好氧、厌氧、硝化反硝化
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缺氧厌氧好氧比值
好氧、缺氧和厌氧环境的比值在不同的生物处理过程中具有重要的意义。
以污水处理为例,缺氧厌氧好氧比值的控制可以影响处理效果和能耗。
缺氧区:缺氧区主要是进行反硝化反应,将硝酸盐还原为氮气。
缺氧区的溶解氧浓度通常控制在 0.2-0.5mg/L 之间,以提供反硝化细菌所需的缺氧环境。
缺氧区与好氧区的比值通常为 1:3 或 1:4.
厌氧区:厌氧区主要是进行有机物的厌氧降解和产生沼气。
厌氧区的溶解氧浓度应接近于零,以提供严格的厌氧环境。
厌氧区与好氧区的比值通常为 1:3 或 1:4.
好氧区:好氧区主要是进行有机物的好氧降解和氨氮的硝化。
好氧区的溶解氧浓度通常控制在 2-4mg/L 之间,以提供好氧微生物所需的充足氧气。
好氧区的体积通常较大,以确保足够的反应时间和处理效果。
通过合理控制缺氧厌氧好氧比值,可以实现以下目标:1. 提高处理效果:缺氧和厌氧区的存在可以促进反硝化和有机物的降解,提高污水中氮和有机物的去除率。
2. 降低能耗:通过合理分配缺氧、厌氧和好氧区的体积,可以在满足处理要求的前提下,降低曝气量和能耗。
3. 减少污泥产生:缺氧和厌氧区的存在可以促进污泥的减量,减少污泥产生量。
需要根据具体的污水性质、处理目标和工艺要求,确定适合的缺氧厌氧好氧比值。
在实际运行过程中,还需要根据监测数据进行调整和优化,以确保处理效果和能耗的平衡。
污水处理菌种的分类和污水处理污水处理是指对废水进行处理,以去除其中的污染物质,使其达到环境排放标准或可再利用的水质要求。
在污水处理过程中,菌种起着至关重要的作用。
菌种的分类和选择对于污水处理的效果具有重要影响。
本文将详细介绍污水处理菌种的分类和其在污水处理中的应用。
一、菌种的分类根据菌种的生活方式和对污染物的降解能力,可以将菌种分为以下几类:1. 好氧菌:好氧菌需要氧气进行生长和代谢,它们能够将有机物质氧化成无机物质,如二氧化碳和水。
常见的好氧菌有灰霉菌、绿藻、硝化细菌等。
好氧菌在污水处理中主要用于有机物的降解和氨氮的氧化。
2. 厌氧菌:厌氧菌是在缺氧或无氧条件下生长和代谢的菌种。
它们能够将有机物质分解成甲烷、二氧化碳和其他有机酸。
常见的厌氧菌有甲烷菌、硫酸盐还原菌等。
厌氧菌在污水处理中主要用于厌氧消化池和厌氧滤池的处理。
3. 好氧异养菌:好氧异养菌是一类能够利用有机物质进行生长和代谢的菌种。
它们能够将有机物质降解成无机物质,并将其转化为自身所需的有机物质。
常见的好氧异养菌有硝化细菌、硝化螺旋菌等。
好氧异养菌在污水处理中主要用于氨氮的氧化和硝化过程。
4. 厌氧异养菌:厌氧异养菌是一类在缺氧或无氧条件下利用有机物质进行生长和代谢的菌种。
它们能够将有机物质分解成无机物质,并将其转化为自身所需的有机物质。
常见的厌氧异养菌有反硝化细菌、硫酸盐还原菌等。
厌氧异养菌在污水处理中主要用于反硝化和硫酸盐还原过程。
二、菌种的应用根据不同的污水处理工艺和处理要求,可以选择不同的菌种进行应用。
以下是常见的菌种应用场景:1. 好氧污泥法:好氧污泥法是一种常见的污水处理工艺,它利用好氧菌对有机物质进行降解和氧化。
常见的好氧菌有灰霉菌、绿藻等。
在好氧污泥法中,通过菌种的降解作用,有机物质被氧化成二氧化碳和水,从而达到净化水质的目的。
2. 厌氧消化池:厌氧消化池是一种常见的污水处理工艺,它利用厌氧菌对有机物质进行分解和转化。
