污染控能程三污水的厭氧生物處理制作:高傳厭氧生物處理法在隔絕與空氣接觸的條件下,借助兼性菌、厭氧菌和專(zhuān)性厭氧菌的生物化學(xué)作用,對(duì)有機(jī)物進(jìn)行生化降解的過(guò)程稱為厭氧生化處理法或厭氧消化法厭氧生物處理的沿革、特征和發(fā)展趨勢(shì)1、厭氧生物處理的發(fā)展概述厭氧生物處理已有100多年的歷史,它的發(fā)展和應(yīng)用大致經(jīng)歷了3個(gè)時(shí)期A、20世紀(jì)10年代以前的初級(jí)階段,主要應(yīng)用于污水和糞便處理;B、20世紀(jì)50年代以前第二個(gè)時(shí)期,普通消化池是唯一的實(shí)用裝置;C、20世紀(jì)50年代特別是70年代以后的第三個(gè)時(shí)期,出現(xiàn)一大批更為先進(jìn)實(shí)用的厭氧生物處理技術(shù)。2、厭氧生物處理工藝的應(yīng)用現(xiàn)狀A(yù)、厭氧生物處理工藝在污水處理中的應(yīng)用;B、厭氧生物處理工藝在垃圾處理中的應(yīng)用;C、秸桿等生物質(zhì)的資源化和能源化3、厭氧生物處理的特征4、厭氧生物處理的發(fā)展趨勢(shì)從目前厭氧生物處理工藝技術(shù)和設(shè)備發(fā)展規(guī)律前景來(lái)看,進(jìn)一步提高生物處理能力和穩(wěn)定性的途徑主要有A、提高反應(yīng)器中生物持有量B、利用厭氧生物處理中微生物種群的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)相分離;C、研制反應(yīng)器使之形成特殊的水力流態(tài)而創(chuàng)造厭氧微生物的最適生態(tài)條件厭氧消化原理1、厭氧消化的生化階段第I階段——水解產(chǎn)酸階段污水中不溶性大分子有機(jī)物,如多糖、淀粉、纖維素、烴類(lèi)(烷、烯炔等)水解,主要產(chǎn)物為甲丙、丁酸、乳酸;緊接著氨基酸、蛋白質(zhì)脂肪水解生成氨和胺,多肽等(所以有的書(shū)又把水解產(chǎn)酸分為二個(gè)階段)第Ⅱ階段——厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣階段第(1)階段產(chǎn)物甲酸、乙酸、甲胺、甲醇和等小分子有機(jī)物在產(chǎn)甲烷菌的作用下,通過(guò)甲烷菌的發(fā)酵過(guò)程將這些小分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷。所以在水解酸化階段cOD、BOD值變化不很大,僅在產(chǎn)氣階段由于構(gòu)成CoD或BOD的有機(jī)物多以cO2和H的形式逸出,才使廢水中COD、,BOD明顯下降。在酸化階段,發(fā)酵細(xì)菌將有機(jī)物水解轉(zhuǎn)化為能被甲烷菌直接利用的第類(lèi)小分子有機(jī)物,如乙酸、甲酸、甲醇和甲胺等;第二類(lèi)為不能被甲烷菌直接利用的有機(jī)物,如丙酸、丁酸、乳酸、乙醇等,不完全厭氧消化或發(fā)酵到此結(jié)束。如果繼續(xù)全厭氧過(guò)程,則產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸菌將第二類(lèi)有機(jī)物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為氫氣和乙酸。第(2)階段生化過(guò)程是產(chǎn)甲烷細(xì)菌把甲酸、乙酸、甲胺、甲醇等基質(zhì)通過(guò)不同途徑轉(zhuǎn)化為甲烷,其中最主要的基質(zhì)為乙酸2、發(fā)酵條件控制(1)營(yíng)養(yǎng)與環(huán)境條件厭氧要求有機(jī)物濃度較高,一般大于1000mg以上。所以厭氧適于處理高濃度有機(jī)廢水和污泥處理。和好氧生物處理一樣,厭氧處理也要求供給全面的營(yíng)養(yǎng),但好氧細(xì)菌增殖快,有機(jī)物有50~60%用于細(xì)菌增殖,故對(duì)N、P要求髙;而厭氧增殖慢,BOD僅有5~10%用于合成菌體,對(duì)NP要求低。coD:N:P=200:5:1或C:N=12~16(好氧coD:N:P=100:5厭氧過(guò)程對(duì)環(huán)境條件要求比較嚴(yán)格氧化還原電位(qE)與溫度氧的溶入和氧化態(tài)、氧化劑的存在:Fe3+、cr2O2、NO3、SO2Po43、H會(huì)使體系中電位升高,對(duì)厭氧消化不利高溫消化—500~600mv,50~55℃中溫消化—300~380my,30~38℃產(chǎn)酸菌對(duì)氧還一還電位要求不甚嚴(yán)格+100~—100mv產(chǎn)甲烷菌對(duì)氧還一還電位要求嚴(yán)格<-350myⅡ、pH及堿度pH主要取決于三個(gè)生化階段的平衡狀態(tài),原液本身的pH和發(fā)酵系統(tǒng)中產(chǎn)生的分壓(203~405kpa),正常發(fā)酵pH=72~74,有機(jī)負(fù)荷太大,水解和酸化過(guò)程的生化速率大大超過(guò)產(chǎn)氣速率。