厭氧生物處理探討

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1、厭氧生物治理技術(shù)探討近年來，我國水資源匱乏和水污染問題日益嚴(yán)重，發(fā)展水污染防治新技術(shù)迫在眉睫。但是利用傳統(tǒng)的好氧生物處理方法要耗大量能源，負(fù)擔(dān)沉重。因此，既可節(jié)能又可產(chǎn)能的厭氧生物處理技術(shù)EI益為世人所矚口。厭氧生物處理是一種低成木的廢水處理技術(shù)，乂是把廢水處理和能源的回收利用相結(jié)合的一種技術(shù)，可以作為能源生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)體系的一個(gè)核心部分，其產(chǎn)物可以被積極利用而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值。冃前厭氧生物法不僅可以處理高濃度有機(jī)廢水，而且能處理中低濃度的有機(jī)廢水，還成功地實(shí)現(xiàn)了處理低濃度有機(jī)廢水的可行性，為污水處理提供了一條及高效又低能耗的，且符合可持續(xù)發(fā)展

2、原則的處理廢水途徑。在本污水處理廠就采用了廢水厭氧生物處理和好氧生物處理相結(jié)合的處理工藝。廢水的厭氧生物處理技術(shù)是指在無分子氧的條件下通過厭氧微生物的作用，將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程。在厭氧生物處理過程中，復(fù)雜的有機(jī)物化合物被降解，轉(zhuǎn)化為簡單、穩(wěn)定的化合物，同時(shí)釋放能量。其中大部分能量以甲烷的形式出現(xiàn)，這是…種可燃?xì)怏w，可回收利用。同時(shí)，僅有少量有機(jī)物被轉(zhuǎn)化而合成為新的細(xì)胞組成部分，故相對好氧法來講，厭氧法污泥增長率要小得多。好氧法因供氧限制一般只適用于中、低濃度有機(jī)廢水的處理，而厭氧法既適用于高濃度有機(jī)廢

3、水，又適用于中、低濃度有機(jī)廢水。同吋厭氧法可降解某些好氧法難降解的有機(jī)物，如固體有機(jī)物、著色劑蔥釀和某些偶氮燃料等。在厭氧處理過程中，廢水中的有機(jī)物經(jīng)大量微生物的共同作用，被最終轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨等。在此過程屮，不同微生物的代謝過程相互影響，相互制約，形成了復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。高分了有機(jī)物的厭氧過朋可以被分為四個(gè)階段:水解階段、發(fā)酵階段、產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。水解階段水解可以定義為復(fù)雜的非溶解性的聚合物被轉(zhuǎn)化為簡單的溶解性單體或一-聚體的過程。高分了有機(jī)物因相對分了質(zhì)量巨大，不能透過細(xì)胞膜，因此不可能為細(xì)菌直接利用。它們在第

4、一階段被細(xì)菌胞外酶分解為小分子。例如纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被蛋白質(zhì)酶水解為短肽和氨基酸等。這些小分子的水解產(chǎn)物能夠溶解于水并透過細(xì)胞膜為細(xì)菌所利用O水解過程通常較緩慢，因此被認(rèn)為是含高分了有機(jī)物或懸浮物廢液厭氧降解的限速階段。多種因素如溫度、有機(jī)物的組成、水解產(chǎn)物的濃度等可能影響水解的速度和水解的程度O發(fā)酵（或酸化）階段發(fā)酵可以定義為有機(jī)物化合物既作為電子受體也是電子供休的牛:物降解過程，在此過程，溶解性有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為以揮發(fā)性脂肪酸為主的末端產(chǎn)物，因此這一過程也稱為酸化。在厭氧降解過

5、程中，酸化細(xì)菌對酸的耐受力必須加以考慮。酸化過程ph下降到4時(shí)仍可以進(jìn)行。但是產(chǎn)甲烷過程ph值的范圍6.5-7.5之間，因此ph值的下降將會(huì)減少甲烷生成和氫的消耗，并進(jìn)一步引起酸化末端組成的改變。產(chǎn)乙酸階段在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌的作用下，上階段的產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細(xì)胞物質(zhì)。甲烷階段這一階段里，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇等被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳和新的細(xì)胞物質(zhì)。甲烷細(xì)菌將乙酸、乙酸鹽、二氧化碳和氫氣等轉(zhuǎn)化為甲烷的過程由兩組生理上不同的產(chǎn)甲烷菌完成，一組把氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷，另一組從乙酸或乙酸鹽脫竣產(chǎn)生甲烷，前者約占總量的

6、1/3,后者約占2/3,反應(yīng)為：4H2+C02產(chǎn)甲烷菌—CH4+2H20（占1/3）2CH3C00H-2CH4+2C02CHsCOONHi+HqO—CH.+NH.HCOa雖然厭氧消化過程可以分為以上四個(gè)階段，但是在厭氧反應(yīng)器中，四個(gè)階段是同時(shí)進(jìn)行的，并保持某種程度的動(dòng)態(tài)平衡。該平衡一旦被ph、溫度、有機(jī)負(fù)荷等外加因素所破壞，則首先將是甲烷階段受到抑制，其結(jié)果會(huì)導(dǎo)致低級脂肪酸的積存和厭氧進(jìn)程的異常變化，其至導(dǎo)致整個(gè)消化過程停滯。厭氧生物處理的優(yōu)點(diǎn)：(1)厭氧生物處理減少有機(jī)物的污染。避免了比二氧化碳的溫室效應(yīng)強(qiáng)幾乎3倍的甲烷氣體的污染；避免了

7、能引起水體富營養(yǎng)化的瀝出液的污染;避免了對動(dòng)物、土壤產(chǎn)生惡性循環(huán)的病原體的污染；避免了影響周圍環(huán)境的臭氣和蠅類的繁殖。(2)廢水處理工藝中，厭氧消化工藝比傳統(tǒng)的好氧工藝產(chǎn)生的污泥量少，并且剩余污泥脫水性能好，濃縮時(shí)町以不使用脫水劑。因?yàn)閰捬跷⑸锷L緩慢，因此處理同樣數(shù)量的廢水僅產(chǎn)生相當(dāng)于好氧處理1/10——1/6的剩余污泥。(3)厭氧生物處理工藝的副產(chǎn)品之一是清潔能源沼氣，與傳統(tǒng)的管道煤氣和天然氣相比：沼氣具有較高熱值，可作為管道煤氣或汽車的燃料；沼氣燃燒后釋放的碳?xì)浠衔镙^少，可減少對大氣的污染。(4)厭氧生物處理能夠提高廢物中營養(yǎng)成分

8、可利用率，將不易吸收的有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成氨或硝酸鹽。(5)厭氧半物處理的副產(chǎn)品土壤改良劑，可以極大地改善土壤的持水率、土壤的透氣性，這對半干旱具有重要意義。(6)厭氧生物處理對營養(yǎng)物質(zhì)