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厌氧水解酸化原理课件

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厌氧水解酸化原理PPT

厌氧水解酸化原理PPT


氢气产生
介绍氢气的生成过程，以及 氢气在厌氧消化中的潜在利 用价值。
污泥的处理及副产物利用
1 污泥的脱水与固液分离
介绍厌氧消化后污泥的脱水与固液分离过程，以及常用的脱水方法。
2 副产物的利用
分享厌氧消化过程中产生的副产物的潜在利用价值，如生物质能源的生产。
3 废水处理与资源回收
讨论如何将厌氧消化与其他废水处理技术结合，实现废水处理与资源回收。
介绍影响厌氧消化效 果的关键条件，如温 度、pH值等。
厌氧水解过程
1
污泥预处理
了解厌氧水解之前的污泥预处理过程，包括温度、时间、氧化还原电位等。
2
水解反应
讨论厌氧水解的主要反应，包括有机物分解和产生一些中间产物。
3
消耗产物的处理
探讨如何处理厌氧水解过程中产生的不可降解物质，以提高厌氧消化效果。
酸化反应的原理
厌氧水解酸化原理PPT
欢迎来到厌氧水解酸化原理PPT！本演示文稿将深入探讨高固含污泥，厌氧消 化的基础知识，厌氧水解过程，酸化反应的原理，厌氧消化的主要反应，污 泥的处理及副产物利用，以及厌氧消化的优点和应用。
高固含污泥在处理过程 中面临的挑战，并学习如何 有效处理这种类型的污泥。
厌氧消化的优点和应用
1
优点
总结厌氧消化相对于其他废水处理技术的优势，如低能耗、高效率等。
2
应用领域
探索厌氧消化在不同行业中的应用，如城市污水处理、农业废水处理等。
3
未来发展趋势
展望厌氧消化技术的未来发展趋势，包括智能化、自动化等方向。
高固含污泥的处理方法
介绍一些常用的高固含污泥 处理方法，包括机械脱水、 热解和气化等。
高固含污泥处理的成功 案例
水解酸化池PPT课件

水解酸化池PPT课件


2、水解池可取代初沉池
在停留时间相当的情况下，水解池对悬浮物的去除率显著高于初沉池，平均
出水SS只有50mg/L，其COD、BOD5、蛔虫卵的去除率也显著地高于初沉池。 因初沉池的去除率受水质影响较大，出水水质波动范围较大，而水解池出水水
质比较稳定。
3、较好的抗有机负荷冲击能力
4、水解过程可改变污水中有机物形态及性质，有利于后续好氧 处理
水解阶段、酸化阶段、乙酸化阶段和甲烷阶段等四个阶段。
水解池是把反应控制在第二阶段完成之前，不进入第三阶
段。采用水解池较之全过程的厌氧池（消化池）具有以下
的优点。
✓水解、产酸阶段的产物主要为小分子有机物，可生物降解性一般较好。故 水解池可以改变原污水的可生化性，从而减少反应的时间和处理的能耗。 ✓对固体有机物的降解可减少污泥量，其功能与消化池一样。工艺仅产生很 少的难厌氧降解的生物活性污泥，故实现污水、污泥一次性处理，不需要 经常加热的中温消化池。 ✓不需要密闭的池，不需要搅拌器，不需要水、气、固三相分离器，降低了 造价和便于维护。由于这些特点，可以设计出适应大、中、小型污水处理 厂所需的构筑物。 ✓反应控制在第二阶段完成之前，出水无厌氧发酵的不良气味，改善处理厂 的环境。 ✓第一、第二阶段反应迅速，故水解池体积小，与初次沉淀池相当，节省基 建投资。
通过对水解池进、出水有机酸分析结果表明，出水的溶解性COD已不是原来的 溶解性COD，其中挥发性有机酸浓度大幅度上升，可以从占进水溶解性组分9%
上升到出水的25%。
安徽工程科技学院生化系
.
Anhui University of Science and Technology
工 业 废 水 污 染 防6 治
.
Anhui University of Science and Technology
水解酸化池 PPT

