废水厌氧生物处理工程

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1、废水厌氧生物处理工程2.1厌氧生物处理的基本原理2.2厌氧消化池2.3厌氧接触法2.4厌氧滤池2.5升流式厌氧污泥床2.6厌氧膨胀床和厌氧流化床2.7厌氧生物转盘2.8厌氧挡板反应器2.9两相厌氧消化工艺厌氧生物处理与好氧生物处理的区别⑴起分解作用的微生物类群不同。⑵对环境要求不同。⑶好氧处理所需时间比厌氧处理短，没有臭气产生。⑷厌氧法的降解不彻底，放热少，反应速度低，处理的有机物负荷低。⑸处理对象不同:厌氧生物处理多用于处理沉降的有机污泥和高浓度的有机废水；好氧生物处理则多用于处理有机污染浓度较低或适中的废水。2.1厌氧生物处理的基本原理在缺氧条件下利用

2、厌氧微生物(包括兼性厌氧微生物)分解污水中有机物的方法，也称厌氧消化法。其代谢产物沼气主要成分是甲烷，故又称作沼气发酵法或甲烷发酵法。人工沼气发酵研究已有100多年的历史，从19世纪末到20世纪初，许多国家的微生物学者对纤维素的发酵进行研究。前苏联微生物学者奥梅梁斯基发现奥氏甲烷杆菌，提出沼气发酵理论，并为开辟沼气应用的途径奠定了基础。⑴厌氧消化的生化阶段厌氧生物处理的四阶段理论（1967年，Bryant)有机物质Ⅰ发酵细菌长链脂肪酸、醇类Ⅱ产氢产乙酸细菌乙酸H2/CO2Ⅲ产甲烷细菌CH4厌氧生物处理的三阶段理论（1979年）第Ⅰ阶段——水解产酸阶段水解和

3、发酵性细菌群将复杂有机物转化成有机酸：纤维素、淀粉等水解为单糖，再酵解为丙酮酸；将蛋白质水解为氨基酸，脱氨基成有机酸和氨；脂类水解为各种低级脂肪酸和醇，例如乙酸、丙酸、丁酸、长链脂肪酸、乙醇、二氧化碳、氢、氨和硫化氢等。微生物群落是水解、发酵性细菌群，有专性厌氧的:梭菌属(Clostridium)拟杆菌属(Bacteriodes)丁酸弧菌属(Butyrivibrio)真杆菌(Eubacterium)双歧杆菌属(Bifidobacterium)革兰氏阴性杆菌兼性厌氧的有:链球菌肠道菌据研究，每mL下水污泥中含有水解、发酵性细菌108~109个，每克挥发性固体

4、含1010~1011个，其中蛋白质水解菌有107个，纤维素水解菌有105个。第二阶段：乙酸和氢气的产生产氢和产乙酸细菌群进一步把第一阶段的产物分解为乙酸和氢气；将第一阶段发酵的有机酸、长链脂肪酸、芳香族酸及醇等分解为乙酸和氢气。微生物群落：互营单胞菌属(Syntrophomonas)、互营杆菌属(Syntrophobacter)、梭菌属(Clostridium)、暗杆菌属(Pelobacter)等。只有少数被分离出来。第三阶段：甲烷的产生微生物：两组生理不同的专性厌氧的产甲烷菌群一组将H2和CO2合成CH4或CO和H2合成CH4；另一组将乙酸脱羧生成CH4

5、和CO2；或利用甲酸、甲醇、及甲基胺裂解为CH4。有28％的甲烷来自H2的氧化和CO2的还原。72％的甲烷来自乙酸盐的裂解。由于大部分甲烷和二氧化碳逸出，氨(NH3)以亚硝酸铵(NH4NO2)、碳酸氢铵(NH4HCO3)形式留在污泥中，它们可中和第一阶段产生的酸，为产甲烷菌创造了生存所需的弱碱性环境。氨可被产甲烷菌用作氮源。研究表明：有机物厌氧分解生成甲烷的过程1)发酵性细菌(2)产氢产乙酸细菌(3)利用H2和CO2产甲烷菌（30%）(4)分解乙酸的产甲烷菌（70%）4H2+C02→CH4＋2H20CH3C00H→CH4+C02产甲烷化学过程⑵厌氧生物处理

6、中的微生物类型非产甲烷菌发酵细菌产氢产乙酸菌同型产乙酸菌产甲烷菌（一）发酵细菌（产酸细菌)属别包括梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、真细菌属和双歧杆菌属。大多数为专性厌氧菌，也有大量兼性厌氧菌。功能通过胞外酶将不溶性有机物水解成可溶性有机物，再将可溶性的大分子有机物转化成脂肪酸、醇类等。（二）产氢产乙酸细菌属别包括互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌属和暗杆菌属。为绝对厌氧菌或是兼性厌氧菌。功能把各种挥发性脂肪酸降解为乙酸、H2，反应如下：乙醇：CH3CH2OH+H2OCH3COOH+2H2丙酸：CH3CH2COOH+2H2OCH3COOH+3H2+CO2丁酸：C

7、H3CH2CH2COOH+2H2O2CH3COOH+2H2(三）产甲烷细菌最常见的是：产甲烷杆菌、产甲烷球菌、产甲烷八叠球菌、产甲烷螺菌和产甲烷丝菌等。绝对厌氧菌，在分类学上属于古细菌。可分为两类：（1）利用乙酸产生甲烷CH3COOHCH4+CO2(2)利用H2和CO2合成CH44H2+CO2CH4+2H2O甲烷细菌一般性质杆状、球状、螺旋状碳源：有机酸、醇类氮源：NH4+通气：严格厌气温度：多为中温性酸碱性：中性或微碱性厌氧生物处理微生物群体间的关系（一）不产甲烷细菌（包括发酵细菌和产氢产乙酸细菌）为产甲烷细菌提供生长和产甲烷所需要的基质。（二）不产甲烷

8、细菌为产甲烷细菌创造适宜的氧化还原条件。（三）不产甲烷细菌为产甲烷