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1、废水厌氧生物处理厌氧生物处理废水厌氧处理内容概要:1.厌氧生物处理概述2.厌氧工艺流程3．厌氧生物处理反应器第一节废水厌氧生物处理概述厌氧生物处理1．厌氧生物处理概述19世纪末－20世纪初：废水和粪便处理,反应时间长,出水水质差;1860年法国人Mouras把简易沉淀池改进作为污水污泥处理构筑物使用，1881年法国杂志将Mouras创造的称为自动净化器(AutomaticScasenger)。1895年英国Donald设计了厌氧化粪池。厌氧化粪池的创建，是厌氧处理工艺发展史上的里程碑。从此，厕所等家庭用
2、生活污水可通过化粪池得到较好的处理。1903年英国出现了Travis池。废水从一端流入，从另一端流出，两侧沉淀区分离出的污泥，在池中间的中下部分消化，产生的沼气从中间上部分排出，不会影响两侧的沉淀区。1905年德国人Imhoff对Travis池作了改进，设计了Imhoff池，又称隐化池，我国也称双层沉淀池。这种池型构造把污水的沉淀与污泥的消化完全分开，彼此不发生干扰。这种装置在本世纪20年代被广泛应用与欧美各国。化粪池和双层沉淀池至今在排水工程中仍占有重要地位。厌氧生物处理中期--被好氧工艺取代,在污泥
3、处理方面有应用,污泥的厌氧消化;普通消化池是这时期的主要反应器。70年代后--重新发展,环境问题和能源危机,开发了新的厌氧生物处理反应器.以UASB,厌氧接触工艺为代表的多种工艺，均实现高的污泥浓度高的负荷，得到广泛应用。应用现状:(A).废水处理,高浓度和高温度废水;(B).污泥处理和城市垃圾处理;(C).生物质的资源化和能源化应用.厌氧生物处理WaterPollutionControlEngineering厌氧生物处理1.1厌氧生物处理的原理(1).复杂有机物的厌氧生物处理：(A).水解.在细胞外酶
4、作用下,将大分子有机物水解为小分子溶解性有机物,如多糖-单糖，脂肪-脂肪酸甘油,蛋白质-氨基酸,小分子进入细胞内.难降解或高分子的有机物水解过程较慢,或可能成为速率限制步骤,颗粒有机物的大小,温度,pH,有机物组成成分,氨浓度,水力停留时间等影响水解速率.厌氧生物处理水解可以部分实现对难生物降解有机物的分解,促进后续处理过程的生物有效性,故对难降解废水可以预置厌氧反应器.WaterPollutionControlEngineering温度(℃)停留时间d脂肪纤维素蛋白质15601560156015000
5、.030.0180.020.01250.090.030.270.160.030.01350.110.040.620.210.030.01温度,停留时间对水解速率常数Kh的影响厌氧生物处理(B)．酸化.产酸细菌酸化,将溶解性有机物转化为挥发性脂肪酸和醇为主要产物的过程,主要生成有机酸(甲酸,乙酸,丙酸,丁酸等)、醇(乙醇),H2,CO2,NH3,N2,H2S等；酸化过程速率较快,产物对产甲烷过程影响较大,酸化过程产物与厌氧的条件,底物种类和微生物组成有关系,主要有三类:丙酸型,丁酸型和乙醇型.人们常常将不
6、完全厌氧处理过程称为水解酸化.厌氧生物处理(C)．产氢产乙酸.水解酸化产物(主要是2个C以上的有机酸,不包括乙酸)在产氢产乙酸细菌作用下生成氢,乙酸和CO2；主要反应:(醇和高级脂肪酸反应生成乙酸)CH3CH2OH+H2O=CH3COO-+H++2H2CH3CH2COO-+H2O=CH3COO-+H++HCO3-+3H2丁酸,丙酸等转化为乙酸的过程由于标准吉布斯自由能为正值,只有反应产物H+和H2的浓度低反应可以进行.WaterPollutionControlEngineering厌氧生物处理(D)．产
7、甲烷.主要在两类不同的甲烷细菌下产生CH4,是严格厌氧过程.乙酸脱羧:2CH3COOH＝2CH4+2CO2氢还原CO2:4H2+CO2＝CH4+2H2O3H2+CO＝CH4+H2O2H2O+4CO＝CH4+3CO2此外还有利用醇还原CO2得到甲烷和有机酸等途径.厌氧生物处理厌氧生物处理的原理和过程示意:WaterPollutionControlEngineering复杂有机物挥发酸醇CO2+H2乙酸CH4水解酸化产氢产乙酸产甲烷5%20%28%72%简单有机物10%13%35%17%30%厌氧生物处理(
8、2).其他厌氧生物处理A.硫酸盐还原:化能异氧型的硫酸盐还原细菌(SRB,SulfateReducingBacteria)利用废水的有机物作为电子供体,将氧化态硫化合物(SO42-,SO32-等)还原为低价态硫化合物(HS-,H2S,S2-等)的过程。低浓度硫化合物由于存在对H2的利用,对厌氧处理有机物一定程度是促进的;但较高浓度的硫酸盐会严重抑制有机物的厌氧生物降解过程(竞争底物对产甲烷菌不利;产生的H2S对微生物不利)。厌氧生物处理B.