污水处理菌种的分类和污水处理污水处理是指将废水中的有害物质去除或转化为无害物质的过程,其中微生物起着至关重要的作用。
微生物在污水处理中可以通过降解有机物、氮化合物和磷化合物等方式,将废水中的污染物转化为无害物质。
菌种的分类对于污水处理的效果和效率具有重要影响。
本文将详细介绍污水处理菌种的分类和其在污水处理中的应用。
一、污水处理菌种的分类根据菌种的功能和作用机制,污水处理菌种可以分为以下几类:1. 好氧菌:好氧菌是指在氧气存在的条件下进行代谢的微生物。
它们通过氧化废水中的有机物、氨氮和硫化物等,将其转化为二氧化碳、水和无机盐等无害物质。
好氧菌主要包括厌氧菌、厌氧菌和好氧菌等。
2. 厌氧菌:厌氧菌是指在缺氧或无氧环境下进行代谢的微生物。
它们通过厌氧呼吸代谢有机物,产生甲烷等气体和无机物质,并将废水中的有机物质降解为无害物质。
厌氧菌主要包括甲烷菌、硫酸盐还原菌和铁还原菌等。
3. 好氧-厌氧菌:好氧-厌氧菌是指既能在有氧环境下进行代谢,又能在缺氧或无氧环境下进行代谢的微生物。
它们具有较强的适应能力,可以在不同的环境条件下生存和繁殖。
好氧-厌氧菌主要包括厌氧氨氧化菌、好氧硝化菌和厌氧反硝化菌等。
4. 其他菌种:除了上述分类外,还有一些特殊的菌种在污水处理中起着重要作用。
例如,聚磷菌可以通过吸收废水中的磷酸盐,减少磷的含量,防止水体富营养化。
硝化菌可以将废水中的氨氮转化为硝酸盐,进一步降低废水中的氮含量。
二、污水处理菌种的应用根据不同的废水特性和处理要求,选择合适的菌种进行污水处理是至关重要的。
以下是一些常见的污水处理菌种及其应用:1. 厌氧菌的应用:厌氧菌在厌氧污水处理中具有重要作用。
例如,甲烷菌可以将有机物质分解为甲烷气体,用于沼气发酵和能源回收。
硫酸盐还原菌可以将废水中的硫酸盐还原为硫化物,进一步降低废水中的硫含量。
2. 好氧菌的应用:好氧菌主要用于好氧污水处理系统中。
例如,好氧硝化菌可以将废水中的氨氮转化为硝酸盐,进一步降低废水中的氮含量。
深床反硝化滤池设计参数深床反硝化滤池是一种用于处理污水中硝化物的高效设备。
它通过生物膜反应器的方式,将废水中的硝化物还原成氮气和氮气释放到大气中,从而减少对环境的污染。
深床反硝化滤池的设计参数对设备的性能和处理效果至关重要。
本文将从滤池的选择、尺寸、材料、操作条件等方面进行详细介绍,从而为深床反硝化滤池的设计提供指导。
一、滤池选择在设计深床反硝化滤池之前,需要根据污水的特性、处理量、空间条件等因素选择适合的滤池类型。
常见的滤池包括厌氧反硝化滤池、好氧反硝化滤池和缺氧反硝化滤池。
根据实际情况,选择合适的滤池类型对提高反硝化效果至关重要。
二、滤池尺寸深床反硝化滤池的尺寸对其处理效果和稳定运行起着决定性作用。
滤池的长度、宽度和深度需要根据处理量、水质等因素合理确定。
为了保证生物膜的生长和活性,滤池的比表面积也需要充分考虑,通常通过填料的选择和布置来实现。
三、滤池材料滤池的材料选择直接关系到设备的使用寿命和运行成本。
常见的滤池材料包括碳钢、不锈钢、玻璃钢等。
根据水质的腐蚀性和使用环境的要求,选择耐腐蚀、耐磨损的材料对滤池的性能和稳定运行至关重要。
四、操作条件深床反硝化滤池的操作条件包括进水量、进水水质、反应温度、氧化还原电位等方面。
这些操作条件对反硝化滤池的处理效果和稳定运行至关重要。
根据实际情况,合理设置操作条件,采取控制措施对滤池进行运行管理,保证其效果和稳定性。
