厌氧生物技术在污水处理中的应用王永辉

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1、厌氧生物技术在污水处理中的应用王永辉广东银通建筑工程有限公司518000摘要：厌氧生物处理技术工艺众多，各有特色，已经成为水处理中不可或缺的技术。在厌氧生物处理技术中，通过对各类厌氧菌在工艺运行期间的形态变化及其在污泥中的分布的实时监控，合理把握厌氧工艺进程，充分发挥厌氧菌的各自优势，对废水处理效率的提高只有重要意义。关键词：厌氧生物技术；废水处理；城市污水0引言厌氧牛.物处理技术是指在无氧条件下，利用多种厌氧菌（兼性厌氧菌和专性厌氧菌）的生物化学作用及代谢活动，将废水中的大分子有机污染物降解为小分子的醇类和有机酸，最终转化为CH4和C

2、O2（沼气的主要成分）的一种废水处理技术。自诞生以来，该技术以其能耗低、负荷高、剩余污泥量少等优点而受到国内外众多环境科学与工程领域研宄者的广泛关注。他们先后发展了厌氧消化池、厌氧接触池和厌氧生物滤池等多种处理工艺，使得该技术在污水处理领域占据了重要地位。温度是影响微牛.物牛.长的重要生态因子，其对微生物菌群的生长繁殖与代谢活性具有深远的影响。研究表明，在适宜温度范围内，温度每升高10°C,其化学反应速率通常增加2-4倍。微生物对水中污染物的降解速率主要受微生物胞内酶和胞外酶的催化作用影响，而酶对温度•有高度敏感性，酶活性的高低对污染物

3、处理效能影响显著，但是温度对酶活性具有双重影响：（1）酶促反应速度在一定温度范围（0-40°C）内，随温度升高而加快；（2）大多数酶都是蛋白质，随着温度升高，酶变性速度加快。1厌氧生物处理基木原理早在20世纪30年代，人们认为厌氧发酵有机物分解过程分为2个阶段：酸化阶段和甲烷化阶段。但是随着对厌氧微生物的不断深入，许多学者认为2个阶段理论不能真实反映厌氧发酵的详细过程，随后提出了厌氧发酵4阶段理论。见图1。第1阶段为水解阶段。复杂的大分子奋机物被胞外酶水解为小分子的溶解性冇机物。水解性细菌或发酵性细菌将纤维素、淀粉等碳水化合物水解为糖类

4、；蛋白质水解为氨基酸。第2阶段为酸化阶段。溶解性的奋机物由兼性或专性厌氧菌转化为奋机酸及醇、醛、C02和H2。冇机酸类还进一步降解形成各种低级冇机酸，如乙酸、丙酸、丁酸、长链脂肪酸和乙醇等。奋吋人们也将水解阶段和酸化阶段合称为第1阶段。第3阶段为产乙酸阶段。由产乙酸产氢细菌利用前阶段所产生的各种冇机酸分解成乙酸和H2。奋吋还奋CO2生成。第4阶段为产甲烷阶段。由产甲烷细菌利用乙酸、CO2和H2或其他一碳化合物产生甲烷。2生活污水厌氧生物处理影响因素厌氧生物处理对环境的要求比较严格。主要影响因素有温度、pH、氧化还原电位、营养、食料与微生

5、物的比、有毒物质、搅拌等。这些因素在以往实践中都做了很深入的研宄，这里针对生活污水相对低温、低含量的特性重点介绍一下温度和有机物含量对生活污水厌氧处理的影响。2.1温度温度是影响微生物生命活动最重要因素之一，其对厌氧微生物的影响尤为显著，这是因为温度直接影响厌氧微生物细胞内某些酶的活性，从而影响微生物生化反应的速率。另外温度还可能影响剩余污泥的成分与性状。厌氧废水处理可分为低温（5〜20°C）、中温（20〜42°C）和高温（42〜75°C）3类，3类不冋温度运行区间的厌氧反应器内奋着不冋类型的微生物。研究表明，高温消化的反应速率约为中温

6、消化的1.5〜1.9倍，产气率也高，但气体中甲烷分数却较中温消化低，中温要比低温的消化速率要高。但在工程实践中，当然还应考虑经济因素，采用高温消化需要消耗较多的能量，还产生臭味，当处理废水量很大时，往往不宜采用。比较适宜的温度约为35°C，即中温消化，据报道，消化污泥活性在中温35°C最高。在能源日益紧缺的情况下要求我们尽量采用低温消化，即5〜20°C。在低温条件下，污水的粘度变大使得污泥和水的接触程度会降低，产甲烷菌的活性也冇所下降，产酸菌与产甲烷菌将失去代谢平衡，从而降低了厌氧处理的效果。另外，保持温度的恒定也至关重要，波动范围一般

7、Id不宜超过2°C。据研宄，当有3°C的变化吋，就会抑制消化速度；有5°C的急剧变化吋，就会突然停止产气，使有机酸大量积累而破坏厌氧消化。随着各种新型高效厌氧反应器的开发，温度对厌氧消化的影响由于生物量的增加而变得不再显著。因此处理废水的厌氧消化反应常在常温条件（20〜25°C）下进行，以节省能量的消耗和运行费用。2.2冇机物含量当污水中有机物含量很低吋，反应器内的底物含量低。根据Monod微生物基质去除动力学方程，可知基质去除率与微生物含量和基质含量奋关，当基质含量很小吋，去除率随微生物含量和基质含量的升高而升高。而生活废水污泥长期处

8、于饥饿状态，实际污泥活性远低于最佳值。底物含量低还使产气量减少，结果底物和污泥之间的接触传质作用较差，从而降低污染物的去除效果。处理低含量废水要求污泥的流失量要少，这就对反应器保留污泥的能力有很高的要求，另