廣東污廢水處理工培訓ppt第六章 厭氧生物處理課件.ppt

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1、第六章厭氧生物處理第一節(jié)厭氧生物處理的基本原理第二節(jié)污水的厭氧生物處理工藝第三節(jié)厭氧生物處理法的設(shè)計計算第一節(jié)厭氧生物處理的基本原理一、厭氧消化的機理早期的厭氧生物處理都針對污泥消化，即在無氧的條件下，由兼性厭氧細菌及專性厭氧細菌降解有機物使污泥得到穩(wěn)定，其最終產(chǎn)物是二氧化碳和甲烷氣（或稱污泥氣、消化氣）等。所以污泥厭氧消化過程也稱污泥生物穩(wěn)定過程。污泥的厭氧處理面對的是固態(tài)有機物，所以稱消化。污泥的消化過程明顯分為兩個階段污泥的消化過程明顯分為兩個階段，整個過程半年以上。液化階段－固體有機物先液化，其特征是液態(tài)污泥的pH迅速下降，轉(zhuǎn)化產(chǎn)物中有機酸是主

2、體，又稱“酸化階段”氣化階段－降解產(chǎn)物氣化主要成分為甲烷，又常稱“甲烷化”階段參與消化的細菌，酸化階段的統(tǒng)稱產(chǎn)酸或酸化細菌，幾乎包括所有的兼性厭氧細菌；甲烷化階段的統(tǒng)稱為甲烷菌。截至1991年，分離到的產(chǎn)甲烷菌已達到65個種。1979年，Byrand根據(jù)對甲烷菌和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的研究結(jié)果，認為兩階段理論不夠完善，提出了三階段理論。復(fù)雜有機物乙醇H2/CO2甲烷有機酸和醇類第一階段水解與發(fā)酵第二階段產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸第三階段產(chǎn)甲烷三階段厭氧消化過程示意圖第一階段為水解發(fā)酵階段，復(fù)雜的有機物在厭氧菌胞外酶的作用下，首先被分解成簡單的有機物，如纖維素經(jīng)水解轉(zhuǎn)化成較簡單

3、的糖類；蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化成較簡單的氨基酸；酯類轉(zhuǎn)化成脂肪酸和甘油等。繼而這些簡單的有機物在產(chǎn)酸菌的作用下經(jīng)過厭氧發(fā)酵和氧化轉(zhuǎn)化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇類等。參與該階段的水解發(fā)酵菌主要是專性厭氧菌和兼性厭氧菌。第二階段為產(chǎn)氫和產(chǎn)乙酸階段產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌把除乙酸、甲烷、甲醇以外的第一階段產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，如丙酸、丁酸等脂肪酸和醇類轉(zhuǎn)化成乙酸和氫，并有CO2產(chǎn)生。第三階段為產(chǎn)甲烷階段產(chǎn)甲烷菌把第一階段和第二階段產(chǎn)生的乙酸、H2和CO2等轉(zhuǎn)化為甲烷。二、厭氧消化的影響因素pH適宜6.8-7.2之間溫度35~38oC（中溫）和52~55oC（高溫），中溫消化的消化時間

4、（產(chǎn)氣量達到90％所需時間）約為20d，高溫消化的消化時間約為10d，對寄生蟲卵的殺滅率可達99％污泥泥齡（生物固體停留時間）由于產(chǎn)甲烷菌的增殖速率較慢，對環(huán)境條件的變化十分敏感。因此，要獲得穩(wěn)定的處理效果就需要保持較長的污泥泥齡。攪拌和混合厭氧消化是由細菌體的內(nèi)酶和外酶與底物進行的接觸反應(yīng)。因此必須使兩者充分混合。有研究表明，產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌之間存在著嚴格的共生關(guān)系。這種共生關(guān)系對于厭氧工藝的改進有實際意義，但如果在系統(tǒng)內(nèi)進行連續(xù)的劇烈攪拌則會破壞這種共生關(guān)系。營養(yǎng)與C/N比基質(zhì)的組成也直接影響厭氧處理的效率和微生物的增長，但與好氧法相比，厭氧處理

5、對污水中N、P的含量要求低。只要達到COD：N：P＝800：5：1即可滿足厭氧處理的營養(yǎng)要求。通常C/N達到10-20為宜。有毒物質(zhì)重金屬離子的毒害作用H2S的毒害作用氨的毒害作用第二節(jié)污水的厭氧生物處理工藝一、化糞池化糞池例圖用于處理來自廁所的糞便廢水。曾廣泛用于不設(shè)污水廠的合流制排水系統(tǒng)。還可用于郊區(qū)的別墅式建筑。二、厭氧生物濾池優(yōu)點：處理能力高；濾池內(nèi)可以保持很高的微生物濃度；不需另設(shè)泥水分離設(shè)備，出水SS較低；設(shè)備簡單、操作方便。缺點：濾料費用較高；濾料易堵塞，尤其是下部，生物膜很厚；堵塞后，沒有簡單有效的清洗方法。因此，懸浮物高的廢水不適用。

6、三、厭氧接觸法對于懸浮物較高的有機廢水，可以采用厭氧接觸法，它實際上是厭氧活性污泥法，不需要曝氣而需要脫氣。四、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)試驗結(jié)果證明，良好的污泥床，有機負荷率和去除率高，不需要攪拌設(shè)備，能適應(yīng)負荷沖擊和溫度與pH的變化。上流式厭氧污泥床反應(yīng)器五、分段厭氧處理法第一段：水解和液化有機物為有機酸；緩沖和稀釋負荷沖擊與有害物質(zhì)，并將截留難降解的固態(tài)物質(zhì)。第二段：保持嚴格的厭氧條件和pH，以利于甲烷菌的生長；降解、穩(wěn)定有機物，產(chǎn)生含甲烷較多的消化氣，并截留懸浮固體，以改善出水水質(zhì)。六、厭氧膨脹床和厭氧流化床床體內(nèi)充填細小的固體顆粒填料

7、，如石英砂、無煙煤、活性炭、陶粒和沸石等，填料粒徑一般為0.2-1mm。污水從床底部流入。厭氧膨脹床和流化床沼氣七、厭氧生物轉(zhuǎn)盤厭氧生物轉(zhuǎn)盤和好氧生物轉(zhuǎn)盤相似，不同之處在于上部加蓋密封，為收集沼氣和防止液面上的空間存氧。污水處理靠盤片表面生物膜和懸浮在反應(yīng)槽中的厭氧活性污泥共同完成。優(yōu)點：可承受較高有機負荷和沖擊負荷，COD去除率可達90％以上；不存在載體堵塞問題，生物膜可保持較高活性，便于操作和管理。缺點：造價高。八、兩相厭氧法兩相厭氧法是一種新型的厭氧生物處理工藝。1971年Ghosh和Pohland首次提出了兩相發(fā)酵的概念，即把產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷兩個階

8、段的反應(yīng)分別在兩個獨立的反應(yīng)器內(nèi)進行，以創(chuàng)造各自最佳的環(huán)境條件，并將這兩個反應(yīng)器串聯(lián)起來，形成