深床反硝化滤池的设计参数是保证其高效运行和处理效果的关键。
通过合理选择滤池类型、确定尺寸、材料和操作条件,可以有效提高深床反硝化滤池的处理效果,实现废水的高效处理,减少对环境的污染。
污水深度处理的硝化与反硝化(2007-08-12 10:48:15)转载▼标签:环保、污水处理污水深度处理的硝化与反硝化一。
硝化(1) 微生物:自营养型亚硝酸菌(Nitrosmohas)自营养型硝酸菌(Nitrobacter)(2) 反应:城市污水中的氮化物主要是NH3,硝化菌的作用是将NH3—N氧化为NO3—NNH+4+1.5O2———NO2+H2O+H+-ΔE亚硝酸菌ΔE=278.42kJNO2+0.5O2———NO-3-ΔE硝酸菌ΔE=278.42kJNH+4+2.0O2——— NO-3+H2+2H+-ΔE硝酸菌ΔE=351kJ研究表明,硝化反应速率主要取决于氨氮转化为亚硝酸盐的反应速率。
硝酸菌的细胞组织表示为C5H7NO255NH+4+76O2+109HCO-3———C5H7NO2+54NO-2+57H2O+104H2Co3亚硝酸菌400 NO2+ NH+4+4 H2Co3+ HCO-3+195 O2——— C5H7NO2+3 H2O+400 NO-3硝酸菌NH+4+1.86 O2+1.98HCO-3——— 0.02C5H7NO2+1.04H2O+0.98 NO-3+1.88H2Co3硝酸菌(3) 保证硝化反应正常进行的必要条件:pH 8~9水温亚硝酸菌反应最佳温度 t=35 0C t>15 0CDO 2 ~ 3 mg / L > 1.0 mg / L硝化1克NH3—N:消耗4。
57克O2消耗7。
14克碱度(擦C a Co3计)生成0。
17克硝酸菌细胞(4) 亚硝酸菌的增殖速度 t=25O C活性污泥中µ(Nitrosmohas)=0.18e 0.116(T-15) day –1µ(Nitrosmohas)=0.322 day –1(20OC)纯种培养:µ(Nitrosmohas)=0.41e 0.018(T-15) day -1河水中µ(Nitrosmohas)=0.79e 0.069(T-15) day -1一般它营养型细菌的比增长速度µ =1。
厌氧氨氧化与短程硝化反硝化的区别厌氧氨氧化与短程硝化反硝化的区别,很多小伙伴容易搞混,本文从两个工艺本身的原理出发写一写两个工艺的异同点!有其他疑问的小伙伴可以到污托邦社区交流!1、短程硝化反硝化生物脱氮包括硝化和反硝化两个反应过程,第一步是由亚硝化菌将N H4+-N氧化为N O2--N的亚硝化过程;第二步是由硝化菌将N O2--N 氧化为氧化为N O3--N的过程;然后通过反硝化作用将产生的N O3—N 经由N O2--N转化为N2,N O2--N是硝化和反硝化过程的中间产物。
1975年V o e t s等在处理高浓度氨氮废水的研究中,发现了硝化过程中N O2--N积累的现象,首次提出了短程硝化反硝化脱氮的概念。
如下图所示。
比较两种途径,很明显,短程硝化反硝化比全程硝化反硝化减少了N O2-、N O3-和N O3-、N O2-两步反应,这使得短程硝化反硝化生物脱氮具有以下优点:1、可节约供氧量25%。
节省了N O2-氧化为N O3-的好氧量。
2、在反硝化阶段可以节省碳源40%。
在C/N比一定的情况下提高了T N 的去除率。
并可以节省投碱量。