水解酸化池 PPT

水解酸化工艺常用于好氧处理工艺之前作为预处理单 元,目的主要是将废水中非溶解性有机物转变为溶解性有 机物,将难降解的大分子物质转化为易降解的小分子物质 ,改善废水的可生化性,有利于后续好氧处理。
3
水解酸化的含义
水解：指微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定 酶来完成生物催化反应。水解阶段是大分子有机物降解的必经过 程,大分子水解：指微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外 壁上的固定酶来完成生物催化反应。水解阶段是大分子有机物降 解的必经过程,大分子物质想要被微生物所利用,必须先水解为小 分子物质,才能进入细菌细胞内进一步被降解。 酸化：是一种典型的发酵过程,该过程能加速有机物的降解,将水 解后的小分子物质进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外。 物质想要被微生物所利用,必须先水解为小分子物质,才能进入细 菌细胞内进一步被降解。 酸化：是一种典型的发酵过程,该过程能加速有机物的降解,将水 解后的小分子物质进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外。
水解酸化池
一 水解酸化池概述 二 水解酸化池的结构 三 水解酸化工艺的厌氧生化处理过程 四 水解酸化池的优缺点 五 工艺组合方式
2
一 水解酸化池概述
基本原理及目的
通过控制PH值、温度、氧化还原电位，水力停留时间的 条件，把反应控制在第二阶段之前，不进入第三阶段。 在大量污泥的吸附截留和兼性微生物为主的生物降解作 用下，将污水中的固体、大分子和不易生物降解的有机 物降解为易于生物降解的小分子有机物，使得污水在后 续的处理单元以较少的能耗和较短的停留时间下得到处 理。
10
厌氧生化处理过程的四个阶段
11
四 水解酸化池的优缺点
优点
1.对污泥的处理不需要经过消 化池,直接水解酸化可在常温 下使污泥迅速水解,最终实现 污泥一次处理
厌氧水解酸化原理PPT课件

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厌氧水解酸化的产物
厌氧水解酸化的产物主要包括挥发性脂肪酸、醇类、醛类等有机物以及二氧化碳 、氢气等无机物。
这些产物中，挥发性脂肪酸是厌氧水解酸化过程的主要产物之一，它们可以被其 他微生物进一步利用，也可以作为动物饲料、肥料等资源利用。
03 厌氧水解酸化影响因素
有机物浓度
总结词
有机物浓度是影响厌氧水解酸化的重要因素之一。
产生能源
厌氧水解酸化过程中可以产生甲烷等可燃气体，这些气体可以用于能源回收，实现能源的 循环利用。
厌氧水解酸化的应用领域
废水处理
生物天然气生产
厌氧水解酸化在废水处理领域中有着 广泛的应用，如城市污水处理、工业 废水处理等。
厌氧水解酸化是生物天然气生产过程 中的重要环节，能够为生物天然气生 产提供充足的原料。
厌氧水解酸化反应器类型
01
02
03
完全混合式反应器
反应器内物料的浓度和温 度均匀，适用于处理高浓 度有机废水。
推流式反应器
反应器内物料流动呈推流 式，适用于处理低浓度有 机废水。
序批式反应器
将废水按批次处理，适用 于处理间歇排放的有机废 水。
厌氧水解酸化工艺流程
01
02
03
04
废水预处理
去除悬浮物、油类等杂质，为 后续处理提供良好的水质条件
提高厌氧水解酸化反应速度是未来的重要研究方向之 一，可以通过优化反应器结构、提高微生物活性、强 化传质与混合等方面进行改进。
此外，加强厌氧水解酸化与其他生物处理技术的耦合 也是未来的研究方向之一，如厌氧-好氧联合处理、 厌氧-膜生物反应器联合处理等，可以进一步提高废 水处理效果。
THANKS FOR WATCHING
厌氧水解酸化原理课件

