第十二章 厌氧生物学原理及厌氧生物处理技术.ppt

第十二章 厌氧生物学处理原理 及厌氧生物处理技术 复杂有机物 1水解 2发酵 简单有机物 乙酸 H2 + CO2 丙酸，丁酸戊酸等，醇 CH4 + CO2 4产甲烷 4产甲烷 一有机物厌氧降解步骤 发酵细菌： 产氢产乙酸细菌： 同型产乙酸细菌： 产甲烷 细菌 3产乙酸 1.非产甲烷细菌 发酵细菌： 产氢产乙酸细菌： 同型产乙酸细菌： 2.产甲烷细菌 复杂的有机物水解，产生乙酸、丙酸等有机酸、醇， H2 + CO2 将上一步产生的有机酸醇转化为乙酸、 H2 + CO2 将CO2，碳酸盐还原成乙酸 利用有机物或无机物作为底物，在厌氧条件下转化形成甲烷 利用 H2 还原 CO2产生甲烷 利用一碳有机化合物和乙酸产生甲烷 （二）厌氧生物处理机理 复杂污染物的厌氧降解过程可以分为四个阶段水解阶段、发酵阶段（又称酸化阶段）、 产乙酸阶段、产甲烷阶段 1．水解阶段 在细菌胞外酶的作用下大分子的有机物水解为小分子的有机物 2．发酵阶段 产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨等（发酵细菌） 3．产乙酸阶段 上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质，这一阶段的主导细菌是乙酸菌。同时水中有硫酸盐时，还会有硫酸盐还原菌参与产乙酸过程。 4．产甲烷阶段 乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被甲烷菌利用被转化为甲烷和以及甲烷菌细胞物质。 经过这些阶段大分子的有机物就被转化为甲烷、二氧化碳、氢气、硫化氢等小分子物质和少量的厌氧污泥。 产甲烷细菌的生理特征 1.严格的专性厌氧菌 2.生长缓慢 3.对环境影响非常敏感 4.古细菌 5.分离培养比较困难 3.非产甲烷细菌和产甲烷细菌之间的相互关系 a.非产甲烷细菌为产甲烷细菌提供生长繁殖的底物 b.非产甲烷细菌为产甲烷细菌创造适宜氧化还原电位 c.非产甲烷细菌为产甲烷细菌清除了有毒物质 d. 产甲烷细菌为非产甲烷细菌的生化反应解除反馈抑制 e.非产甲烷细菌和产甲烷细菌共同维持环境中的适宜pH （三） 厌氧活性污泥处理的工艺流程 其中厌氧活性污泥反应器是工艺中的核心 废水 调节池 热交换器 ↑37℃ 厌氧活性 污泥反应器 气柜 沉淀池 出水 回流污泥 剩余污泥 厌氧生物处理工艺 厌氧活性污泥法 厌氧生物膜法 普通消化池 厌氧接触消化池 升流式厌氧污泥床 厌氧生物滤池 厌氧流化床 厌氧生物转盘 第十三章 水体的富营养化和氮磷的去除 第一节 水体富营养化 水体富营养化： 是指大量溶解性营养盐类(N,P)进入水体，使水中藻类等浮游生物大量生长繁殖，而后引起异养微生物旺盛代谢活动，耗尽了水体中的溶解氧，水质变差，导致其他水生生物死亡，破坏水体生态平衡的现象。 富营养化的指标： （1）含氮0.2-0.3mg/L （2）含磷0.01mg/L （3）BOD5大于10mg/L （4）细菌总数10000cfu/mL 富营养化的危害 （1）消耗溶解氧，使水生生物致死； （2） 藻类产生毒素，危害生物； （3）水质变浑浊。 控制水体富营养化的措施和方法 1.化学药剂控制：硫酸铜 2.生物学控制：藻类病原菌，病毒 3.搅动水层：表层水温降低，影响藻类生长 4.对二级生化处理的排水进行脱氮和除磷 5.采收藻类，综合利用 6.生态防治 二、生物脱氮的基本原理 1.氨化作用 有机氮 氨氮（NH4+， NH3 ） 2.硝化作用 3.反硝化作用 NO3- NO2- N2 氨化细菌 硝化细菌 反硝化细菌 三、生物脱氮工艺 活性污泥法系统 生物膜法系统 A/O处理系统 废水 反硝 化池 （缺氧） 去碳 硝化池 （好氧） 二沉 淀池 污泥回流 出水 (一) 活性污泥法（内源碳） N2 排泥 单级活性污泥生物脱氮工艺 废水 反硝 化池 （缺氧） 去碳 硝化池 （好氧） 二沉 淀池 污泥回流 出水 （外加碳源） 后去 碳池 （好氧） 外加碳源(甲醇) N2 排泥 A/O脱氮工艺 废水 好氧脱碳 缺氧反硝化 沉淀池 好氧硝化 出水 回流污泥 (二) A/O工艺（缺氧好氧工艺，Anoxicc/Oxic） 回流硝化液 （NO2- ，NO3-） 第三节 生物除磷 （BOD：N：P）100：5：1——微生物除碳的同时吸收磷元素用以合成细胞物质和合成ATP等，但只去除污水中约19％左右的磷。某些高含磷废水中残留的磷还相当高，故需用除磷工艺处理。 1．微生物除磷原理 依靠聚磷菌（兼性厌氧菌）聚磷，再从水中除去这些细菌。 好氧时：可以超过生理需求过量摄取磷，形成多聚磷酸盐