污水处理-厌氧生物处理方法

生化处理、废水好氧生物处理、微生物基础废水处理(1)稳定塘和土地处理废水好氧生物处理(2)-生物膜法废水好氧生物处理(3)-活性污泥法生物脱氮除磷废水厌氧生物处理技术、废水厌氧生物处理、主要影响因素和控制要求概述、主要结构和工艺、1)厌氧生物处理概述、 厌氧生物处理(厌氧消化)依靠兼性厌氧菌的生物化学作用，使厌氧菌在切断与空气接触的条件下生物降解有机物。 与好氧工艺的根本区别在于，分子氧不是用作氢受体，而是氧、碳、硫、氢等的组合。用作氢受体。处理对象：不溶性固体有机物(不可生物降解有机物)应用场合：高浓度有机废水、城市污水污泥和温度较高的有机工业废水。在此过程中，份有机物转化为CH4，一些分解为CO2、H2O、NH3、H2S等无机物。为细胞合成提供能量。少量的有机物被转化并合成为新原生质的成分。1.厌氧生物处理概述。与好氧生化法相比，厌氧生化法具有以下优点：(1)适用于高浓度废水和中低浓度废水。(2)低能耗：厌氧工艺产生的沼气可作为能源。(3)高负荷：厌氧法为2 10 kg cod/m3d。(4)剩余污泥量少，同心度和脱水性好。(5)氮磷养分需求量小：厌氧法的C:N:P为10033602 . 1:0 . 5(100-30033605:1)(6)厌氧处理工艺具有一定的杀菌效果。(7)厌氧活性污泥可长期储存。(1)厌氧生物处理概述。厌氧生物处理也有以下缺点：(1)厌氧微生物增殖缓慢，设备启动时间长。(2)出水往往达不到排放标准，需要进一步处理。(3)厌氧处理系统的运行控制因素较为复杂。1、厌氧生物处理概述，厌氧生物处理的早期目的和过程厌氧生物处理机理，2、厌氧生物处理的原理，1)厌氧生物处理的早期目的和过程，早期厌氧处理研究主要针对污泥消化，即污泥中的固体有机物降解成液体和气体物质。污泥的消化过程明显分为两个阶段：固体有机物首先液化，这称为液化阶段；然后降解产物被气化，这被称为气化阶段。整个过程持续了半年多。(1)厌氧生物处理的早期目的和过程。(1)液化阶段最突出的特点是液态污泥的酸碱度在不到10天内迅速下降到最低值(例如，在室温下，暴露在空气中的食物在几天内变得酸败)，因此也称为酸化阶段。污泥中的固体有机物，如淀粉、纤维素、油脂、蛋白质等。转化为液体产品，如有机酸、醇、醛、水分子等。和气体分子如CO2、H2、NH3、H2S等。当在无氧环境中降解时。由于转化产物中的有机酸是主体，所以酸碱度降低。此外，因为NH3溶解在水中后产生的NH4OH是碱性的，所以发生中和反应，并且在长时间之后，酸碱度上升并进入气化阶段。1)厌氧生物处理的早期目的和过程，2)气化阶段：有机酸、醇类、醛类等中间产物在产甲烷菌的作用下转化为沼气，也可称为消化气，主要是CH4，因此气化阶段通常称为甲烷化阶段。在这个阶段，除了CH4，CO2和微量H2S也产生。1)厌氧生物处理的早期目的和过程，液化阶段：兼性厌氧细菌大量产氢，也称氢发酵阶段，大量有机碳2)厌氧生物处理机制，消化经历四个阶段：水解阶段酸化阶段甲烷化阶段乙酸阶段厌氧发酵阶段2)厌氧生物处理机制，(1)水解发酵阶段水解发酵阶段是在胞外酶的作用下将大分子不溶性复杂有机物水解成小分子可溶性高级脂肪酸(醇类)；醛、酮等。)，然后渗入细胞，所涉及的微生物主要是兼性细菌和专性厌氧菌。兼性细菌的附带作用：消耗污水带来的溶解氧，为专门的厌氧菌的生长创造有利条件。此外，还有真菌(毛霉、地鼠、双头霉、曲霉)和原生动物(鞭毛虫、纤毛虫、变形虫)等。可以统称为水解发酵细菌。(2)厌氧生物处理机理，(1)水解发酵过程中污水中三种有机物的分解如下：碳水化合物被水解成单糖，这是最容易分解的有机物；含氮有机物的水解产生氨的速度很慢，所以蛋白质和非蛋白质含氮化合物(嘌呤、嘧啶等)也是如此。)是在碳水化合物和脂肪水解后进行的，并且在水解成尿素、蛋白胨、肌酸和多肽后形成氨基酸。脂肪的水解产物主要是甘油、醛类等。上述三种有机物质的水解速率常数为：碳水化合物(纤维素0.04-0.13，半纤维素0.54)，脂肪0.08-1.7，蛋白质0.02-0.03。