。
因此,对于高浓度有机废水一般采用厌氧消化法。
即在无氧的条件下,由兼性菌及专性厌氧细菌降解有机物,最终产物是二氧化碳和甲烷气体。
厌氧生物处理具有高效低耗的特点,因此比好氧生物处理技术更具优越性。
第一节概述一、厌氧生物处理中的厌氧微生物厌氧生物处理是以厌氧细菌为主而构成的微生物生态系统。
厌氧细菌有两种,一种是只要有氧存在就不能生长繁殖的细菌,称为绝对厌氧菌;另一种是不论有氧存在与否都能增长的细菌,称为兼性厌氧细菌(也称兼性细菌) 。
当流入废水的BOD浓度较高,细菌在好氧状态下增长以后,由于缺氧会使各种厌氧细菌繁殖起来。
一般污水散发出恶臭是由于厌氧细菌增长产生了硫化氢、胺等气体所造成的。
厌氧生物处理中的厌氧微生物主要有产甲烷细菌和产酸发酵细菌,常见的甲烷菌有四类:既甲烷杆菌、甲烷球菌、甲烷八叠球菌、甲烷螺旋菌;产酸发酵细菌主要有气杆菌属、产碱杆菌属、芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属、小球菌属、变形杆菌属、链球菌属等。
二、厌氧生物处理技术厌氧生物处理技术于19 世纪末首先在英国得到应用,到1914 年美国已建立14 座厌氧消化池。
厌氧生物处理利用厌氧微生物的代谢过程,在无需提供氧气的情况下把有机物转化为无机物和少量的细胞物质,这些无机物主要包括大量的生物气和水。
此生物气俗称沼气,沼气的主要成分是约2/3 的甲烷和1/3 的二氧化碳,是一种可回收的能源。
厌氧水处理是一种低成本的水处理技术,它又是把水的处理和能源的回收利用相结合的一种技术。
发展中国家面临严重的环境污染问题、能源短缺以及经济发展与环境治理所面临的资金不足等问题,这些国家需要有效、简单又费用低廉的技术;厌氧水处理技术可以作为能源生产和环境保护体系的一个核心部分,其产物可以被燃烧利用而产生经济价值。
如处理过的洁净水可用于鱼塘养鱼和农田灌溉;产生的沼气可作为能源;剩余污泥可以作为肥料用于土壤改良。
1、厌氧处理具有下列优点:( 1)、处理成本低。
在废水处理成本上比好氧处理要便宜得多,特别是对中等以上浓度(COD>1500mg/L的废水更是如此。
厌氧法成本的降低主要由于动力的大量节省、营养物添加费用和污泥脱水费用的减少,即使不计沼气作为能源所带来的收益,厌氧法也仅约为好氧法成本的1/3 ;如所产沼气能被利用,则费用更会大大降低,甚至带来相当的利润。
(2)、低能耗。
厌氧处理不但能源需求很少而且还能产生大量的能源。
厌氧法处理污水可回收沼气。
回收的沼气可用于锅炉燃料或家用燃气。
当处理水COD在4000~5000mg/L之间,回收沼气的经济效益较好。
(3)、应用范围广。
厌氧生物处理技术比好氧生物处理技术对有机物浓度适应性广。
好氧生物处理只能处理中、低浓度有机污水,而厌氧生物处理则对高、中、低浓度有机污水均能处理。
( 4)、污泥负荷高。
厌氧反应器容积负荷比好氧法要高得多,单位反应器容积的有机物去除量也因此要高得多,特别是使用新一代的高速厌氧反应器更是如此。
因此其反应器负荷高、体积小、占地少。
厌氧法可直接处理高浓度有机废水和剩余污泥。
(5) 剩余污泥量少好氧法处理污水,因为微生物繁殖速度快,剩余污泥生成率很高。
而厌氧法处理污水,由于厌氧世代时间很长、微生物增殖缓慢,因而处理同样数量的废水仅产生相当于好氧法1/10~1/6 的剩余污泥;剩余污泥脱水性能好,脱水时可不使用或少使用絮凝剂,因此剩余污泥处理要容易得多;可减轻后续污泥处理的负担和运行费用;污泥高度无机化,可用作农田肥料或作为新运行的废水处理厂的种泥出售。