3、由于亚硝化菌世代周期比硝化菌短,控制在亚硝化阶段可以提高硝化反应速度和微生物的浓度,缩短硝化反应的时间,而由于水力停留时间比较短,可以减少反应器的容积,节省基建投资,一般情况下可以使反应器的容积减少30%~40%。
4、短程硝化反硝化反应过程在硝化过程中可以减少产泥25%~34%,在反硝化过程中可以减少产泥约50%。
由于以上的优点,使得短程硝化-反硝化反应尤其适应于低C/N比的废水,即高氨氮低C O D,既节省动力费用又可以节省补充的碳源的费用,所以该工艺在煤化工废水方面非常可行。
2、厌氧氨氧化本文说的厌氧氨氧化是目前的主流的应用的工艺流程(彭永臻院士的短程反硝化暂时不介绍)。
A n a m m o x是在无氧条件下,以氨为电子供体、亚硝酸为电子受体,产生氮气和硝酸的生物反应。
生物处理工艺主要有A/O系列、SBR系列、曝气生物滤池等工艺。
(一)典型A/O生物处理工艺A/O法系Anoxic/Oxic(厌氧/好氧)工艺的简写。
A/O工艺是为污水生物脱氮除磷而开发的污水处理技术。
根据生化反应原理,生物脱氮必须经过硝化(好氧反应),把NH3-N氧化成硝酸盐;再经过反硝化(缺氧反应)把硝酸盐还原成氮气,氮气溶解度很低,逸入大气,污水得以净化。
由于反硝化细菌是异养性兼性细菌,要有充足的碳源有机物才能进行生命活动,完成反硝化过程。
而经过硝化反应后,水中残留的有机物已经很低,不能满足反硝化的需要,因此传统的生物脱氮除磷工艺在缺氧工艺段前投加甲醇,以补充有机碳源。
目前典型A/O工艺是把缺氧工艺段提前到好氧工艺段之前,利用原水中的有机物作为有机碳源,故称为前置反硝化流程。
再通过混合液回流把硝酸盐带入缺氧工艺段;要取得满意的脱氮率,必须保证足够大的混合液回流比,一般回流比300~400%,脱氮效率在80%以上。
A/O工艺的优点:(1)处理效果好且稳定,不但能去除含碳有机污染物,还能在好氧区内完成较彻底的硝化,在缺氧区内完成较彻底的反硝化,具有较高的生物脱氮功能。
(2)A/O生物池内循环的混合液量是进水时流量的3~4倍,因此有较大的稀释均化能力,较能承受水质水量的冲击负荷。
(3)由于生物污泥污泥龄长,污泥负荷低,合成污泥在A/O池内趋于好氧稳定,污泥产量少,可暂不建污泥消化系统。
(4)采用氧转移率较高的微孔曝气系统,有效降低了动力消耗,节省了运行费用。
A/O工艺的缺点:(1)典型A/O工艺流程长,设备台套数量多,工程投资较高。
(2)典型A/O工艺要取得满意的脱氮率,必须保证足够大的混合液回流比,动力提升能耗较高,运行费用相对较高。
(3)设备维护管理要求较高,因此对操作管理人员的专业素质要求较高,设备如得不到妥善的维护管理,系统将无法正常运转,处理效果将无法保证。
(二) SBR系列生物处理工艺SBR是Sequencing Batch Reactor的简称,我国通常称为序批式活性污泥法。
反硝化除磷反硝化除磷是用厌氧/缺氧交替环境来代替传统的厌氧/好氧环境,驯化培养出一类以硝酸根作为最终电子受体的反硝化聚磷菌(denitrifying phos-phorus removing bacteria,简称DPB)为优势菌种,通过它们的代谢作用来同时完成过量吸磷和反硝化过程而达到脱氮除磷的双重目的。
应用反硝化除磷工艺处理城市污水时不仅可节省曝气量,而且还可减少剩余污泥量,即可节省投资和运行费用。
1反硝化除磷理论在对除磷脱氮系统的研究过程中发现,活性污泥中的一部分聚磷菌能以硝酸盐作为电子受体在进行反硝化的同时完成过量吸磷。
