7 污水的厌氧生物处理.ppt

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1、第七章污水的厌氧生物处理厌氧工艺的发展历史1881年2月，法国《宇宙》，莫拉斯（Mouras）将简易沉淀池加以改进而得到的“自动净化器”。1895年，英国卡麦隆（Cameron）获得腐化池专利。1899年，美国Clark提出应将污泥和水分离，再将污泥隔绝空气消化的想法。1904年，首先在英国汉普敦建成了双层沉淀池，将沉淀池下部改变为消化室。主要优点有：(a)能量需求大大降低，还可产生能量；(b)污泥产量极低，沉降性好；(c)被降解的有机物种类多，应用范围广，主要用于处理高浓度有机废水，也可用于处理低浓度有机废水，也能处理某些好

2、氧微生物难降解的物质；(d)对水温的适应范围广；(e)有机容积负荷率高；(f)营养盐类需要量少。厌氧法的缺点是；(a)厌氧设备启动时间长；(b)处理后的出水水质差，往往需进一步处理才能达标排放。厌氧法与好氧法的比较类型优点缺点适用条件好氧法处理程度高负荷高占地面积少设备简单能耗高运行管理要求高可能发生污泥膨胀生物脱氮功能有限对营养物质有要求城市污水处理，有机工业废水处理。适用于大、中、小型污水处理厂。厌氧法能耗低适用范围广剩余污泥少可回收沼气耐冲击负荷对营养物要求低可间歇运行处理程度低，出水达不到排放要求水力停留时间长，占地面积

3、大设备复杂启动时间长污水和污泥处理。特别适用于高浓度有机废水和污泥处理。§6.1厌氧生物处理的基本原理传统上，污泥在脱水作最后处置前进行厌氧处理，称为污泥消化，“消化”也常作为厌氧处理的简称。早期的厌氧处理都是针对污泥消化的。厌氧的反应过程大致可以分为几个步骤：水解；酸化；乙酸化；甲烷化。产生气味的原因是原水中的N、S被还原为H2S、NH3等。厌氧呼吸厌氧呼吸是在没有氧分子的情况下进行的生物氧化。厌氧微生物只有脱氢酶系统，没有氧化酶系统。反应最终受体是氧以外的有机物或无机物。根据最终受体不同，分为：发酵和无氧呼吸。1发酵：指供氢

4、体和受氢体都是有机化合物的生物氧化作用，最终受体无需外加，就是供氢体分解的产物。氧化不彻底，能量少，故该类厌氧微生物消耗底物较多。2无氧呼吸：指以无机化合物（如：NO3-,NO2-,SO42-,S2O32-,CO2等）替代分子氧，作为最终受体的生物氧化作用。无氧呼吸可以使有机底物被彻底氧化，能量得以分级释放，产生的能量要远大于发酵过程。废水的厌氧生物处理厌氧处理中的微生物群落主要是原核性质的，包括细菌和古细菌。厌氧生物处理的过程是一个多步骤的过程。复杂的可降解颗粒物蛋白质和碳水化合物脂肪氨基酸和单糖长链脂肪酸挥发性有机酸（丙酮酸

5、和丁酸等）乙酸氢甲烷1234567水解发酵厌氧氧化2/31/3影响因素（针对产气步骤）温度：低温消化（15－20℃），中温消化（35-38℃），高温消化（52-55℃），工艺中应采取保温及温控措施。pH：甲烷菌适宜pH：6.8-7.2，为此需要在线监控，投加石灰或Na2CO3中和微生物产生的酸。碳氮比C/N：一般要满足COD:N:P=800:5:1即可，实际处理液的C/N以(10－20):1为宜。缺氮磷可以通过施加化肥达到目的。硫化物：甲烷菌最佳生长需要11.5mg/L的硫（以H2S计）。目前高负荷反应器硫化物可以达到150－2

6、00mg/L。有毒物质：尤其是重金属的毒害作用很大，如果运行不顺利，可以考虑是否为重金属原因。搅拌和混合：要求适合的搅拌速度。污泥泥龄：较长的泥龄有利于厌氧微生物繁殖生存。§6.2污水的厌氧生物处理方法停留时间一般为12－24小时，污泥大约半年清除一次，出水不能直接排放水体，常在绿地下设渗水系统排出。化粪池普通消化池常采用圆柱形或蛋形。中温或高温消化时，需要对料液进行加热。为保持池内温度均匀，利于沼气释放，需要搅拌，一般每隔2－4小时搅拌一次。为节省能源，可采用二级消化工艺，二级消化池与普通消化池相同，但是不设搅拌，相当于沉淀池

7、。普通消化池污泥停留时间等于水利停留时间，停留时间较长（20-30天），反应池体积大，负荷低。按容积大小分可分为小型池（1000-2500m3），中型池（2500-5000m3），大型池（5000-10000m3）。按运行方式分类有一级和二级之分。消化池的搅拌主要有以下几种方式：水泵循环搅拌（设备简单，维修方便）；机械搅拌；沼气搅拌（可以提高沼气产量）。目前仍有应用，主要应用于：污泥稳定；高浓度有机工业废水；高悬浮物含量有机废水；难降解有机物工业废水等。洛杉矶Hyperion污水处理厂蛋型厌氧消化池采纯氧曝气,每日约需纯氧220

8、吨，生物反应池内MLSS维持在1,000~1,500mg/L，出水端溶氧值控制于5~10mg/L，水力停留时间约6小时，污泥停留时间约为1~1.5天设有18座圆柱型及18座蛋型消化槽，消化温度控制在95°F，污泥停留时间约15天，产气量每天可达740万立方英呎，