(6) 厌氧方法对营养物的需求量较低一般认为,若以可以生物降解的BOD为计算依据,好氧方法氮和磷的需求量为BOD N: P=100: 5:1,而厌氧方法为(350~500): 5: 1。
有机废水一般已含有一定量的氮和磷及多种微量元素,可满足厌氧微生物的营养要求, 因此厌氧方法可以不添加或少添加营养盐。
而好氧法处理单一有机物的废水, 往往还需投加其他营养物,如N、P 等,这就增加了运行费用。
( 7 ) 、易管理厌氧方法的菌种 (例如厌氧颗粒污泥) 可以在停止供给废水与营养的情况下保留其生物活性与良好的沉淀性能至少1 年以上。
它的这一特性为其间断地或季节性地运行提供了有利条件,厌氧颗粒污泥因此可作为新建厌氧处理厂的种泥出售。
(8)灵活性强。
厌氧系统规模灵活,可大可小,设备简单,易于建设,无需昂贵的设备。
目前处理工业废水的上流式厌氧污泥床反应器( UASB,从几十立方米到上万立方米的规模都运行良好。
厌氧方法用于大规模的工业废水和生活污水的处理只是近几十年的事, 厌氧技术的发展尚不充分,也有不足之处。
( 1)采用厌氧生物法不能去除废水中的氮和磷采用厌氧生物处理废水,一般不能去除废水中氮和磷等营养物质。
含氮和磷的有机物通过厌氧消化, 其所含的氮和磷被转化为氨氮和磷酸盐, 由于只有很少的氮和磷被细胞合成利用, 所以绝大部分的氮和磷以氨氮和磷酸盐的形式在出水排出。
因为氮和磷是营养物质, 排入水体可引起湖泊发生富营养化, 虽然厌氧法在去除COC和BOD方面具有高效低耗的优点,但因不能去除氮和磷,使该法的应用存在局限性, 当被处理的废水含有过量的氮和磷时, 不能单独采用厌氧法, 而应采用厌氧与好氧工艺相结全的处理工艺。
( 2)厌氧法启动过程较长因为厌氧微生物的世代期长,增长速率低,污泥增长缓慢, 所以厌氧反应器的启运过程很长, 一般启动期长达3~6个月,甚至更长, 如要达到快速启动, 必须增加接种污泥量,这就会增加启动费用。
( 3)运行管理较为复杂由于厌氧菌的种群较多,如产酸菌与产甲烧菌性质各不相同, 而互相又密切相关, 要保持这两大类种群的平衡, 对运行管理较为严格,稍有不慎,可能使两种群失去平衡,使反应器不能正常工作,如进水负荷突然提高,反应器的PH值会下降,如不及时发现控制,反应器就会出现“酸化”现象,使产甲烷菌受到严重抑制、甚至使反应都不能再恢复正常运行,必须重新启动。
( 4)卫生条件较差, 一般废水中均含有硫酸盐, 厌氧条件下会产生硫酸盐还原作用而放出硫化氢等气体, 其中硫化氢是一种有毒和具有恶臭的气体, 如果反应器不能做到完全密闭, 就会散发出臭气,引起二次污染,因此, 厌氧处理系统的各处理构筑物应尽可能密封, 以防臭气散发。
( 5)厌氧处理去除有机物不彻底厌氧处理废水中有机物时往往不够彻底, 一般单独采用厌氧生物处理不能达到排放标准,所以厌氧处理必须要与好氧处理相配合。
( 6)厌氧微生物对有毒物质较为敏感厌氧微生物对有毒物质较为敏感, 因此, 对于有毒废水性质了解的不足或操作不当可能导致反应器运行条件的恶化。
但是随着人们对有毒物 质的种类、毒性物质的允许浓度和可驯化性的了解以及工艺上的改进, 这一问题正在得到克 服。
近年来人们发现,厌氧细菌经驯化后可以极大地提高其对毒性物质的耐受力。
三、厌氧生物处理技术的发展厌氧处理法最早用于处理城市污水处理厂的沉淀污泥,即污泥消化,后来用于处理高浓 度有机废水,采用的是普通厌氧生物处理法。
普通厌氧处理法的主要缺点是水力停留时间长, 污泥中温消化时,一般需 20~30d 。
因为水力停留时间长,所以消化池的容积大,基本建设费用和运行管理费用都较高,这个缺点长期限制了厌氧生物处理法在各种有机废水处理中的 应用。