1993年荷兰Delft大学的Kuba在试验中观察到:在厌氧/缺氧交替的运行条件下,易富集一类兼有反硝化作作为电子受体,且用和除磷作用的兼性厌氧微生物,该微生物能利用O2或NO-3其基于胞内PHB和糖原质的生物代谢作用与传统A/O法中的聚磷菌(PAO)相似。
针对此现象研究者们提出了两种假说来进行解释:①两类菌属学说,即生物除磷系统中的PAO可分为两类菌属,其中一类PAO只能以氧气作为电子受体,而另一类则既能以氧气又能以硝酸盐作为电子受体,因此它们在吸磷的同时能进行反硝化;②一类菌属学说,即在生物除磷系统中只存在一类PAO,它们在一定程度上都具有反硝化能力,其能否表现出来的关键在于厌氧/缺氧这种交替环境是否得到了强化。
如果交替环境被强化的程度较深则系统中PAO的反硝化能力较强,反之则系统中PAO的反硝化能力弱,即PAO不能进行反硝化除磷。
也就是说,只有给PAO创造特定的厌氧/缺氧交替环境以诱导出其体内具有反硝化作用的酶,才能使其具有反硝化能力。
这两种假说都有各自的支持者,但大部分研究人员都赞同前者。
是否可作为生物除磷过程的电子受体,Vlekke(1987年)和就NO-3Takahiro(1992年)等分别利用厌氧—缺氧SBR(anaerobic/anoxicSBR,简称A2SBR)系统和固定生物膜反应器进行了试验研究。
污水处理工艺脱氮引言概述:污水处理是一项重要的环境保护工作,其中脱氮是其中一个关键的工艺。
脱氮工艺的目的是去除污水中的氮元素,以减少对水体的污染。
本文将从五个大点来详细阐述污水处理工艺脱氮的方法和原理。
正文内容:1. 生物脱氮工艺1.1 传统的硝化-反硝化工艺:通过好氧菌将氨氮转化成硝态氮,再通过厌氧菌将硝态氮还原成氮气释放。
1.2 间歇式生物脱氮工艺:通过控制好氧和厌氧条件的切换,使得污水中的氨氮在不同环境中转化为氮气释放。
1.3 碳源添加工艺:在污水处理过程中添加适量的碳源,促进好氧菌的生长和硝化反应,从而实现脱氮效果。
2. 物化脱氮工艺2.1 化学沉淀法:通过添加化学药剂,使污水中的氮元素与药剂发生反应生成不溶于水的沉淀物,从而实现脱氮效果。
2.2 气浮法:将污水中的氮元素转化成气态,通过气浮设备将气态氮排出,从而实现脱氮效果。
2.3 膜分离法:利用特殊的膜材料,将污水中的氮元素与其他物质分离,从而实现脱氮效果。
3. 吸附脱氮工艺3.1 活性炭吸附法:利用活性炭的大比表面积和吸附性能,将污水中的氮元素吸附到活性炭表面,从而实现脱氮效果。
3.2 生物负载吸附法:将具有高氮吸附能力的微生物负载在特定的载体上,通过微生物的代谢作用将污水中的氮元素吸附和转化为无害物质。
4. 电化学脱氮工艺4.1 电解法:通过电解污水,利用电极上的化学反应将污水中的氮元素转化为氮气释放,从而实现脱氮效果。
4.2 电化学氧化法:利用电化学氧化反应将污水中的氮元素氧化为无害物质,从而实现脱氮效果。
5. 植物脱氮工艺5.1 水生植物法:利用水生植物的吸收作用,将污水中的氮元素吸收并转化为植物组织中的有机物。
5.2 人工湿地法:通过构建人工湿地,利用湿地植物和微生物的共同作用,将污水中的氮元素去除和转化。
总结:污水处理工艺脱氮是一项关键的环境保护工作。
通过生物脱氮工艺、物化脱氮工艺、吸附脱氮工艺、电化学脱氮工艺和植物脱氮工艺等不同方法,可以有效去除污水中的氮元素,减少对水体的污染。
水解酸化池:水解酸化的作用是调节废水的pH值,为后续的生化反应的反应创造条件;因为很多工艺要求水质在一定pH值范围内,而进水水质往往达不到要求,故要设计酸化池。
