工学污水的厌氧生物处理课件.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，（BOD5 500mg/L)； 厌氧法高、低浓度有机废水均可处理。中、高浓度有机废水，（BOD5 2000mg/L), 。 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）污泥产量低易贮存 污泥产量低且沉降性能好，仅为好氧法的1/6－1/10。厌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）操作控制因素较为复杂。 （4）厌氧过程会产生臭气。 二. 厌氧法的基本原理 1.传统的厌氧消化理论为两阶段理论 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。 1、两阶段理论 将厌氧发酵分为产酸（酸性发酵）和产气（碱性发酵）两个阶段，相应起作用的微生物分为产酸细菌和产甲烷细菌。 2、三阶段理论 产甲烷菌只能利用乙酸、H2/CO2和甲醇； 长链脂肪酸和醇类必须被产氢产乙酸菌转化为乙酸、H2、CO2和甲醇后，才能被产甲烷菌利用。 厌氧发酵依次分为水解发酵阶段、产氢产乙酸阶段、产甲烷阶段三个阶段。 起作用的细菌分别称为水解发酵细菌、产氢产乙酸菌、产甲烷细菌。 2、三阶段理论 ①水解发酵阶段： 复杂有机物(纤维素、淀粉、蛋白质、脂肪)被发酵细菌分泌的水解酶（胞外酶） (纤维素酶、纤维二糖酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶) 分解为可溶于水的简单化合物。 纤维素被水解转化为糖； 蛋白质被转化为简单的氨基酸； 脂类被转化为脂肪酸和甘油。 这些简单的有机物再被产酸菌转化为乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇。 2、三阶段理论 二 、厌氧消化的影响因素 （一）厌氧条件：创造厌氧条件 产酸阶段需要厌氧条件： 该阶段不产甲烷微生物大多数是厌氧茵，需要在厌氧的条件下，把复杂的有机物质分解成简单的有机酸等。 产气阶段需严格的厌氧条件： 该阶段的产甲烷细菌是专性厌氧菌，不仅不需要氧，氧对产甲烷细菌反而有毒害作用，在有氧的环境中，甲烷菌受到抑制，但并不死亡。 要求氧化还原电位在-330毫伏以下。 （三）温度 一般来讲，池内发酵液温度在10℃以上，只要其他条件配合得好(如酸碱度适宜，发酵菌多)就可以开始发酵，产生沼气。 代谢速率在35～38℃有一个高峰，50～65℃有另一高峰。幻灯片 20 中温消化：消化时间约为20d，对寄生虫卵和大肠菌杀灭率低。常用此消化。 高温消化，消化时间约为10d，可杀灭99% 常温消化，低于20℃的消化。 （三）温度 6、温度要相对稳定，一天内的变化范围在±2℃内为宜。 原因：甲烷菌对温度的急剧变化非常敏感，即使温度只降低2℃，也能立即产生不良影响，产气下降。 （六）营养和C/N比 碳氮比例为10-20：1，即可正常发酵。 过低：则会放出大量的NH3，抑制产甲烷菌的活动； 过高：细胞的N量不足，消化液缓冲能力低，pH容易低，反应速率下降。 2. 碳:氮:磷控制为200-300:5:1为宜 （七）添加剂 在发酵液中添加少量的硫酸锌、磷矿粉、炼钢渣、碳酸钙、炉灰等均可不同程度地提高产气量