污水的厌氧生物处理.

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1、第十五章污水的厌氧生物处理第一节厌氧生物处理的基本原理第二节污水的厌氧生物处理方法第三节厌氧生物处理法的设计第四节厌氧和好氧技术的联合运用第一节厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理：在无氧条件下通过厌氧微生物(包括兼氧微生物）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。污水厌氧生物处理的发展过程早期发展1881~1950年第二代厌氧反应器1955年开发了厌氧接触法新工艺，标志着现代厌氧反应器的开端。第三代厌氧反应器1980年Switzenbaum等推出了厌氧附着膜膨胀床反应器（AAFEB

2、）,还有厌氧流化床（AFB）。一.概述厌氧生化法的优点：（1）应用范围广因供氧限制，好氧法一般适用于中、低浓度有机废水的处理，（BOD5<500mg/L)；厌氧法高、低浓度有机废水均可处理。中、高浓度有机废水，（BOD5>2000mg/L),。有些有机物对好氧生物处理法来说是难降解的，但对厌氧生物处理是可降解的，如固体有机物、着色剂蒽醌和某些偶氮染料等。(2)能耗低好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用随着有机物浓度的增加而增大，而厌氧法不需要充氧，而且产生的沼气可作为能源。废水有机物达一定浓度后，沼气能量可以抵偿消耗能量。研究

3、表明，当原水BOD5达到1500mg/L时，采用厌氧处理即有能量剩余。有机物浓度愈高，剩余能量愈多。一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的1/10。（3）氮、磷营养需要量较少好氧法一般要求BOD:N:P为l00:5:1，而厌氧法的BOD:N:P为l00:2.5:0.5，对氮、磷缺乏的工业废水所需投加的营养盐量较少。（4）有杀菌作用厌氧处理过程有一定的杀菌作用，可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。（5）污泥产量低易贮存污泥产量低且沉降性能好，仅为好氧法的1/6－1/10。厌厌氧活性污泥可以长期贮存，厌氧反应器可以季节性或间歇性

4、运转。厌氧生物处理法缺点:（1）厌氧微生物增殖缓慢，因而厌氧设备启动和处理所需时间比好氧设备长；（2）出水往往达不到排放标准，需要进一步处理，故一般在厌氧处理后串联好氧处理；（3）操作控制因素较为复杂。（4）厌氧过程会产生臭气。二.厌氧法的基本原理1.传统的厌氧消化理论为两阶段理论对批量污泥静置考察，可以见到污泥的消化过程明显分为两个阶段。固态有机物先是液化，称液化阶段；接着降解产物气化，称气化阶段；在常温下，整个过程历时半年以上。1、两阶段理论将厌氧发酵分为产酸（酸性发酵）和产气（碱性发酵）两个阶段，相应起作用的微生物分为产

5、酸细菌和产甲烷细菌。产酸细菌产气阶段有机酸积累时pH下降故称产酸阶段有机酸和醇被产甲烷菌分解产生CH4、CO2等。酸被分解pH迅速上升故称为碱性发酵阶段。两阶段理论形成较早，对甲烷菌如何利用甲醇以上的醇及乙酸以上的有机酸难以解释，因此，该理论尚未得到确认。第一阶段：酸化阶段特征：是液态污泥的pH值迅速下降。降解原料：污泥中的固态有机物或污水中的大分子化合物，如淀粉、纤维素、油脂、蛋白质等。产物：液态产物：有机酸、醇、醛、水分子等气态产物：CO2、H2、NH3、H2S等气体分子，气体大多溶解在泥液中。pH值迅速下降的原因转化产物

6、中有机酸是主体，NH3的溶解产物NH4OH有中和作用。重点第二阶段：气化阶段由低分子的有机酸经微生物作用转化为气体，气体类似沼泽散发的气体，可称沼气，主体是CH4，CO2也相当多，还有微量H2、H2S等，因此气化阶段常称甲烷化阶段。重点2、三阶段理论产甲烷菌只能利用乙酸、H2/CO2和甲醇；长链脂肪酸和醇类必须被产氢产乙酸菌转化为乙酸、H2、CO2和甲醇后，才能被产甲烷菌利用。厌氧发酵依次分为水解发酵阶段、产氢产乙酸阶段、产甲烷阶段三个阶段。起作用的细菌分别称为水解发酵细菌、产氢产乙酸菌、产甲烷细菌。重点2、三阶段理论①水解发

7、酵阶段：复杂有机物(纤维素、淀粉、蛋白质、脂肪)被发酵细菌分泌的水解酶（胞外酶）(纤维素酶、纤维二糖酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶)分解为可溶于水的简单化合物。纤维素被水解转化为糖；蛋白质被转化为简单的氨基酸；脂类被转化为脂肪酸和甘油。这些简单的有机物再被产酸菌转化为乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇。2、三阶段理论②产氢产乙酸阶段：产氢产乙酸菌把挥发性脂肪酸（如丙酸、丁酸和等），还有醇、酮、醛转化为乙酸和H2、CO2等。③产甲烷阶段：产甲烷菌将上一阶段的产物降解为CH4和CO2，也利用上一阶段产生的H2将部分CO2转化为CH4。（一）

8、厌氧条件：创造厌氧条件产酸阶段需要厌氧条件：该阶段不产甲烷微生物大多数是厌氧茵，需要在厌氧的条件下，把复杂的有机物质分解成简单的有机酸等。产气阶段需严格的厌氧条件：该阶段的产甲烷细菌是专性厌氧菌，不仅不需要氧，氧对产甲烷细菌反而有毒害作用，在有氧的环境中，甲烷菌受到抑制，但并