水解酸化主要用于有机物浓度较高、SS较高的污水处理工艺,是一个比较重要的工艺。
如果后级接入UASB工艺,可以大大提高UASB的容积负荷,提高去除效率。
水中有机物为复杂结构时,水解酸化菌利用H2O电离的H+和-OH将有机物分子中的C-C打开,一端加入H+,一端加入-OH,可以将长链水解为短链、支链成直链、环状结构成直链或支链,提高污水的可生化性。
水中SS高时,水解菌通过胞外粘膜将其捕捉,用外酶水解成分子断片再进入胞内代谢,不完全的代谢可以使SS成为溶解性有机物,出水就变的清澈了。
这其间水解菌是利用了水解断键的有机物中共价键能量完成了生命的活动形式。
但是COD在表象上是不一定有变化的,这要根据你在设计时选择的参数和污水中有机物的性质共同确定的,长期的运行控制可以让菌种产生诱导酶定向处理有机物,这也就是调试阶段工艺控制好以后,处理效果会逐步提高的原因之一。
水解工艺并不是简单的,设计时要考虑污水中有机物的性质,确定水解的工艺设计,水解停留时间、搅拌方式、循环方式、污泥回流方式、设计负荷、出水酸化度、污泥消解能力、后级配套工艺(UASB或接触氧化)。
接触氧化池:生物接触氧化法的反应机理生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺,其特点是在池内设置填料,池底曝气对污水进行充氧,并使池体内污水处于流动状态,以保证污水与污水中的填料充分接触,避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。
该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给,生物膜生长至一定厚度后,填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢,产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落,并促进新生物膜的生长,此时,脱落的生物膜将随出水流出池外。
生物接触氧化法具有以下特点:1、由于填料比表面积大,池内充氧条件良好,池内单位容积的生物固体量较高,因此,生物接触氧化池具有较高的容积负荷;2、由于生物接触氧化池内生物固体量多,水流完全混合,故对水质水量的骤变有较强的适应能力;3、剩余污泥量少,不存在污泥膨胀问题,运行管理简便。
厌氧池:因为厌氧反应分为4个阶段:(1)水解阶段:高分子有机物由于其大分子体积,不能直接通过厌氧菌的细胞壁,需要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,蛋白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:上述的小分子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),同时还有部分的醇类、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。
水解池一般是指水解酸化池,即将整个池子的反应控制在厌氧的前两个阶段,让大分子的物质分解成小分子的易分解的物质,提高废水的B/C比。
缺氧池,是相对厌氧和好氧来讲,一般是指溶解氧控制在0.2-0.5mg/l之间的生化系统。