不溶性有机物的水解和发酵速度慢。从水解速率常数，我们可以看到水解过程的速度。不难理解，不同的水质需要不同的水解停留时间。(2)厌氧生物处理机制，(2)产酸和脱氢阶段产酸和脱氢阶段将第一阶段的产物降解成简单的脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸等)。)并将它们脱氢。该阶段涉及的微生物是兼性或专性厌氧菌(产氢乙酸细菌、硝酸盐还原细菌NRB、硫酸盐还原细菌SRB等)。)。因此，第二阶段的主要产物是简单脂肪酸、CO2、碳酸氢盐、铵盐、NH4和HS-、H等。在这个阶段速度更快。2)厌氧生物处理机制，(3)产甲烷菌转化乙酸、乙酸盐、CO2、H2等。甲烷生成阶段的甲烷。参与该作用的微生物是绝对厌氧菌(产甲烷菌)。这一过程由两组生理上不同的产甲烷菌完成，一组将氢气和二氧化碳转化为甲烷，另一组由乙酸或乙酸盐生产甲烷，前者约占总量的1/3，后者约占总量的2/3。(2)厌氧生物处理机制。在上述三个阶段中，产甲烷阶段的反应速度最慢，是厌氧消化的极限阶段。与好氧氧化相比，厌氧生物处理产生的污泥比好氧氧化少得多。一些研究人员将厌氧过程分为四个阶段：水解、酸化、酸还原(由于产生中和酸的中间氨)和甲烷产生。参与厌氧反应的细菌，通常称为酸化阶段的产酸或酸化细菌，包括几乎所有兼性细菌；甲烷化阶段有80多种甲烷杆菌。其次，厌氧生物处理的原理和厌氧生物处理方法的基本功能如下：(1)酸发酵的目的：为进一步的生物处理提供可生物降解的底物；(2)甲烷发酵的目的：进一步降解有机物和生产气体燃料。完全厌氧生物处理工艺具有降解有机物和产生气体燃料的双重功能，已得到广泛开发和应用。在厌氧消化系统中，微生物主要分为两类：非薄荷型产甲烷菌，以及厌氧方法的影响因素和控制要求。甲烷发酵阶段是厌氧消化反应的控制阶段，因此厌氧反应的影响因素也受制于产甲烷菌的影响因素。产酸的特征参数温度的急剧变化和波动不利于厌氧消化。在短时间内，温度将上升或下降5，沼气产量将明显下降。如果波动幅度过大，沼气生产甚至会停止。温度的波动不仅影响沼气的产量，还影响沼气中甲烷的含量，其高温消化对温度变化更为敏感。根据消化温度，可分为常温消化(10 30)、中温消化(35)和高温消化(54)。(1)温度，(3)厌氧消化的影响因素及控制要求，(1)温度因素的最佳温度为35 38和52 55。(3)厌氧消化的影响因素和控制要求(1)温度因素(3)厌氧消化的影响因素和控制要求(3)酸碱度条件首先抑制产氢、产乙酸和产甲烷，使产酸过程中形成的有机酸不能正常代谢和降解，从而失去整个消化过程各阶段之间的协调平衡。如果酸碱度降至5以下，将对产甲烷菌产生毒性，并抑制产酸作用本身，从而停止整个厌氧消化过程。即使酸碱度恢复到7.0左右，厌氧装置的处理能力仍不容易恢复；然而，在稍高的酸碱度下，只要是中性的，产甲烷菌就能迅速恢复其活性。2、酸碱度、酸碱度、3、厌氧消化因素及控制要求，厌氧装置适合在中性或微碱性状态下运行。最适酸碱度为7.0 7.2，最适酸碱度为6.6 7.4。酸碱度和温度是影响甲烷细菌生长的两个重要环境因素。影响微生物对营养物质的吸收；酸碱度强烈影响酶的活性，进而影响微生物细胞的生化过程。2，酸碱度，酸碱度，3，有机负荷，在一定范围内，随着有机负荷的增加，产气率趋于下降，而消化池产气量增加，反之亦然。原因：如果有机负荷太高，产酸速率将大于产酸(产甲烷)速率。挥发性酸会积累，导致酸碱度下降，扰乱甲烷生产阶段的正常进程。在严重的情况下，甲烷生产将会停止，系统将会失败，并且回收将很难调整。如果有机负荷过高，过大的水力负荷也会导致消化系统中的污泥损失率大于生长率，降低消化效率。如果有机负荷过低，可以提高原料气产率或有机物去除率，但体积气产率降低，反应器体积增大，从而降低消化设备的利用效率，增加投资和运行成本。(3)厌氧消化的影响因素和控制要求，(4)营养和碳氮比，厌氧过程中碳：氮：磷控制在20 O 300: 5:1为宜。在好氧过程中，该比值大于100:533601，这与厌氧微生物对碳营养物的利用率低于好氧微生物有关。