厌氧生物处理技术.ppt

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1、第三章厌氧生物处理技术厌氧生物处理过程又称厌氧消化,是在厌氧条件下由多种微生物的共同作用,使有机物分解外生成CH4和CO2的过程。厌氧消化三阶段理论如下图:一、厌氧处理的原理分解乙酸产甲烷菌发酵性细菌产氢产乙酸细菌复杂有机物水解1简单溶解性有机物发酵1脂肪酸、醇类、丙酸、丁酸、乳酸等氢气、二氧化碳1231245乙酸甲烷、二氧化碳同型产乙酸菌利用氢气和二氧化碳产甲烷菌如果有机污染物生物处理系统不充氧,由于好氧微生物活动造成厌氧环境,使厌氧微生物生长繁殖,最终成为优势菌群,并对有机污染物进行厌氧分解。好氧与

2、厌氧处理与好氧生物处理相比较,厌氧生物处理的主要特征是:(1)能量需求大大降低.还可产生能量。这是因为厌氧生物处理不要求供给氧气,相反却能生产出含有50%一70%甲烷的沼气,含有较高的热值(21000一25000KJ/m3),可以用作能源。(2)污泥产量极低。这是因为厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多。(3)对温度、pH等环境因素更为敏感。厌氧细菌可分为高温菌和中温菌两大类。其适宜的温度范围分别为55℃左右和35℃左右。如温度降至10℃以下,厌氧微生物的活动能力将非常低。产甲烷菌的最适pH范围也较好

3、氧菌为小。(4)处理后废水有机物浓度高于好氧处理。(5)厌氧微生物可对好氧微生物所不能降解的一些有机物进行降解(或部分降解)。(6)处理过程的反应较复杂。如前所述,厌氧消化是由多种不同性质、不同功能的微生物协同工作的一个连续的微生物学过程,远比好氧生物处理中的微生物过程复杂。厌氧条件下,简单有机物或无机物成为最终电子受体,而好氧条件下氧是最终电子受体。两者比较,厌氧分解过程产生的能量少,细胞产量和污染物分解速率低,有机物只能进行不完全的分解,最后由产甲烷细菌作用而生成甲烷。优缺点优点:有机负荷高,产生的

4、剩余污泥少,运行费用低,对氮磷等需求低,产生甲烷可作为能源。缺点:厌氧微生物生长慢,产生臭味,对进水水质和操作控制要求高,对低浓度有机废水处理效果低,出水水质一般达不到规定的排放标准,需要进一步处理。应用可以处理高浓度的有机废水,也能处理中低浓度的废水;广泛应用于食品、酿造、有机化工和制药等工业废水处理。1、发酵细菌(产酸细菌)主要包括梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、真细菌属和双歧杆菌属等。这类细菌的主要功能是先通过胞外酶的作用将不溶性有机物水解成可溶性有机物,再将可溶性的大分子有机物转化成脂肪酸、醇类等

5、。发酵细菌大多数为专性厌氧菌,但也有大量兼性厌氧菌。按照其代谢功能,发酵细菌可分为纤维素分解菌、半纤维素分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌和脂肪分解菌等。除发酵细菌外,在厌氧消化的发酵阶段,也可发现真菌和为数不多的原生动物。二、厌氧处理微生物2、产氢产乙酸细菌研究所发现的产氢产乙酸细菌包括互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌属和暗杆菌属等。这类细菌能把各种挥发性脂肪酸降解为乙酸和H2。只有在乙酸浓度低、液体中氢分压也很低时才能完成。3、产甲烷细菌产甲烷菌大致可分为两类:一类主要利用乙酸产生甲烷,另一类数量较少,

6、利用氢和CO2的合成生成甲烷。也有极少量细菌,既能利用乙酸,也能利用氢。以下是两个典型的产甲烷反应:氧和氧化剂对产甲烷菌有很强的毒害作用。4、厌氧微生物群体间的关系在厌氧生物处理反应器中.不产甲烷菌和产甲烷茵相互依赖,互为对方创造与维持生命活动所需要的良好环境和条件。但又相互制约。厌氧微生物群体间的相互关系表现在以下几个方面:A、不产甲烷细菌为产甲烷细菌提供生长和产甲烷所需要的基质;B、不产甲烷细菌为产甲烷细菌创造适宜的氧化还原条件;C、不产甲烷细菌为产甲烷细菌清除有毒物质;D、产甲烷细菌由为不产甲烷细

7、菌的生化反应解除反馈抑制;E、不产甲烷细菌和产甲烷细菌共同维持环境中适宜的pH值。三、厌氧处理的影响因子pH6.8~7.2温度(中温35℃、高温55℃)营养盐毒物—高浓度的离子以及其他有机毒物氧浓度(厌氧菌的生活环境)氧化还原电位食料微生物比温度因素温度与有机物负荷、产气量关系见图1消化温度与消化时间的关系见图2厌氧消化中的微生物对温度的变化非常敏感,温度的突然变化,对沼气产量有明显影响,温度突变超过一定范围时,则会停止产气。根据采用消化温度的高低,可以分为常温消化(10~30℃)、中温消化(35℃左右

8、)和高温消化(54℃左右)。温度与有机物负荷、产气量关系消化温度与消化时间的关系生物固体停留时间(污泥龄)与负荷搅拌和混合搅拌可使消化物料分布均匀,增加微生物与物料的接触,并使消化产物及时分离,从而提高消化效率、增加产气量。同时,对消化池进行搅拌,可使池内温度均匀,加快消化速度,提高产气量。消化池在不搅拌的情况下,消化料液明显地分成结壳层、清液层、沉渣层,严重影响消化效果。污水处理厂污泥厌氧消化池的厌氧消化搅拌方法包括气体搅拌、机械搅拌、泵

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