缺氧池缺氧反应是兼性菌参与的生化反应,兼性菌是可以在好氧也可以在厌氧的情况下反应,要求系统的溶解氧在0.5mg/L以下,对温度和pH的要求也没有厌氧反应严格以DO区分,一般小于0.2mg/L就称为厌氧段,大于0.2mg/L小于0.5mg/L称为缺氧段。
厌氧段释磷,缺氧段反硝化脱氮。
缺氧放磷,好氧吸磷,吸磷总量会远远大于放磷,把磷由液相转移到污泥,从水体移除。
水解池和缺氧池的对比:1、水解池因为厌氧反应分为4个阶段:(1)水解阶段:高分子有机物由于其大分子体积,不能直接通过厌氧菌的细胞壁,需要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,蛋白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:上述的小分子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),同时还有部分的醇类、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。
水解池一般是指水解酸化池,即将整个池子的反应控制在厌氧的前两个阶段,让大分子的物质分解成小分子的易分解的物质,提高废水的B/C比。
缺氧池,是相对厌氧和好氧来讲,一般是指溶解氧控制在0.2-0.5mg/l之间的生化系统。
因此他们的相同点是,都是缺氧的环境,以厌氧和兼氧菌为主(实际运用过程中甚至有时候两者没有很明确的分别)。
不同点是,他们发挥的作用不同(水解池是控制在厌氧的水解酸化阶段,将大分子的物质分解成小分子物质,提高废水的可生化性,便于后续工艺的处理;缺氧池的作用是在去氨氮过程中提供反硝化等作用,并作为好氧池的过渡阶段)另外一般酸化池不曝气,而缺氧池可以选择用穿孔管曝气,适当增加废水中的溶解氧。
好氧池、厌氧池、缺氧池:好氧池就是通过曝气等措施维持水中溶解氧含量在4mg/l左右,适宜好氧微生物生长繁殖,从而处理水中污染物质的构筑物;厌氧池就是不做曝气,污染物浓度高,因为分解消耗溶解氧使得水体内几乎无溶解氧,适宜厌氧微生物活动从而处理水中污染物的构筑物;缺氧池是曝气不足或者无曝气但污染物含量较低,适宜好氧和兼氧微生物生活的构筑物。
不同的氧环境有不同的微生物群,微生物也会在环境改变的时候改变行为,从而达到去除不同的污染物质的目的。
反硝化也称脱氮作用。
反硝化细菌在缺氧条件下,还原硝酸盐,释放出分子态氮(N2)或一氧化二氮(N2O)的过程。
硝化反硝化与好氧缺氧的关系:就生活污水而言,氮主要是以有机氮和氨氮的形式存在的,无论是有氧还是在无氧环境下有机氮都可以转化成氨氮,只是产物和速率不同而已,这样,氨氮在有氧的环境下,在亚硝酸菌和硝酸菌的作用下发生硝化反应,转化成硝态氮,这个构筑单元一般叫做好氧池,有的也叫曝气池。
硝态氮在反硝化细菌的作用下,在缺氧环境之下发生反硝化反应,生成氮气释放到大气中,完成了脱氮。
这个构筑单元一般叫做缺氧池。
硝化作用硝化细菌将氨氧化为硝酸的过程。
其作用过程如下:硝化细菌从铵或亚硝酸的氧化过程中获得能量用以固定二氧化碳,但它们利用能量的效率很低,亚硝酸菌只利用自由能的5~14%;硝酸细菌也只利用自由能的5~10%。
因此,它们在同化二氧化碳时,需要氧化大量的无机氮化合物。
土壤中硝化细菌的数量首先受铵盐含量的影响,一般耕地里,每克土中只有几千至几万个。
添加铵盐即可使其数量增至几千万个。
土壤中性偏碱,通气良好,水分为田间持水量的50~70%,温度为10~30℃时,最适宜硝化细菌的生长繁殖,铵盐也能迅速被转化为硝酸盐。