在碳、氮和磷的比例中，碳和氮的比例对厌氧消化更为重要。原料的碳氮比过高，碳丰富，氮相对稀缺，细菌等微生物的生长繁殖受到限制，有机物分解速度慢，发酵过程长。如果原料的碳氮比过低，可供消耗的碳较少，氮质原料相对过剩，系统中氨氮浓度容易过高，导致氨中毒。碳氮比=10 20: 1，各种废物的碳氮比(碳氮比)，5。搅拌和混合、混合和搅拌是提高消化效率的工艺条件之一。在没有搅拌的厌氧消化池中，池中的料液通常是分层的。通过搅拌，可以消除池中的梯度，增加食物与微生物的接触，避免分层，促进沼气分离。在连续进料的消化罐中，进料也与罐中的原始液相快速均匀混合。搅拌方法包括：(1)米在整个厌氧消化过程中，非甲烷生成阶段可以在兼氧条件下完成，氧化还原电位为0.1-0.1V，而在甲烷生成阶段，氧化还原电位必须控制在-0.3-0.3-0.35V(中温消化)和-0.56-0.6V(高温消化)，常温消化与中温消化相似。甲烷生产阶段氧化还原电位的临界值为-0.2V.厌氧活性污泥主要由厌氧微生物及其代谢和吸附的有机和无机物质组成。厌氧活性污泥的浓度和特性与消化效率密切相关。性能良好的污泥是厌氧消化效率的基本保证。厌氧活性污泥的性质主要表现为其作用效率和沉降性能。前者主要取决于活微生物的比例及其对废物的适应性，以及活微生物中低生长速率的产甲烷菌的数量是否达到适合非产甲烷菌数量的水平。活性污泥的沉降性能与污泥的内聚力有关。与好氧处理一样，厌氧活性污泥的沉降性能也是由SVI公司测量的。一、第一代厌氧消化工艺(1)普通厌氧消化池；(2)厌氧接触过程。第二代厌氧消化工艺升流式厌氧污泥床(UASB)反应器；(4)厌氧滤床；(5)厌氧流化床反应器；厌氧生物转盘；其他，如厌氧混合反应器和厌氧折流反应器。第三代厌氧反应器及其他改进工艺厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)反应器；厌氧复合床反应器(af UASB)；水解工艺和两阶段厌氧消化(水解EGSB)工艺。(4)厌氧工艺及设备，(1)普通厌氧消化池的废水定期或连续进入池内，消化后的污泥和废水分别从消化池底部和上部排出，产生的沼气从顶部排出。为了使饲料与厌氧污泥充分接触，并使产生的沼气气泡及时逸出，有三种常用的搅拌方法：(1)罐内机械搅拌(2)沼气搅拌(3)循环消化液搅拌。(1)废水在进入消化池之前由消化池外的热交换器预热至恒温；(2)热蒸汽在蒸煮器中直接加热；(3)热交换管安装在消化池内。普通消化池的一般负荷：中温为2 3公斤化学需氧量/立方米日，高温为5 6公斤化学需氧量/立方米日。1.普通厌氧消化器，普通消化器的特点和优势：可直接处理悬浮物含量较高或颗粒较大的料液。厌氧消化反应和固液分离在同一个罐中实现，结构相对简单。缺点：(1)缺乏保留或补充厌氧活性污泥的特殊装置，这使得难以在消化池中维持大量微生物细胞；(2)对于不搅拌的消化器，料液仍存在严重分层现象，微生物不能与料液均匀接触，温度不均匀，消化效率低。1、普通厌氧消化池，2、厌氧接触法，为了克服普通消化池不能容纳或补充厌氧活性污泥的缺点，在消化池后面设置沉淀池，将沉淀污泥送回消化池，形成了厌氧接触法。该系统不仅能防止污泥流失，稳定出水水质，还能提高消化池污泥浓度，从而提高设备的有机负荷和处理效率。为了提高沉淀池中混合液的固液分离效果，目前采用以下方法进行脱气：(1)真空脱气，即将消化池排出的混合液通过真空脱气器去除污泥絮体上的气泡，提高污泥的沉降性能；(2)热交换器急冷法，将消化池排出的混合液快速冷却，如将中温消化液在35下冷却至15 25 ,可以控制污泥继续产气，有效沉淀厌氧污泥；（厌氧接触法和厌氧接触法的特点：(1)通过污泥回流，保持消化池中污泥浓度高，一般为10 15g/l，具有很强的抗冲击性能；(2)消化池的容积负荷高于普通消化池，中温消化时一般为2 10 kg cod/m3d，与普通消化池相比，水力停留时间大大缩短，常温下为15 30天，接触法小于10天；(3)悬浮