將導(dǎo)致水解產(chǎn)物有機(jī)酸的積累使pH下降,抑制甲烷菌的生理機(jī)能,使氣化速率銳減,所以原液pH=68,發(fā)酵過(guò)程有機(jī)酸濃度不超過(guò)3000mg/L為佳(以乙酸計(jì))HcO3及NH3是形成厭氧處理系統(tǒng)堿度的主要原因,高的堿度具有較強(qiáng)的緩沖能力,一般要求堿度2000mg以上,NH3濃度50~200mgL為Ⅲ、毒物——凡對(duì)厭氧處理過(guò)程起抑制和毒害作用的物質(zhì)都可稱為毒物無(wú)機(jī)酸濃度不應(yīng)使消化液pH<68;NH3不應(yīng)高于1500mg,其它陰離子濃度見(jiàn)書(shū)(2)工藝操作條件I、生物量——大小以污泥濃度表示,一般介于10~30gss/L之間,為防止反應(yīng)器中污泥流失,可采用裝入填料介質(zhì)使細(xì)菌附著掛膜,調(diào)節(jié)水流速度或污泥回流量Ⅱ、負(fù)荷率—一表示消化裝置處理能力的一個(gè)參數(shù),負(fù)荷率有三種表方法①容積負(fù)荷率一反應(yīng)器單位有效容積在單位時(shí)間內(nèi)接納的有機(jī)物Kg/m3.d②污泥負(fù)荷率一反應(yīng)器內(nèi)單位重的污泥在單位時(shí)間內(nèi)接納的有機(jī)物量Kg/Kg.d③投配率一每天向單位有效容積投加的材料的體積m3/m3·d投配率的倒數(shù)為平均停留時(shí)間或消化時(shí)間,單位為d(天),投配率池可用百分率表示負(fù)荷率的影響①當(dāng)有機(jī)物負(fù)荷率很高時(shí),營(yíng)養(yǎng)充分,代謝產(chǎn)物有機(jī)酸產(chǎn)量很大,超過(guò)甲烷菌的吸收利用能力,有機(jī)酸積累pH下降,是低效不穩(wěn)定狀態(tài)。②負(fù)荷率適中,產(chǎn)酸細(xì)菌代謝產(chǎn)物中的有機(jī)物(有機(jī)酸)基本上能被甲烷菌及時(shí)利用,并轉(zhuǎn)化為沼氣,殘存有機(jī)酸量?jī)H為幾百毫克閉。pH7~75,呈弱堿性,是高效穩(wěn)定發(fā)酵狀態(tài)。③當(dāng)有機(jī)負(fù)荷率小,供給養(yǎng)料不足,產(chǎn)酸量偏少,pH>75是堿性發(fā)酵狀態(tài),是低效發(fā)酵狀態(tài)。Ⅲ、溫度控制一發(fā)酵要求較高的溫度,每去除8000mgL的coD所產(chǎn)沼氣,能使水溫升高10℃,一般工藝設(shè)計(jì)中溫消化30~35℃Ⅳ、pH的控制一當(dāng)液料pH<6.5或高于80,則要調(diào)整液料pHpH<68~7,應(yīng)減少有機(jī)負(fù)荷率,pH<65,應(yīng)停止加料,必要時(shí)加入石灰中和懸浮生長(zhǎng)厭氧生物處理法1、完全混合懸浮生長(zhǎng)厭氧消化池2、厭氧接觸法3、厭氧序批式反應(yīng)器四、附著生長(zhǎng)厭氧生物處理法(即厭氧生物膜法)1、升流式厭氧填充床反應(yīng)器即厭氧生物濾池2、厭氧膨脹床、流化床反應(yīng)器3、厭氧生物轉(zhuǎn)盤(pán)五、兩相厭氧生物處理1、原理根據(jù)相分離的概念,建造兩個(gè)獨(dú)立控制的反應(yīng)器,分別培養(yǎng)產(chǎn)酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌,通過(guò)分別調(diào)控產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相的運(yùn)行參數(shù),供給它們各自的最佳生態(tài)條件,提高了污水處理能力和反應(yīng)器的運(yùn)行穩(wěn)定性2、兩相厭氧生物處理技術(shù)A、兩相均采用UASB反應(yīng)器B、采用Anode工藝其特點(diǎn)是產(chǎn)酸相為接觸式反應(yīng)器,產(chǎn)甲烷相采用UASB反應(yīng)器■3、最適液相末端發(fā)酵產(chǎn)物的選擇與好氧生物處理相比,厭氧生物處理具有以下特征:A、應(yīng)用范圍廣。好氧適用低濃度廢水,厭氧可直接處理高濃一度廢水處理。B、能量需求低,還可以產(chǎn)生能量。C、污泥產(chǎn)量極低。D、對(duì)水溫的適應(yīng)范圍較為寬廣E、能夠被降解的有機(jī)物多但F、厭氧處理啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)。G、處理出水水質(zhì)較差。H、對(duì)pH值較為敏感。J、處理過(guò)程機(jī)理較為復(fù)雜。它是多種不同性質(zhì)的微生物協(xié)同工作的過(guò)程,遠(yuǎn)比好氧復(fù)雜。