自然界中,除自养硝化细菌外,还有些异养细菌、真菌和放线菌能将铵盐氧化成亚硝酸和硝酸,异养微生物对铵的氧化效率远不如自养细菌高,但其耐酸,并对不良环境的抵抗能力较强,所以在自然界的硝化作用过程中,也起着一定的作用。
反硝化作用也称脱氮作用。
反硝化细菌在缺氧条件下,还原硝酸盐,释放出分子态氮(N2)或一氧化二氮(N2O)的过程。
微生物和植物吸收利用硝酸盐有两种完全不同的用途,一是利用其中的氮作为氮源,称为同化性硝酸还原作用:NO3-→NH4+→有机态氮。
许多细菌、放线菌和霉菌能利用硝酸盐做为氮素营养。
另一用途是利用NO2-和NO3-为呼吸作用的最终电子受体,把硝酸还原成氮(N2),称为反硝化作用或脱氮作用:NO3-→NO2-→N2↑。
能进行反硝化作用的只有少数细菌,这个生理群称为反硝化菌。
大部分反硝化细菌是异养菌,例如脱氮小球菌、反硝化假单胞菌等,它们以有机物为氮源和能源,进行无氧呼吸,其生化过程可用下式表示:C6H12O6+12NO3-→6H2O+6CO2+12NO2-+能量CH3COOH+8NO3-→6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能量少数反硝化细菌为自养菌,如脱氮硫杆菌,它们氧化硫或硝酸盐获得能量,同化二氧化碳,以硝酸盐为呼吸作用的最终电子受体。
可进行以下反应:5S+6KNO3+2H2O→3N2+K2SO4+4KHSO4反硝化作用使硝酸盐还原成氮气,从而降低了土壤中氮素营养的含量,对农业生产不利。
农业上常进行中耕松土,以防止反硝化作用。
反硝化作用是氮素循环中不可缺少的环节,可使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-减少,消除因硝酸积累对生物的毒害作用。
生物除磷活性污泥法处理污水时,将活性污泥交替在厌氧和好氧状态下运行,能使过量积聚磷酸盐的积磷菌占优势生长,使活性污泥含磷量比普通活性污泥高。
污泥中积磷菌在厌氧状态下释放磷,在好氧状态下过量地摄取磷。
经过排放富磷剩余污泥,其结果与普通活性污泥法相比,可去除污水中更多的磷。
具体解释:实际上,目前对于除磷的原理研究依旧不是很明确,甚至具体是哪一种细菌起的作用仍然不清楚,通常情况都是以菌群作为研究对象,我们叫他聚磷菌PAOs。
一般来说,生物都有自己的独特性状,但是作为生物都有统一的一面,那就是过度繁殖的特性,生物利用数量上的优势,压倒别的生物,达到繁衍的目的,同理微生物也不例外。
在一些特定情况下,微生物在数量上取得竞争的优势,达到抑制其他生物生长的目的。
同理聚磷菌也拥有这样的特性,他们表现出来的形状也是为了自身的繁殖。
而且在磷酸盐浓度降低的情况下,会抑制聚磷菌的生长,也就是为什么聚磷菌需要调试才能正常运行。
这一过程主要就是几样物质,VFA(挥发性脂肪酸),PHA(聚羟基脂肪酸),PO(磷酸盐),PP(多聚磷酸盐)厌氧条件下,PAOs吸收VFA转化为PHA,这一过程PP高能键断裂为这一过程释放能量,同时释放出磷酸盐,而磷酸盐浓度升高,恰恰是我们说的能够利于PAOs生长繁殖好氧条件下,正好与其相反,吸收Po形成PP,而此时的能源则是PHA,如厌氧过程所说,PP是吸收PO所需要的能量物质,也就等于是为下一次代谢周期做准备,与此同时,PAOs 分裂生成新的细胞,但是由于,PO含量降低,将会限制它的生存繁殖,所以必须通过人为过程使PO含量升高,完成一个完整的周期。