厌氧生物处理-15
- 格式:ppt
- 大小:7.89 MB
- 文档页数:222
简述厌氧折流板反应器的原理及发展摘要:着重介绍了厌氧处理技术原理及第一代反应器到第三代反应器的发展过程,分析了新型第三代工艺-ABR反应器的性能特点及发展。
关键字:厌氧 ABR工艺厌氧反应器厌氧折流板反应器随着工业的飞速发展和人口的不断增加,能源,资源和环境等问题日趋严重,近30年来,能源的短缺变的突出。
采用传统的好氧生物处理方法处理废水要消耗大量能源,发达国家用于废水的能耗已占到了全国总电耗的1%左右。
废水好氧生物处理方法的实质是利用电能的消耗型来达到改善废水品质使其符合水域环境质量要求的一种技术措施。
所以,废水好氧生物处理是耗能型的废水处理技术。
在众多的废水生物处理工艺中,人们又重新认识采用厌氧生物处理工艺处理有机废水和有机废物技术。
1废水厌氧生物处理概述1.1 厌氧消化的基本原理有机物厌氧消化产甲烷过程是一个非常复杂的由多种微生物共同作用的生化过程。
M.P.Bryany(1979)根据对产甲烷菌和产氢产乙酸菌的研究结果,提出了三阶段理论。
第一阶段为水解发酵阶段。
在该阶段,复杂的有机物在厌氧菌孢外酶的作用下,首先被分解成简单的有机物,如纤维素经水解转化成较简单的糖类;蛋白质转化成较简单的氨基酸;脂类转化成脂肪酸和甘油等。
参与这个阶段的水解发酵菌主要是厌氧菌和兼性厌氧菌。
第二阶段为产氢产乙酸阶段。
在该阶段,产氢产乙酸菌把除乙酸、甲酸、甲醇以为的第一阶段产生的中间产物,如丙酸、丁酸等脂肪酸,和醇类等转化成乙酸和兼性厌氧菌。
第三阶段为产甲烷阶段。
在高阶段中,产甲烷菌把第一阶段和第二阶段产生的乙酸、H2、和CO2等转化为甲烷。
1.2 厌氧处理工艺的发展概况废水厌氧生物处理技术发展至今,已有120多年的了。
早在1860年法国人Louis Mouras把简易沉淀池改进为污水污泥处理构筑物使用。
1890年,Scoot-Moncereff第一个初步的厌氧滤池建造了一个底部空,上边铺一层石子的消化池。
这也是第一个初步的厌氧滤池。
厌氧微生物处理反应式:→⎪⎭⎫ ⎝⎛•-•--++O H d e d s b c n N O H C c b a n 242092+•+⎪⎭⎫ ⎝⎛•-•--+•N O H C d s CO d e d s C n CH d e 2752420858-+⎪⎭⎫ ⎝⎛•-+⎪⎭⎫ ⎝⎛•-342020HCO d s C NH d s C (15—1)式(15-1)中,括号内的符号和数值为反应的平衡系数,其中:d=4n+a-2b-3c 。
s 值代表转化成细胞的部分有机物,值代表转化成沼气的部分有机物。
设 1=+e s (15—2) s 值随有机物成分、厌氧反应器中污泥泥龄和微生物细胞的自身氧化系数(1/d )而变化:()()c d c d e k k a s θθ•+•+=12.01 (15—3) 式(15-3)中,0.2代表细胞不可降解的系数,a e 为转化成微生物细胞的有机物的最大系数值。
几种废物厌氧消化的a e 值(以COD 计的比值)如表15-1所示。
厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程,依靠三大主要类群的细菌,即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成。
因而粗略地将厌氧消化过程划分为三个连续的阶段,即水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段,如图15-2所示。
第一阶段为水解酸化阶段。
复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物,然后渗入细胞体内,分解产生挥发性有机酸、醇类、醛类等。
这个阶段主要产生较高级脂肪酸。
碳水化合物、脂肪和蛋白质的水熔酸化过程分别为:由于简单碳水化合物的分解产酸作用,要比含氮有机物的分解产氨作用迅速,故蛋白质的分解在碳水化合物分解后产生。
第二阶段为产氢产乙酸阶段。
在产氢产乙酸细菌的作用下,第一阶段产生的各种有机酸被分解转化成乙酸和H2,在降解奇数碳素有机酸时还形成CO2。
第三阶段为产甲烷阶段。
产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2和H2等转化为甲烷。
