厌氧生物处理技术

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1、厌氧生物处理技术厌氧生物处理技术是在厌氧条件下，兼性厌氧和厌氧微生物群体将有机物转化为甲烷和二氧化碳的过程，乂称为厌氧消化。在相当长的一段时间内，厌氧消化在理论、技术和应用上远远落后于好氧生物处理的发展。20世纪60年代以來，世界能源短缺问题口益突出，这促使人们对■厌氧消化工艺进行重新认识，对处理工艺和反应器结构的设计以及甲烷冋收进行了大量研究，使得厌氧消化技术的理论和实践都有了很大进步，并得到广泛应用。厌氧消化具有下列优点：无需搅拌和供氧，动力消耗少；能产生大量含甲烷的沼气，是很好的能源物质，可用于发电和家庭燃气；可高浓度进水，保持高污泥浓度，所以其溶剂冇机负荷达到

2、国家标准仍需要进一步处理；初次启动吋间长；对温度要求较高；对毒物影响较敏感；遭破坏后，恢复期较长。污水厌氧生物处理工艺按微生物的凝聚形态可分为厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法。厌氧活性污泥法包括普通消化池、厌氧接触消化池、升流式厌氧污泥床(upflowanaerobicsludgeblanket,UASB)、厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)等；厌氧生物膜法包括厌氧生物滤池、厌氧流化床和厌氧生物转盘。厌氧生物处理技术的机理研究一、概述厌氧生物处理技术在水处理行业中一直都受到环保工作者们的青睐，由于其具有良好的去除效果，更高的反应速率和对毒性物质更好的适应，更重耍的是由于其相对

3、好氧生物处理废水來说不需要为氧的传递提供大量的能耗，使得厌氧生物处理在水处理行业中应用十分广泛。但由于总体反应式基于莫诺方程的厌氧处理受到低浓度废水Ks的限制，所以厌氧在处理低浓度废水方面没有太大的空间，可最近的一些报道和试验表明，厌氧如果捉供合适的外部条件，在处理低浓度废水方而仍然有非常高的处理效果。我们可以根据厌氧反应的原理加以动力学方程推导出厌氧生物处理低浓度废水尤其在处理生活污水方面的合适条件。二、厌氧反应四个阶段一般来说，废水中复杂有机物物料比较多，通过厌氧分解分四个阶段加以降解：（1）水解阶段：高分了有机物由于其大分了体积，不能直接通过厌氧菌的细胞壁，需要

4、在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。废水中典型的有机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖，蛋口质被分解成短肽和氨基酸。分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分解。（2）酸化阶段：上述的小分了有机物进入到细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA）,同吋还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生。（3）产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。（4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转

5、化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。这一阶段也是整个厌氧过程最为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。再上述四个阶段中，有人认为第二个阶段和第三个阶段可以分为一个阶段，在这两个阶段的反应是在同一类细菌体类完成的。前三个阶段的反应速度很快，如果用莫诺方程来模拟前三个阶段的反应速率的话，Ks（半速率常数）可以在50mg/l以下，□可以达到5KgC0D/KgMLSS.do而第四个反应阶段通常很慢，同时也是最为重要的反应过程，在前面几个阶段屮，废水的中污染物质只是形态上发生变化，COD儿乎没有什么去除，只是在第四个阶段屮污染物质变成甲烷等气体，使废水中COD大幅度下降。同时在

6、第四个阶段产生大量的碱度这与前三个阶段产生的有机酸相平衡，维持废水中的PH稳定，保证反应的连续进行。三水解反应水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化成简单的溶解性单体和二聚体的过程。水解反应针对不同的废水类型差别很大，这要取决于胞外酶能否有效的接触到底物。因此，大的颗粒比小颗粒底物要难降解很多，比如造纸废水、印染废水和制•药废水的木质素、大分子纤维素就很难水解。水解速度的可由以下动力学方程加以描述：P=Po/（l+Kh.T）P—一可降解的非溶解性底物浓度（g/l）;Po非溶解性底物的初始浓度（g/1）；Kh——水解常数（d-1）；T——停留时间（d）o一般来说，影响

7、Kh的因素很多，很难确定一个特定的方程来求解Kh,但我们可以根据一些特定条件的Kh,反推导出水解反应器的容积和最佳反应条件。在实际工程实施屮，有条件的话，最好针对要处理的废水作一些Kh的测试工作。通过对国内外一些报道的研究，提出在低温下水解对脂肪和蛋白质的降解速率非常慢，这个时候，可以不考虑厌氧处理方式。对于生活污水来说，在温度15的情况下，Kh=O.2左右。但在水解阶段我们不需要过多的COD去除效果，而且在一个反应器中你很难严格的把厌氧反应的几个阶段区分开来，一旦停留吋间过长，对工程的经济性就不太实用。如果就单独的水解反应针对生活污水来说，COD可