廢水處理厭氧和好氧生物處理技術.doc

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1、廢水好氧生物處理原理一、好氧生物處理的基本生物過程所謂“好氧”：是指這類生物必須在有分子態(tài)氧氣（O2）的存在下，才能進行正常的生理生化反應，主要包括大部分微生物、動物以及我們人類；所謂“厭氧”：是能在無分子態(tài)氧存在的條件下，能進行正常的生理生化反應的生物，如厭氧細菌、酵母菌等。好氧生物處理過程的生化反應方程式：①分解反應（又稱氧化反應、異化代謝、分解代謝）??CHONS??+??O2??????CO2+H2O+NH3+SO42-+¼+能量（有機物的組成元素）②合成反應（也稱合成代謝、同化作用）????C、H、O、N、S??+?

2、?能量??????????C5H7NO2③內源呼吸（也稱細胞物質的自身氧化）????C5H7NO2+O2????????CO2+H2O+NH3+SO42-+¼+能量在正常情況下，各類微生物細胞物質的成分是相對穩(wěn)定的，一般可用下列實驗式來表示：細菌：C5H7NO2；真菌：C16H17NO6；藻類：C5H8NO2；原生動物：C7H14NO3分解與合成的相互關系：1）二者不可分，而是相互依賴的；a、分解過程為合成提供能量和前物，而合成則給分解提供物質基礎；b、分解過程是一個產能過程，合成過程則是一個耗能過程。2)對有機物的去除，二者

3、都有重要貢獻；3）合成量的大小，對后續(xù)污泥的處理有直接影響（污泥的處理費用一般可以占整個城市污水處理廠的40~50%）。不同形式的有機物被生物降解的歷程也不同：一方面：結構簡單、小分子、可溶性物質，直接進入細胞壁；結構復雜、大分子、膠體狀或顆粒狀的物質，則首先被微生物吸附，隨后在胞外酶的作用下被水解液化成小分子有機物，再進入細胞內。另一方面：有機物的化學結構不同，其降解過程也會不同，如：糖類；脂類；蛋白質二、影響好氧生物處理的主要因素①溶解氧（DO）：約1~2mg/l；②水溫：是重要因素之一，在一定范圍內，隨著溫度的升高，生化反應的速率加快

4、，增殖速率也加快；細胞的組成物如蛋白質、核酸等對溫度很敏感，溫度突升或降并超過一定限度時，會有不可逆的破壞；最適宜溫度??15~30°C；>40°C??或<10°C后，會有不利影響。③營養(yǎng)物質：細胞組成中，C、H、O、N約占90~97%；其余3~10%為無機元素，主要的是P；生活污水一般不需再投加營養(yǎng)物質；而某些工業(yè)廢水則需要，一般對于好氧生物處理工藝，應按BOD:N:P=100:5:1投加N和P；其它無機營養(yǎng)元素：K、Mg、Ca、S、Na等；微量元素：Fe、Cu、Mn、Mo、Si、硼等；④pH值：一般好氧微生物的最適宜pH在6.5~8.5

5、之間；pH<4.5時，真菌將占優(yōu)勢，引起污泥膨脹；另一方面，微生物的活動也會影響混合液的pH值。⑤有毒物質（抑制物質）：重金屬；氰化物；H2S；鹵族元素及其化合物；酚、醇、醛等；⑥有機負荷率：污水中的有機物本來是微生物的食物，但太多時，也會不利于微生物；⑦氧化還原電位：好氧細菌：+300~400mV，至少要求大于+100mV；厭氧細菌：要求小于+100mV，對于嚴格厭氧細菌，則<-100mV，甚至<-300mV。第二節(jié)??廢水厭氧生物處理原理廢水厭氧生物處理在早期又被稱為厭氧消化、厭氧發(fā)酵；是指在厭氧條件下由多種（厭氧或兼性）微生物的共同作

6、用下，使有機物分解并產生CH4和CO2的過程。一、厭氧生物處理中的基本生物過程——階段性理論1、兩階段理論：20世紀30~60年代，被普遍接受的是“兩階段理論”第一階段：發(fā)酵階段，又稱產酸階段或酸性發(fā)酵階段；主要功能是水解和酸化，主要產物是脂肪酸、醇類、CO2和H2等；主要參與反應的微生物統(tǒng)稱為發(fā)酵細菌或產酸細菌；這些微生物的特點是：1）生長速率快，2）對環(huán)境條件的適應性（溫度、pH等）強。第二階段：產甲烷階段，又稱堿性發(fā)酵階段；是指產甲烷菌利用前一階段的產物，并將其轉化為CH4和CO2；主要參與反應的微生物被統(tǒng)稱為產甲烷菌（Methane

7、producingbacteria）；產甲烷細菌的主要特點是：1）生長速率慢，世代時間長；2）對環(huán)境條件（溫度、pH、抑制物等）非常敏感，要求苛刻。2、三階段理論對厭氧微生物學的深入研究后，發(fā)現(xiàn)將厭氧消化過程簡單地劃分為上述兩個過程，不能真實反映厭氧反應過程的本質；厭氧微生物學的研究表明，產甲烷菌是一類十分特別的古細菌（Archea），除了在分類學和其特殊的學報結構外，其最主要的特點是：產甲烷細菌只能利用一些簡單有機物作為基質，其中主要是一些簡單的一碳物質如甲酸、甲醇、甲基胺類以及H2/CO2等，兩碳物質中只有乙酸，而不能利用其它含兩碳或以

8、上的脂肪酸和甲醇以外的醇類；上世紀70年代，Bryant發(fā)現(xiàn)原來認為是一種被稱為“奧氏產甲烷菌”的細菌，實際上是由兩種細菌共同組成的，一種細菌首先把乙醇氧化為乙酸和H2（一種產氫