第十五章污水的厌氧生物处理1.厌氧生物处理的基本原理是什么?答:废水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,也称为厌氧消化。
厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程,依靠三大主要类群的细菌,即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成。
2、厌氧发酵分为哪个阶段?为什么厌氧生物处理有中温消化和高温消化之分?污水的厌氧生物处理有什么优势,又有哪些不足之处?答:通常厌氧发酵分为三个阶段:第一阶段为水解发酵阶段:复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用下,首先被分解为简单的有机物。
继而简单的有机物在产酸菌的作用下经过厌氧发酵和氧化转化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等。
第二阶段为产氢产乙酸阶段:产氢产乙酸菌把第一阶段中产生的中间产物转化为乙酸和氢,并有二氧化碳生成。
第三阶段为产甲烷阶段:产甲烷菌把第一阶段和第二阶阶段产生的乙酸、氢气和二氧化碳等转化为甲烷.厌氧生物处理可以在中温(35℃一38℃)进行(称中温消化),也可在高温(52℃一55℃)进行(称高温消化)。
因为在厌氧生物处理过程中需考虑到各项因素对产甲烷菌的影响,因为产甲烷菌在两个温度段(即35℃一38℃和52℃一55℃)时,活性最高,处理的效果最好.厌氧生物处理优势在于:应用范围广,能耗低,负荷高,剩余污泥量少,其浓缩性、脱水性良好,处理及处置简单.另外,氮、磷营养需要量较少,污泥可以长期贮存,厌氧反应器可间歇性或季节性运转.其不足之处:厌氧设备启动和处理所需时间比好氧设备长;出水达不到要求,需进一步进行处理;处理系统操作控制因素较复杂;过程中产生的异味与气体对空气有一定影响。
3、影响厌氧生物处理的主要因素有哪些?提高厌氧处理的效能主要从哪些方面考虑?答:影响厌氧生物处理的主要因素有如下:pH、温度、生物固体停留时间、搅拌和混合、营养与C/N比、氧化还原电位、有机负荷、厌氧活性污泥、有毒物质等。
厌氧生物处理3.1基本概念3.1.1厌氧生物处理的基本原理一、厌氧生物处理的基本生物过程及其特征——又称厌氧消化、厌氧发酵;——实际上,是指在厌氧条件下由多种(厌氧或兼性)微生物的共同作用下,使有机物分解并产生CH4和CO2的过程。
1、厌氧生物处理工艺的发展简史:①上述的厌氧过程广泛地存在于自然界中;②人类第一次利用厌氧消化处理废弃物,是始于1881年——Louis Mouras的“自动净化器”;③随后人类开始较大规模地应用厌氧消化过程来处理城市污水(如化粪池、双层沉淀池等)和剩余污泥(如各种厌氧消化池等);——长的HRT、低的处理效率、浓臭的气味等;④50、60年代,特别是70年代中后期,随着能源危机的加剧,人们对利用厌氧消化过程处理有机废水的研究得以强化,出现了一批被称为现代高速厌氧消化反应器的处理工艺,厌氧消化工艺开始大规模地应用于废水处理;——HRT大大缩短,有机负荷大大提高,处理效率也大大提高;——厌氧接触法、厌氧滤池(AF)、上流式厌氧污泥床(UASB)反应器、厌氧流化床(AFB)、AAFEB、厌氧生物转盘(ARBC)和挡板式厌氧反应器等;——HRT与SRT分离,SRT相对很长,HRT则可以较短,反应器内生物量很高。
⑤最近(90年代以后),随着UASB反应器的广泛应用,在其基础上又发展起来了EGSB和IC反应器;——EGSB反应器可以在较低温度下处理低浓度的有机废水;——IC反应器则主要应用于处理高浓度有机废水,可以达到更高的有机负荷。
2、厌氧消化过程的基本生物过程①两阶段理论:——30~60年代,被普遍接受的是“两阶段理论”第一阶段:发酵阶段,又称产酸阶段或酸性发酵阶段;——水解和酸化,产物主要是脂肪酸、醇类、CO2和H2等;——主要参与微生物统称为发酵细菌或产酸细菌;——其特点有:1)生长快,2)适应性(温度、pH等)强。
●第二阶段:产甲烷阶段,又称碱性发酵阶段;——产甲烷菌利用前一阶段的产物,并将其转化为CH4和CO2;——主要参与微生物统称为产甲烷菌;——其特点有:1)生长慢;2)对环境条件(温度、pH、抑制物等)非常敏感。