20世纪60年代以后,由于能源危机导致能源价格猛涨,厌氧发醇技术日益受到人们的 重视,对这一技术在废水领域的应用开展了广泛、 深入的科学研究工作, 开发了一系列高效率的厌氧生物处理工艺,这些新型高效厌氧反应器工艺与传统消化池比较有一共同的特点: 提高了厌氧反应负荷和处理效率, 延长了污泥停留时间, 提高了污泥浓度,改善了反应器内的流态。
污泥停留时间的延长与污泥浓度的提高使厌氧系统更具有稳定性,有效增强了对不 良因素(例如有毒物质)的适应性,因此十几年来,厌氧废水处理技术得以很快推广,成为 水处理领域里一项有效的新技术。
如:厌氧接触法、升流式厌氧污泥床(UASB 、厌氧流化床(AFB 、厌氧膨胀床(EGSB 、厌氧滤池(AF )、厌氧生物转盘等。
第二节厌氧生物处理机理污水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物 (包括兼性厌氧微生物)的作用,将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程, 也称为厌氧消化。
与好氧过程的根本区别在于不以分子态氧作为受氢体,而以化合态氧、碳、硫、氮等为受氢 体。
厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程,依靠三大主要类群的细菌,即水解产酸细 菌,产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成,因而可将厌氧消化过程划分为三个连续阶段,既水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。
T 1、第一阶段为水解酸化阶段。
复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物,然 后转入细胞体内,分解产生挥发性有机酸、醇类、醛类等。
这个阶段主要产生较高级脂肪酸。
碳水化合物、脂肪和蛋白质的水解酸化过程分别为:多糖如纤维素 水解 单糖 酸化’脂肪酸、醇类低聚糖细胞外酶卜 糖产酸细菌* CO 2、H 2蛋白质细胞外> 氨基酸 一 NH 3、脂HT 醇类、H 2S 由于简单碳水化合物的分解产酸作用,要比含氮有机物的分解产氨作用迅速,故蛋白质 的分解在碳水化合物分解后产生。
含氮有机物分解产生的 NH 除了提供合成细胞物质的氮源外,在水中部分电离,形成 NHHCO,具有缓冲消化液 PH 值的作用,有时也把继碳水化合物分解后的蛋白质分解产氨过 程称为酸性减退期,其反应为: (13-1 ) 脂肪—长链脂肪酸、甘油 酸化,脂肪酸、醇类 产酸细菌. H 2O 、CO 2 (13-2 )(13-3 )上述三个阶段的反应速度依废水性质而异,在含纤维素、半纤维素、果胶和脂类等污染物为主的废水中,水解作用易成为速度限制步骤;简单的糖类、淀粉、氨基酸和一般的蛋白质均能被微生物迅速分解,对含这类有机物为主的废水,产甲烷反应易成为限速阶段。
综上,厌氧消化三阶段的模式如图14-1所示。
图13- 1有机物厌氧消化三阶段模式图虽然厌氧消化过程从理论上可分为以上3个阶段,但是在厌氧反应器中,这3个阶段是同时进行的,并保持某种程度的动态平衡,这种动态平衡一旦被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,甚至会导致整个厌氧消化过程停滞。
第三节污泥厌氧生物处理污泥厌氧生物处理亦称污泥厌氧消化:是指在人工控制条件下,通过微生物的代谢作用,使污泥中的有机质稳定化的过程。