第15章污水的厌氧生物处理ppt课件.ppt

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1、第十五章污水的厌氧生物处理人们有目的地利用厌氧生物处理法已有近百年的历史。由于传统的厌氧法存在水力停留时间长、有机负荷率低等特点，在过去很长时间里，没有得到广泛采用。它仅限于处理污水厂的污泥、粪便等。在废水处理方面，几乎都是采用好氧生物处理。近二十多年来，世界上的能源问题突出，而随着生物学、生物化学等学科的发展和工程实践经验的累积，不断开发出新的厌氧处理工艺和构筑物，克服了传统工艺的缺点，使得这一处理技术的理论和实践都有了很大进步，使它在处理高浓度有机废水方面取得了良好的效果和经济效益。引言厌氧工艺多半是能量的净生产者，而

2、好氧工艺则是能量的使用者1.厌氧处理的优缺点优点：1）工艺稳定2）减少剩余污泥处置费用3）减少补充氮、磷营养的费用4）贮存能量并具有生态和经济上的优点5）运行简单6）无尾气污染（挥发性有机物）7）处理含表面活性剂废水无泡沫问题8）可以处理好氧过程中不可生物降解物质9）减少氯化有机物的毒性10）可以处理季节性排放的废水第一节厌氧生物处理的基本原理可能的缺点：1）为增加反应器内生物量启动时间长2）低浓度或碳水化合物废水碱度不足3）某些情况下出水水质不能满足排放到地表水体的要求4）水质浓度低产生的甲烷的热量不足以使水温加热到35

3、度的厌氧生物处理最佳温度5）含有SO42-的废水会产生硫化物和气味6）无硝化作用7）氯化的脂肪族化合物对甲烷菌的毒性比对好氧异养菌大8）低温下动力学速率低9）生物活性最大时要求NH4+浓度高，约40-70mg/L2.厌氧与好氧生物技术的比较厌氧工艺的有机负荷是好氧工艺的5-10倍厌氧工艺中合成生物量仅为好氧工艺的5%-10%厌氧工艺中营养的需要量仅为好氧工艺的5%-10%厌氧工艺中活性可保持数月甚至数年而无严重衰退好氧处理每去除1000kgCOD耗电500-1000kWh，而厌氧处理无曝气能耗厌氧每去除1000kgCOD产

4、生甲烷的能量为12660000kJ3.厌氧生化的原理3.1厌氧生化的四个阶段厌氧生化处理有的学者将它分为三个阶段，即水解阶段、酸化阶段产甲烷阶段。但通过近期科学家们的研究发现，将厌氧生化处理分为四个阶段更为合理一些，即将酸化阶段分为发酵酸化阶段和产乙酸阶段。因此厌氧生化的四阶段依次为：水解阶段、发酵酸化阶段、产乙酸阶段、产甲烷阶段。3.1.1水解阶段水解即复杂的非溶解性聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。水解过程通常比较慢，因此被认为是含高分子有机物或悬浮物废液厌氧降解的限速阶段。影响水解的速度与水解的程度的因素

5、有以下几种：1.水解温度2.有机质在反应器内的保留时间3.有机质的组成4.有机质颗粒的大小5.pH值6.氨的浓度7.水解产物的浓度3.1.2发酵酸化阶段废水中的有机物在发酵细菌的作用下，发生水解和酸化反应,而被降解为以脂肪酸、醇类、CO2和H2等为主的产物.参与反应的微生物则被统称为发酵细菌或产酸细菌，其特点主要有：1)生长速率快,2)对环境条件(如温度、pH、抑制物等)的适应性较强;发酵细菌(产酸细菌)的主要功能是：1)水解:即在胞外酶的作用下，将不溶性有机物水解成可溶性有机物；2)酸化:即将可溶性大分子有机物转化为脂肪

6、酸、醇类等小分子有机物。这类细菌分属梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、双岐杆菌属等，其中大多数是厌氧菌，但也有大量是兼性厌氧菌，一般来说,水解过程比较缓慢，并会受到多种因素影响(pH、水力停留时间、有机物种类等)，有时会成为厌氧反应的限速步骤。但产酸反应的速率一般是比较快的。如果按功能来分类，则可将发酵细菌分为：纤维素分解菌、半纤维素分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌等.其中重要的类群有梭状芽孢杆菌和拟杆菌。梭状芽孢杆菌是厌氧的、产芽孢的细菌，因此它们能在恶劣的环境条件下存活。拟杆菌大量存在于有机物丰富的地方，它们分

7、解糖、氨基酸和有机酸。上述细菌的绝大多数是严格厌氧菌，但通常有约1%的兼性厌氧菌存在于厌氧环境中，这些兼性厌氧菌能够起到保护像甲烷菌这样的严格厌氧菌免受氧的损害与抑制。3.1.3产乙酸阶段发酵酸化阶段的产物在产乙酸阶段被产乙酸菌转化为乙酸、氢气和二氧化碳。通常在厌氧颗粒污泥中存在着微生态系统。在此系统中，产乙酸菌靠利用氢的细菌生长，因此氢可以很容易被消耗掉并使产乙酸过程顺利进行。产氢产乙酸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。涉及到的主要反应有：乙醇:CH3CH2OH+H2O=CH3COOH+2H2丙酸

8、:CH3CH2COOH+2H2O=CH3COOH+3H+CO2丁酸:CH3CH2CH2COOH+2H2O2=CH3COOH+2H2上述各个反应只有在系统中的乙酸浓度、和氢分压均很低时才能顺利进行。主要的产氢产乙酸菌分属互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌属、暗杆菌属等;多数是严格厌氧菌或兼性厌氧菌。3.1.4