厌氧生化法.ppt

 污水厌氧生物处理的发展过程 早期发展 1881~1950年 第二代厌氧反应器 1955年开发了厌氧接触法新工艺，标 志着现代厌氧反应器的开端。 第三代厌氧反应器 1980年Switzenbaum等推出了厌氧附着膜膨胀 床反应器（AAFEB）,还有厌氧流化床（AFB）。 厌氧生化法的优点： （1）应用范围广 因供氧限制，好氧法一般适用于中、低浓度有机废水的处理，而厌氧法适用于中、高浓度有机废水。 有些有机物对好氧生物处理法来说是难降解的，但对厌氧生物处理是可降解的，如固体有机物、着色剂蒽醌和某些偶氮染料等。 (2)能耗低 好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用随着有机物浓度的增加而增大，而厌氧法不需要充氧，而且产生的沼气可作为能源。 废水有机物达一定浓度后，沼气能量可以抵偿消耗能量。研究表明，当原水BOD5达到1500mg/L时，采用厌氧处理即有能量剩余。有机物浓度愈高，剩余能量愈多。 一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的1/10。 （3）氮、磷营养需要量较少 好氧法一般要求BOD:N:P为l00:5:1，而厌氧法的BOD:N:P为l00:2.5:0.5，对氮、磷缺乏的工业废水所需投加的营养盐量较少。 （4）有杀菌作用 厌氧处理过程有一定的杀菌作用，可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。 （5）污泥易贮存 厌氧活性污泥可以长期贮存，厌氧反应器可以季节性或间歇性运转。 厌氧生物处理法缺点: （1）厌氧微生物增殖缓慢，因而厌氧设备启动和处理所需时间比好氧设备长； （2）出水往往达不到排放标准，需要进一步处理，故一般在厌氧处理后串联好氧处理； （3）厌氧处理系统操作控制因素较为复杂。 （4）厌氧过程会产生气味对空气有污染。 2 厌氧法的基本原理 废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物(anaerobic microbes)(包括兼氧微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷(methane)和二氧化碳(carbon dioxide)等物质的过程，也称为厌氧消化(anaerobic digestion) 。 对批量污泥静置考察，可以见到污泥的消化过程明显分为两个阶段。固态有机物先是液化，称液化阶段；接着降解产物气化，称气化阶段；在常温下，整个过程历时半年以上。 与好氧过程的根本区别在于不以分子态氧作为受氢体，而以化合态氧、碳、硫、氮等作为受氢体。厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌(fermentative bacteria)、产氢产乙酸细菌(acetogenic bacteria)和产甲烷细菌(methanogenic bacteria)的联合作用完成。参与消化的细菌，酸化阶段的统称产酸或酸化细菌，几乎包括所有的兼性细菌；甲烷化阶段的统称甲烷细菌。 甲烷菌的微生物学特征 简介：甲烷菌属于古菌中的一类。 古 菌 （Archaeobacteria）与原核生物极其接近。研究利用基因分析手段（DNA的G+C%，16SrRNA碱基顺序比较）发现，有一些特点与真核生物相同。 古菌的特点 形 态：薄、扁平、直角几何形态； 细胞结构：组分特异性；含有内含子； 代 谢：特殊的辅酶，代谢多样性； 呼吸类型：多为厌氧； 繁殖速度：比细菌慢； 生活习性：适应极端环境。 古菌的分类 厌氧法的影响因素 控制厌氧处理效率的基本因素有两类: 一类是基础因素，包括微生物量 (污泥浓度)、营养比、混合接触状况、有机负荷等； 另一类是环境因素，如温度、pH值、氧化还原电位、有毒物质等。 产甲烷细菌是决定厌氧消化效率和成败的主要微生物，对于一般工业废水，产甲烷阶段是厌氧过程速率的限制步骤。 2．1 温度条件 各类微生物适宜的温度范围是不同的，一般认为，产甲烷菌的温度范围为25-60℃。 在35℃和53℃上下可以分别获得较高的消化效率，温度为40-45℃时，厌氧消化效率较低。 据产甲烷菌适宜温度条件的不同，厌氧法可分为常温消化、中温消化和高温消化三种类型。 3 厌氧法的工艺和设备 按微生物生长状态分为厌氧活性污泥法(anaerobic activated sludge)和厌氧生物膜法(anaerobic slime)； 按投料、出料及运行方式分为分批式(batc