厭氧生物處理技術(shù)、.doc

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1、廢水的厭氧生物處理技術(shù)厭氧生物處理技術(shù)是利用厭氧微生物的代謝特性分解有機(jī)污染物，在不需要提供外界能源的條件下，以被還原有機(jī)物作為受氫體，同時(shí)產(chǎn)生有能源價(jià)值的甲烷氣體的水處理技術(shù)。1厭氧生物處理的基本原理1.1兩階段理論在20世紀(jì)30-60年代，人們普遍認(rèn)為厭氧消化過程可以簡(jiǎn)單地分為兩個(gè)階段，即兩階段理論。第一階段稱為發(fā)酵階段或產(chǎn)酸階段或酸性發(fā)酵階段，廢水中的有機(jī)物在發(fā)酵細(xì)菌的作用下，發(fā)生水解和酸化反應(yīng)，而被降解為以脂肪酸、醇類、CO2和H2等為主的產(chǎn)物。第二階段則被稱為產(chǎn)甲烷階段或堿性發(fā)酵階段，所發(fā)生的反應(yīng)時(shí)是產(chǎn)甲烷菌利用前一階段的產(chǎn)物脂肪酸、醇類、CO2和H2等為基質(zhì)

2、，并最終將其轉(zhuǎn)為CH4和CO2。1.2三階段理論三階段理論認(rèn)為，整個(gè)厭氧消化過程可以分為三個(gè)階段，即水解、發(fā)酵階段，產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。有機(jī)物首先通過發(fā)酵細(xì)菌的作用生成乙醇、丙酸、丁酸和乳酸等，接著通過產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的降解作用而被轉(zhuǎn)化為CH4和CO2。產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌之間存在著互營(yíng)共生的關(guān)系。該理論將厭氧發(fā)酵微生物分為發(fā)酵細(xì)菌群、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群和產(chǎn)甲烷菌群。1.3四階段理論幾乎與三階段理論的提出同時(shí)，Zeikus提出了四菌群學(xué)說即四類群理論。與三階段理論相比，該理論增加了同型（耗氫）產(chǎn)乙酸菌群(HomoacetogenicBacteria),該菌群的代謝特點(diǎn)

3、是能將H2/CO2合成為乙酸。但是研究結(jié)果表明，這一部分乙酸的量較少，一般可以忽略不計(jì)。目前為止，三階段理論和四類群理論是對(duì)厭氧生物處理過程較全面和較準(zhǔn)確的描述。2厭氧生物處理的優(yōu)缺點(diǎn)厭氧生物處理技術(shù)與好氧生物處理技術(shù)比較，有如下優(yōu)缺點(diǎn)。7（1）厭氧法的主要優(yōu)點(diǎn)：①應(yīng)用范圍較廣：適用于處理污泥及有機(jī)廢水；可處理好氧法難降解的有機(jī)物，也可處理含有毒有害物質(zhì)較高的有機(jī)廢水。②運(yùn)行成本與能耗較低：厭氧處理的污泥產(chǎn)率低；厭氧法所需營(yíng)養(yǎng)成分較少，一般可不必投加營(yíng)養(yǎng)分；厭氧法不需要供氧設(shè)備，因而能耗較少。③負(fù)荷高，相對(duì)來說厭氧法的反應(yīng)容積較較好氧法為小。（2）厭氧法的主要缺點(diǎn)：①處

4、理程度往往達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，常需好氧法或其他處理法補(bǔ)充，才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；②厭氧生物處理技術(shù)，不能除磷；③厭氧生物處理的啟動(dòng)與處理時(shí)間較好氧法長(zhǎng)。④厭氧生物處理技術(shù)，在處理高、低濃度的有機(jī)廢水時(shí)，生產(chǎn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及理論研究，尚欠成熟。3厭氧生物處理工藝3.1厭氧接觸工藝厭氧接觸工藝是在一個(gè)厭氧的完全混合反應(yīng)器基礎(chǔ)上增加了污泥分離和回流裝置。從完全混合式反應(yīng)器中排出的混合液首先在沉淀池中進(jìn)行固液分離，可以采用沉淀池或氣浮處理裝置進(jìn)行處置。污水從沉淀池上部排出，沉淀下的污泥回流至消化池，這樣做既可保證污泥不流失，又可提高消化池內(nèi)的污泥濃度，從而在一定程度上提高設(shè)備的有機(jī)負(fù)荷率和處

5、理效率。厭氧接觸法的主要優(yōu)點(diǎn)：適用于處理以溶解性有機(jī)物為主的高濃度有機(jī)廢水。由于具有污泥回流及攪拌混合設(shè)備，消化池內(nèi)混合均勻，可降解部分難生物降解的有機(jī)化合物，處理水質(zhì)好。便于人工控制。厭氧接觸法的主要缺點(diǎn)：由于消化污泥顆粒細(xì)小，并夾帶有沼氣氣泡，沉淀池難以完成良好的固液分離。故需設(shè)氣體分離器；啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，不宜處理季節(jié)性廢水；消化時(shí)間較短，耐沖擊負(fù)荷能力低。3.2厭氧生物濾池(AF)厭氧生物濾池是一種淹沒式的固定填料生物膜法。廢水自下而上，或自上而下地通過固定填料床。前者稱為升流式厭氧生物濾池、后者稱降流式厭氧生物濾池。7上流式屬于推流式工藝；而降流式厭氧生物濾池由于水

6、流下向流動(dòng)、沼氣上升以及填料空隙間的懸浮污泥的存在，混合情況良好，屬于完全混合工藝。厭氧生物濾池適用于含懸浮可降解有機(jī)物較高的廢水。適用COD濃度范圍為1000～20000mg/L。為了避免堵塞，可回流部分處理水。該工藝簡(jiǎn)單方便，產(chǎn)生的污泥量很少。3.3升流式厭氧污泥床（UASB）UASB工藝是在上流式厭氧生物膜法的基礎(chǔ)上發(fā)展而成。上流式厭氧生物膜法的填料容易造成堵塞。在取消了填料層后，運(yùn)行發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)器的相應(yīng)部位，形成一層厭氧活性污泥層，成為截留，吸附與降解有機(jī)物的主要部位。后來改進(jìn)為在反應(yīng)器的上部增加找企業(yè)提污泥分離的三相分離器。使經(jīng)厭氧消化處理后的廢水、產(chǎn)生的沼氣以

7、及艷陽活性污泥有效分離，完成廢水外派、沼氣收集并輸出、沉淀下來的活性污泥直接回落至反應(yīng)區(qū)。夠成了完整的UASB反應(yīng)器。UASB反應(yīng)器主要由下列幾部分構(gòu)成。①進(jìn)水陪水系統(tǒng)。②反應(yīng)區(qū)。包括污泥床區(qū)和污泥懸浮層懸浮層區(qū)。③三相分離器。由沉淀區(qū)、回流縫和氣封組成。④出水系統(tǒng)。其作用是把沉淀區(qū)表層處理過的水均勻地加以收集，排出反應(yīng)器。⑤氣室。⑥浮渣清除系統(tǒng)UASB反應(yīng)器的斷面形狀一般為圓形或矩形。反應(yīng)器常為剛結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，常采用圓形斷面；當(dāng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，常用矩形斷面。由于三相分離器的結(jié)果要求，采用矩形斷面便于設(shè)計(jì)和施