《厭氧生物處理》課件

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1、第十三章厭氧生物處理重點：厭氧生物處理機理、兩級厭氧生物處理與兩相厭氧生物處理、升流式厭氧污泥床（UASB法)、厭氧顆粒污泥的形成及其性質(zhì)。難點：生物接觸氧化法，厭氧生物處理機理、UASB法、厭氧顆粒污泥的形成及其性質(zhì)。13.1概述厭氧生物處理：在無氧的條件下，利用厭氧微生物的生命活動，將各種有機物轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳等的過程。厭氧生物處理后面常常要連接好氧生物處理最早的厭氧生物處理13.1.1厭氧生物處理的發(fā)展進入上世紀50、60年代，特別是70年代的中后期，隨著世界范圍的能源危機的加劇，人們對

2、利用厭氧消化過程處理有機廢水的研究得以強化，相繼出現(xiàn)了一批被稱為現(xiàn)代高速厭氧消化反應(yīng)器的處理工藝，從此厭氧消化工藝開始大規(guī)模地應(yīng)用于廢水處理，真正成為一種可以與好氧處理法最早用于處理城市污水處理廠的沉淀污泥，后來用于處理高濃度有機廢水。普通厭氧生物處理法的主要缺點是水力停留時間長，一般需要20～30d。發(fā)展的厭氧生物處理現(xiàn)代的厭氧生物處理進入20世紀90年代以后，隨著以顆粒污泥為主要特點的UASB反應(yīng)器的廣泛應(yīng)用，在其基礎(chǔ)上又發(fā)展起來了同樣以顆粒污泥為根本的顆粒污泥膨脹床（EGSB）反應(yīng)器和厭氧內(nèi)

3、循環(huán)（IC）反應(yīng)器。其中EGSB反應(yīng)器利用外加的出水循環(huán)可以使反應(yīng)器內(nèi)部形成很高的上升流速，提高反應(yīng)器內(nèi)的基質(zhì)與微生物之間的接觸和反應(yīng)，可以在較低溫度下處理較低濃度的有機廢水，如城市廢水等；而IC反應(yīng)器則主要應(yīng)用于處理高濃度有機廢水，依靠厭氧生物過程本身所產(chǎn)生的大量沼氣形成內(nèi)部混合液的充分循環(huán)與混合，可以達到更高的有機負荷。這些反應(yīng)器又被統(tǒng)一稱為“第三代厭氧生物反應(yīng)器”。早期的厭氧生物反應(yīng)器①1881年法國Mouras的自動凈化器：②1891英國Moncriff的裝有填料的升流式反應(yīng)器：③1895

4、年，英國設(shè)計的化糞池（SepticTank）；④1905，德Imhoff池（稱隱化池、雙層沉淀池）特點有：①處理廢水同時，也處理從廢水沉淀下來的污泥；②前幾種構(gòu)筑物由于廢水與污泥不分隔而影響出水水質(zhì)；③雙層沉淀池則有了很大改進，有上層沉淀池和下層消化池；④停留時間很長，出水水質(zhì)也較⑤后兩種反應(yīng)器曾在英、美、德、法等國得到廣泛推廣，在我國目前仍有應(yīng)用13.1.2厭氧生物處理的特點與廢水的好氧生物處理工藝相比，廢水的厭氧生物處理工藝具有以下主要優(yōu)點：①能耗降低，而且還可以回收生物能（沼氣）；因為厭氧生

5、物處理工藝無需為微生物提供氧氣，所以不需要鼓風曝氣，減少了能耗，而且厭氧生物處理工藝在大量降低廢水中的有機物的同時，還會產(chǎn)生大量的沼氣。主要優(yōu)點②污泥產(chǎn)量很低；產(chǎn)酸菌的產(chǎn)率Y為0.15~0.34kgVSS/kgCOD，產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)率Y為0.03kgVSS/kgCOD左右，而好氧微生物的產(chǎn)率約為0.25~0.6kgVSS/kgCOD。③厭氧微生物可以使生物不能降解的一些有機物進行降解或部分降解；對于某些含有難降解有機物的廢水，利用厭氧工藝進行處理可以獲得更好的處理效果。①厭氧生物處理過程中所涉及到的

6、生化反應(yīng)過程較為復(fù)雜。②厭氧微生物特別是其中的產(chǎn)甲烷細菌對溫度、pH等環(huán)境因素非常敏感。③厭氧生物處理出水水質(zhì)仍通常較差，一般需要利用好氧工藝進行進一步的處理；主要缺點④厭氧生物處理的氣味較大；⑤對氨氮的去除效果不好，還可能由于原廢水中含有的有機氮在厭氧條件下的轉(zhuǎn)化導(dǎo)致氨氮濃度的上升。我國高濃度有機工業(yè)廢水排放量巨大，這些廢水濃度高、多含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)、纖維素等有機物；我國當前的水體污染物還主要是有機污染物以及營養(yǎng)元素N、P的污染；目前高濃度有機工業(yè)廢水的處理特點是：能源昂貴、土

7、地價格劇增、剩余污泥的處理費用也越來越高。我國的厭氧技術(shù)特點我國的厭氧工藝技術(shù)特點①能將有機污染物轉(zhuǎn)變成沼氣并加以利用；②運行能耗低；③有機負荷高，占地面積少；④污泥產(chǎn)量少，剩余污泥處理費用低；等等；厭氧工藝的綜合效益表現(xiàn)在環(huán)境、能源、生態(tài)三個方面。13.1.3厭氧生物處理的發(fā)展趨勢開發(fā)厭氧生物處理新工藝用來治理有機污水的污染，無疑是一種具有良好經(jīng)濟效益的方法。近年來，污水厭氧處理工藝發(fā)展十分迅速，各種新工藝、新方法不斷出現(xiàn)，包括有厭氧接觸法、升流式厭氧污泥床、檔板式厭氧法、厭氧生物池、厭氧膨脹床

8、和流化床、厭氧生物轉(zhuǎn)盤等。大家都在為提高生物處理能力和穩(wěn)定性的途徑努力著：1.提高生物的持有量2.利用厭氧生物處理中微生物種群的特點，實現(xiàn)相分離。13.2厭氧生物處理的基本原理13.2.1復(fù)雜有機物的厭氧降解傳統(tǒng)觀念－－兩階段理論1.酸性發(fā)酵階段——脂肪酸；2.穩(wěn)定發(fā)酵階段——甲烷和CO23.發(fā)酵：指氫供體和受氫體都是有機化合物的生物氧化作用。4.產(chǎn)生有還原性的有機物；CH3COCOOH→2CO2+CH3CHO2CH3COOH→2CH4+2CO2發(fā)展中觀點－－三階段理論1.水解階段