污水的厌氧生物处2

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1、水质工程学（II）第18章污水的厌氧生物处理1、厌氧生物处理的发展概述大致经历了3个时期：A、20世纪10年代以前的初级阶段，主要应用于污水和粪便处理；B、20世纪50年代以前第二个时期，普通消化池是唯一的实用装置；C、20世纪50年代特别是70年代以后的第三个时期，出现一大批更为先进实用的厌氧生物处理技术。厌氧生物处理法：在无氧条件下，依靠兼性菌、厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生化降解的过程，称为厌氧生化处理法或厌氧消化法。与好氧过程的根本区别在于不以分子态的氧作为受氢体。18.1厌氧生物处理的沿革、现

2、状和发展趋势2、厌氧生物处理工艺的应用现状A、厌氧生物处理工艺在污水处理中的应用；B、厌氧生物处理工艺在垃圾处理中的应用；C、秸杆等生物质的资源化和能源化。3、厌氧生物处理的发展趋势从提高生物处理能力和稳定性出发：A、提高反应器中生物持有量；B、利用厌氧生物处理中微生物种群的特点，实现相分离；C、研制反应器使之形成特殊水力流态而创造厌氧微生物的最适生态条件。18.1厌氧生物处理的沿革、现状和发展趋势优点A、应用范围广。好氧适用低浓度废水，厌氧可直接处理高浓度废水处理。B、能量需求低，还可以产生能量。C、污泥产量极低。D、

3、对水温的适应范围较为宽广。E、能够被降解的有机物多。与好氧生物处理相比，厌氧生物处理具有以下特征：18.2厌氧生物处理的主要特征缺点F、厌氧处理启动时间较长。G、处理出水水质较差。H、对pH值较为敏感。I、处理过程机理较为复杂。它是多种不同性质的微生物协同工作的过程，远比好氧复杂。18.2厌氧生物处理的主要特征62021/7/518.3厌氧生物处理基本原理废水的厌氧生物处理过程是一个复杂的微生物化学过程，它是依靠三大主要类群的细菌：水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和甲烷细菌三种细菌的联合作用完成的。三个过程如下：72021/

4、7/5水解酸化阶段----大分子变小分子，不溶解有机物变溶解性有机物。发酵产酸细菌的主要功能有两种：①水解——在胞外酶的作用下，将不溶性有机物水解成可溶性有机物；②酸化——将可溶性大分子有机物转化为脂肪酸、醇类等；18.3厌氧生物处理基本原理82021/7/5产氢产乙酸阶段----对第一阶段的产物转化为乙酸和氢，不溶解有机物变溶解性有机物。产氢产乙酸细菌的主要功能是将各种高级脂肪酸和醇类氧化分解为乙酸和H2；为产甲烷细菌提供合适的基质，在厌氧系统中常常与产甲烷细菌处于共生互营关系。18.3厌氧生物处理基本原理92021/

5、7/5产甲烷阶段----将乙酸、乙酸盐、二氧化碳和氢，转化为甲烷。产甲烷细菌的主要功能是将产氢产乙酸菌的产物——乙酸和H2/CO2转化为CH4和CO2，使厌氧消化过程得以顺利进行；主要可分为两大类：乙酸营养型和H2营养型产甲烷菌，或称为嗜乙酸产甲烷细菌和嗜氢产甲烷细菌.18.3厌氧生物处理基本原理产甲烷阶段18.3厌氧生物处理基本原理112021/7/518.3厌氧生物处理基本原理18.4.1营养与环境条件厌氧要求有机物浓度较高，一般大于1000mg/L以上。所以厌氧适于处理高浓度有机废水和污泥处理。和好氧生物处理一样，

6、厌氧处理也要求供给全面的营养，但好氧细菌增殖快，有机物有50～60%用于细菌增殖，故对N、P要求高；而厌氧增殖慢，BOD仅有5～10%用于合成菌体，对N、P要求低。COD∶N∶P＝200∶5∶1或C∶N＝12～16（好氧COD∶N∶P＝100∶5∶1）18.4厌氧消化的影响因素和控制要求厌氧过程对环境条件要求比较严格，主要环境条件：Ⅰ、氧化还原电位（ORP）氧的溶入和氧化态、氧化剂的存在：Fe3+、Cr2O72-、NO3-、SO42-、PO43-、H+会使体系中电位升高，对厌氧消化不利。高温消化——500～600mV，5

7、0～55℃中温消化——300～380mV，30～38℃产酸菌对氧还—还电位要求不甚严格＋100～-100mV产甲烷菌对氧还—还电位要求严格＜-350mV18.4.1营养与环境条件温度主要影响微生物的生化反应速度，因而与有机物的分解速率有关。温度与有机物负荷、产气量关系见右图。温度的突然变化，对沼气产量有明显影响，温度突变超过一定范围时，则会停止产气。根据采用消化温度的高低，可以分为常温消化（10~30℃）、中温消化（35℃左右）、高温消化（54℃左右）。II温度有机负荷产气量III、pH及酸碱度pH主要取决于三个生化阶段

8、的平衡状态，原液本身的pH和发酵系统中产生的分压（20.3～40.5kpa），正常发酵pH＝7.2～7.4，有机负荷太大，水解和酸化过程的生化速率大大超过产气速率。将导致水解产物有机酸的积累使pH下降，抑制甲烷菌的生理机能，使气化速率锐减，所以原液pH＝6～8，发酵过程有机酸浓度不超过3000mg/L为佳（以乙酸计）