第六章 厌氧生物处理

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1、第六章厌氧生物处理北京市环境保护科学研究院刘晓剑教学内容一、基本知识点1厌氧生物处理法的基本原理2厌氧微生物处理的影响因素3厌氧生物处理的特点4掌握厌氧生物处理的分类（UASB、水解酸化法）5上流式厌氧污泥床反应器（UASB）结构组成、运行原理6厌氧微生物的培养和驯化7掌握厌氧生物处理的运行管理（UASB）水质分析的项目、运行控制指标UASB反应器的初次启动、二次启动厌氧消化过程控制参数水质异常现象及对策二、重点与难点厌氧反应机理，工艺特点，上流式厌氧污泥床（UASB）概念，结构组成。主要内容四.厌氧生物处理的运行管理三.厌氧微生物的培养和驯化二.上流式厌氧污泥床反应器（UASB）一.概述第一

2、节概述（一）厌氧生物处理技术的发展（二）厌氧生物处理法的基本原理（三）厌氧生物处理的特点（四）厌氧生物处理的分类第一节（一）厌氧生物处理技术的发展时间：1896英国第一座用于处理生活污水的厌氧消化池，至今已有100多年的历史。处理对象：有机污泥—高浓度有机废水—低浓度有机废水（城市污水）反应器：普通厌氧池——Imhoff双层沉淀池——UASB——高效厌氧反应器IC/EGSB等反应条件：从常温条件下到精确控温（中温或高温），从简易池体到专业集成化的厌氧反应器管理：从粗放管理到精细化管理认识：从简单认知到厌氧微生物种群在有序调控下完成厌氧处理过程。关键人物与时间：Imhoff（1906），Lett

3、inga（20世纪70年代）等第一节（二）厌氧生物处理法的基本原理1厌氧生物处理的净化机理定义：厌氧生物处理是指在无分子氧条件下，通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称厌氧消化。厌氧消化三阶段：水解酸化、产氢产乙酸、产甲烷厌氧消化过程：废水的厌氧生物处理过程是一个复杂的微生物化学过程，它是依靠三大主要类群的细菌：水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌三种细菌的联合作用完成的。第一节（二）厌氧生物处理法的基本原理1厌氧生物处理的净化机理水解酸化阶段（pg256图6-1和图6-2）----（胞外）水解：复杂大分子变小分子（多糖、

4、脂肪、蛋白质），不溶解有机物（颗粒物等）在胞外酶作用下，变溶解性小分子有机物。----（胞内）酸化：小分子有机物进入细胞内，分解产生高级脂肪酸、醇类。——水解是耗能能量过程，酸化是释放能量过程，二者相互关联，共存。——酸化要适度，防止PH下降过多，影响水解的进行。产氢产乙酸阶段。----对第一阶段的产物转化为乙酸和氢，不溶解有机物变溶解性有机物。产甲烷阶段----将乙酸、乙酸盐、二氧化碳和氢，转化为甲烷。注意1含氮有机物水解酸化后产氨（NH3)——产碱过程。2三个阶段之间的平衡：低级脂肪酸的生成与产甲烷之间的平衡，条件变化，产甲烷阶段受抑制，导致酸化。第一节（二）厌氧生物处理法的基本原理1厌氧

5、生物处理的净化机理第一节（二）厌氧生物处理法的基本原理1厌氧生物处理的净化机理第一节（二）厌氧生物处理法的基本原理2厌氧微生物影响因素温度——低温（10~30℃）、中温（30~35℃）、高温（50~60℃）在0~56℃甲烷细菌对温度并没有特定的温度限制，但经过在一定温度范围内的驯化后的产甲烷菌对温度变化敏感，特别是高温菌。温度相对恒定对厌氧过程很重要。pH——6.8~7.2（6.5~7.5）(甲烷细菌6.8~7.2，产酸细菌4.5~8）正常消化池挥发酸200~800mg/L，超过2000mg/L严重酸化有毒物质——重金属和某些阳离子（见Pg258表6~1）营养物质的配比——厌氧微生物正常繁殖生

6、长所需的营养比例=碳：氮：磷=200~300：5：1，厌氧微生物生长率低（0.02~0.1kg污泥/去除1kgCOD)，自身合成量少，利用的碳大部分转化为甲烷。搅拌—使温度、底物和甲烷菌分布均匀。对消化池而言，搅拌尤为重要。第一节（三）厌氧生物处理法的特点应用范围广——各种浓度的有机废水及某些难降解有机物能耗低——不需充氧，产生沼气，回收生物质能负荷高——有机负荷2~10kgBOD/(m3·d)剩余污泥少——碳源转化为甲烷，用于合成细胞的很少氮磷营养需要量较少——C:N:P=（200～300）:5:1杀菌效果好(寄生虫卵和病毒)启动处理时间长出水难于直接达标排放操作复杂第一节（四）厌氧生物处理

7、的分类厌氧接触法厌氧生物滤池UASB法厌氧流化床两相厌氧法水解酸化法第一节（四）厌氧生物处理的分类1、厌氧接触法脱气厌氧接触法又称厌氧活性污泥法第一节（四）厌氧生物处理的分类1、厌氧接触法优点：能适应悬浮固体较多的废水处理要求泥水接触充分（因为有污泥回流）缺点：污泥沉降困难（污泥以絮状污泥形式存在，气泡粘附在污泥上，影响污泥沉降，需要脱气）负荷较低：中温运行时，有机负荷2~5kgCOD/(m3·d