污水处理-厌氧生物处理方法.ppt

生化处理主要内容 废水处理微生物学基础 废水的好氧生物处理（一） 稳定塘、土地处理 废水的好氧生物处理（二）--生物膜法 废水的好氧生物处理（三）--活性污泥法 生物脱氮除磷技术 废水的厌氧生物处理 废水的厌氧生物处理 概述 原理 影响因素及控制要求 主要构筑物及工艺 一、厌氧生物处理——概述 一、厌氧生物处理——概述 在这个过程中: 部分有机物转化为CH4 部分被分解为CO2、H2O、NH3、H2S等无机物，并为细胞合成提供能量； 少量有机物被转化、合成为新的原生质的组成部分。 一、厌氧生物处理——概述 一、厌氧生物处理——概述 厌氧生物处理的早期目的和过程 厌氧生物处理机理 1)厌氧生物处理的早期目的和过程 早期的厌氧处理研究主要针对污泥消化，即将污泥中的固态有机物降解为液态和气态的物质。 污泥的消化过程明显分为两个阶段：固态有机物先液化，称液化阶段；接着降解产物气化，称气化阶段；整个过程历时半年以上。 1)厌氧生物处理的早期目的和过程 1、液化阶段 最显著的特征是液态污泥的PH值迅速下降，不到10天，降到最低值(例如在室温下，露在空气中的食物几天内就变馊发酸)，所以又称酸化阶段。 污泥中的固态有机物如淀粉、纤维素、油脂、蛋白质等，在无氧环境中降解时，转化为有机酸、醇、醛、水分子等液态产物和C02、H2、NH3、H2S等气体分子。由于转化产物中有机酸是主体，所以导致PH值下降。 又由于产生的NH3溶解于水后产生的NH4OH具有碱性，产生中和反应并经过长时间的过程后使PH值回升，并进入气化阶段。 1)厌氧生物处理的早期目的和过程 2、气化阶段： 有机酸、醇、醛等中间产物在甲烷菌的作用下转化为生物气，也可称消化气，主体是CH4，因此气化阶段常称甲烷化阶段。该阶段除产生CH4外，还产生CO2和微量H2S。 1)厌氧生物处理的早期目的和过程 液化阶段： 兼性厌氧菌作用，大量氢产生，也称氢发酵阶段，有机酸大量积累，pH迅速下降，污泥带有粘性，呈灰黄色，并发出恶臭，污泥称为酸性发酵污泥。 气化阶段： 专性厌氧菌作用，需隔绝光和空气，最佳pH值7.2-7.5，有机酸浓度不超过2000mg/L，最佳50－500mg/L， 碱度不应超过5000mg/L，最佳2000－3000mg/L 污泥呈黑色，稳定不易腐化，无甚恶臭，易于脱水，这种污泥成为熟污泥或消化污泥。 2) 厌氧生物处理机理 消化经历四个阶段： 水解阶段 酸化阶段 乙酸化阶段 甲烷化阶段 2) 厌氧生物处理机理 (1）水解发酵阶段 水解发酵阶段是将大分子不溶性复杂有机物在细胞外酶的作用下，水解成小分子溶解性高级脂肪酸(醇类；醛类、酮类等)，然后渗入细胞内，参与的微生物主要是兼性细菌与专性厌氧菌。 兼性细菌的附带作用：是消耗掉污水带来的溶解氧，为专性厌氧细菌的生长创造有利条件。此外还有真菌(毛霉Mucor，根霉Rhigopus，共头霉syncephastrum ,曲霉Aspergillus)以及原生动物(鞭毛虫，纤毛虫，变形虫)等。可统称为水解发酵菌。 2) 厌氧生物处理机理 (1）水解发酵阶段 污水中三种有机物的分解情况如下： 碳水化合物水解成单糖，是最易分解的有机物； 含氮有机物水解产氨较慢，故蛋白质及非蛋白质的含氮化合物(嘌呤、嘧啶等)继碳水化合物及脂肪的水解后进行，经水解为脲，胨，肌酸，多肽后形成氨基酸； 脂肪的水解产物主要为甘油、醛等。 上述三种有机物的水解速率常数为：碳水化合物(纤维素 为0.04～0.13，半纤维素为0.54)，脂肪为0.08～1.7，蛋 白质为0.02～0.03。不溶性有机物的水解发酵速度较缓慢。 从水解速率常数可看出水解过程的快慢，不难理解不同的水质需有不同的水解停留时间。 2)厌氧生物处理机理 (2）产酸脱氢阶段 产酸脱氢阶段是将第一阶段的产物降解为简单脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸等)并脱氢。 参与该阶段作用的微生物是兼性或专性厌氧菌(产氢产乙酸菌以及硝酸盐还原菌NRB、硫酸盐还原菌SRB等)。故第二阶段的主要产物是简单脂肪酸，C02，碳酸根HCO3-，铵盐NH4+和HS-，H+等。此阶段速率较快。 2) 厌氧生物处理机理 (3）产甲烷阶段 产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2和H2等转化为甲烷。参与作用的微生物是绝对厌氧菌(甲烷菌)。 此过程由两组生理上不同的产甲烷菌完成，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组从乙酸或乙酸盐脱控产生甲烷，前者约占总量的1/3，后者约占2/3。 2) 厌氧生物处理机理 上述3个阶段，以产甲烷阶段的反应速度最慢，为厌氧消化的限制阶段。与好氧氧化相比，厌氧生