污水的厌氧生物处理48856.ppt

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1、污水的厌氧生物处理1厌氧生物处理的基本原理2污水的厌氧生物处理方法污水的生化处理法按氧的利用方式不同：好氧生物处理厌氧生物处理按微生物在水中的集聚状态不同：悬浮生长系统固定膜系统污水生物处理厌氧处理好氧处理废水浓度水力停留时间有机容积负荷能耗主要副产物5-20天3-10小时7~45kgBOD/（m3∙d）高质燃料中、浓度低浓度高出十倍剩余污泥高低0.4~1.0kgBOD/（m3∙d）BOD:N:P=100:5:1BOD:N:P=200~400:5:1营养物需要1厌氧生物处理的基本原理1厌氧生物处理的基本原理按降解机理分段：1.厌氧消化的

2、机理（1）定义：废水的厌氧生物处理是指在无氧条件下通过厌氧微生物(anaerobicmicrobes)(专性厌氧菌和兼性菌）的作用，分解废水中的各种复杂有机物，最终产物是甲烷(methane)和二氧化碳(carbondioxide)等物质的过程，也称为厌氧消化(anaerobicdigestion)（2）厌氧消化过程1厌氧生物处理的基本原理有机物要经过水解，产酸等多种不同的微生物降解过程，最终由产甲烷细菌作用而生成甲烷和二氧化碳。①厌氧消化的两阶段理论：酸性发酵阶段：消化液的pH迅速下降，转化产物中有机酸和醇是主体甲烷发酵阶段：产生消化气

3、，主体是CH4酸性发酵阶段甲烷发酵阶段复杂有机物碳水化合物，蛋白质，脂类简单溶解性有机物水解发酵脂肪酸、醇类H2，CO2CH3COOH产氢产乙酸菌同型产乙酸菌另一组产甲烷菌CH4+CO2一组产甲烷菌甲烷产量的70%甲烷产量的30%1厌氧生物处理的基本原理水解发酵阶段水解发酵菌主要是专性厌氧菌和兼性厌氧菌产氢产乙酸阶段在产氢产乙酸菌的作用下产甲烷阶段两组生理上不同的产甲烷菌按降解机理分段：②厌氧消化的三阶段理论参考教材第353页③厌氧消化的4阶段理论1厌氧生物处理的基本原理按降解机理分段：2.厌氧消化的影响因素（1）温度根据甲烷菌对于温度的

4、适应性，可分为中温甲烷菌和高温甲烷菌两类。中温处理一般为33-36℃，高温处理为50-55℃。两区之间的温度，反应速度反而减退。工程上的厌氧反应器有常温、中温、高温三种方式，分别称为常温消化、中温消化和高温消化。厌氧发酵对温度突变比较敏感，一般允许范围为±1.5-2.0℃。突然的温度变化会抑制消化速率，可使甲烷化严重受阻。由于产甲烷菌在厌氧处理的各个阶段中，对环境的影响最敏感，世代时间相对较长，甲烷化反应速度较慢，常作为厌氧消化过程的控制阶段，反应条件应重点满足甲烷菌的环境要求。参考教材第357页1厌氧生物处理的基本原理按降解机理分段：2

5、.厌氧消化的影响因素（2）pH及碱度产甲烷菌适宜的pH值为7.0左右，大体在6.5-7.5之间。在消化系统中，如果水解发酵阶段与产酸阶段的反应速率超过产甲烷阶段，则pH会降低，影响甲烷菌的生活环境。反应器的pH值过低，常表现为挥发酸浓度过高；pH值过高，常见于NH4+浓度过高。消化系统中，消化液有一定的缓冲作用，缓冲剂是有机物分解过程中产生的，即消化液中的CO2（碳酸）及NH3（以NH3和NH4+的形式存在）。重碳酸盐（HCO3-）与碳酸H2CO3组成缓冲溶液。1厌氧生物处理的基本原理按降解机理分段：2.厌氧消化的影响因素（3）氧化还原电

6、位（ORP）氧化还原电位是指一个体系中氧化剂和还原剂的相对强度，表示溶液的氧化或还原反应的能力，以伏特或毫伏来计量。甲烷菌对氧化还原电位的要求一般为-330mV以下，但这个氧化还原电位通常是指常温条件的数值。可用于常温或中温反应器的设计与运行管理指标。但是在高温反应器中适宜的氧化还原电位要低得多，一般应低于-500mV。一般情况下，氧的溶入是引起发酵系统的氧化还原电位升高的主要和直接原因。但应注意，氧化剂或氧化物质的存在，同样可使氧化还原电位升高。如NO3-、SO42-、CrO72-、Fe3+等。1厌氧生物处理的基本原理按降解机理分段：2

7、.厌氧消化的影响因素（4）营养比一般工程上主要控制进料的碳、氮、磷的比例，其它元素不加以控制。一般认为，厌氧法中的碳、氮、磷的比例应控制在200-400：5：1为宜（好氧法中BOD5：N：P=100：5：1）。其中以碳氮比的控制较为重要。碳氮比过高，不仅厌氧菌增值缓慢，而且消化液的缓冲能力较低，在有机负荷较高等情况下，pH容易下降。相反，若氮源过多，即碳氮比太低，氨化和反硝化过程将产生大量的氨，使pH值升高。当pH值升高到7.9以上时，会抑制产甲烷菌的活性，使消化效率降低。1厌氧生物处理的基本原理按降解机理分段：2.厌氧消化的影响因素（5

8、）有机负荷在厌氧法中，有机负荷通常是指容积有机负荷，简称容积负荷，即消化器单位有效容积每天接受的有机物量[kgCOD/m3∙d]。此外也有用污泥负荷表达的，即[kgCOD/kgVSS∙d]。厌