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能源生产
一些国家和地区采用厌氧水解 产生天然气，用于为居民和企 业提供热能、电力或者车用燃 料。
厌氧水解酸化的优点和局限性
与其它处理有机污染物的方案相比，厌氧水解酸化工艺相对更加优秀，但也有其局限性。 • 维护成本低，水质稳定，不容易受到负荷质量变化的影响 • 沼气可再利用，具有很高的资源化程度，同时也减少碳排放 • 对操作人员要求高，需要有一定的技能和经验。同时也容易受到外界环境的影响，如天气等 • 需要处理的有机污染物比较单一，用于处理多种类型废物需要进行技术改造和升级
实例介绍及案例分析
下面是一个实际案例，通过使用厌氧水解酸化工艺成功实现了乡村生物质水 分解。初步预计可处理每年1000吨生活垃圾和3000吨畜禽粪便，同时产生约 5 万立方米的沼气用于采暖。
有机污染物处理的难点
有机污染物结构复杂、稳定性 强，传统方法难以降解。
厌氧反应器提供了新思路
厌氧环境下的微生物代谢，提 供了一种新的处理思路。
可持续发展
厌氧反应产生的沼气可以用于 发电或制热，使得处理过程实 现了资源化。
厌氧水解酸化的基本原理
1
厌氧消化
在无氧条件下，有机废弃物被厌氧微生物分解成烷基化合物、酸、氢气等物质， 产生大量热能和沼气。
厌氧水解酸化原理课件
欢迎来到厌氧水解酸化的课程！在这里，您将学习到对于可持续发展极为重 要的处理有机污染物的一种有效工艺。快跟我们一起来了解它的背景、原理、 工艺流程、应用和优缺点。
酸性厌氧水解的背景和定义
酸性厌氧水解（AHA）是利用厌氧条件下无氧微生物的群体代谢行为，将复杂的有机污染物分解成更小 的分子，从而达到净化水体的目的。AHA最早应用于工业有机废水的处理，具有处理效果好、处理成本 低等优点，逐渐被引入城市污水处理系统。
污水处理培训厌氧好氧优秀课件

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•.
•22
在厌氧反应器中碱度的上升有４种情况，其
中CO２的脱出是迄今最为重要的因素。 １凯氏氮的消化作用—蛋白质中的氮消化成为NH4+ ２脂肪酸转化为甲烷
３硫酸盐的还原
４CO２随沼气脱除及尤为重要的CO２从出水中 脱除
•.
•23
所需的营养： 就如所有的有机生物一样，厌氧菌也需要生 长所需的营养。最低所需的氮和磷可根据生 长量和细胞组份（总固体中10～12％Ｎ和２ ％Ｐ）来计算。 对于酸化程度很高的废水（主要含有VFA）的 消化，微生物生长量为0.05g TS /g COD(主要 为产氢产乙酸菌和产甲烷菌)： 可生化降解COD ：Ｎ：Ｐ＝1000 ：５：１
•.
•10
•人类的需要
碳源 营养物 适合的温度 PH中性 不能挨饿 不能吃太饱 会中毒
•.
•细菌的需要
碳源 营养物 适合的温度 PH中性 负荷太低开始自溶 负荷太高易酸化 会中毒
•11
• 温度： 温度是影响微生物的活性和生长速率的一个重要的 因素，大多数已知的产甲烷菌最佳的温度范围都在 30~40℃。在28到35℃之间每升温1摄氏度活性约增 加约10%。 温度在35℃左右活性相当稳定，但温度一旦超过 42℃则活性急速下降。所以有必要保证厌氧反应器 内温度低于40℃，因为在此范围内温度稍稍上升产 甲烷菌的活性就会急剧下降。
发酸和碱度需要在以下各点来取样来分析:厌氧进水 、厌氧一层、厌氧出口。 １．厌氧进水：控制挥发酸主要根据预酸化度来控 制，预酸化度=挥发酸*69/SCOD所得到的%数就时预 酸化度，一般情况下，预酸化度控制在30-50%范围 内，确切值主要依据此时厌氧装置的SCOD的去除率 最高，去除率达到85-90%最好。并且，ＣＯＤ转化 为沼气的比率最大．
厌氧生物处理ppt基本介绍-PPT文档资料

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超高
三相分离区
反应区
布水区
UASB布置结果示意图
厌氧生物处理——主要构筑物及工艺
六、厌氧流化床反应器 厌氧流化床反应器的内部充填着粒径很小 （d=0.5mm左右）的挂膜介质，当其表面长满微生 物时，称为生物颗粒。 在上升水流速度很小时，生物颗粒相互接触，形成固定 床。借助循环管增大（即图9-6中回流用水泵及流量计 控制）反应器内的上升流速，可使生物颗粒开始脱离 接触，并呈悬浮状态。当继续增大流速至污泥床的膨 胀率达10~20%时，生物颗粒便呈流化态。
厌氧生物处理——主要构筑物及工艺
一、早期用于处理废水的厌氧消化构筑物是化粪池和双层 沉淀池。 化粪池是一个矩形密闭的池子，用隔墙分为两室或三室， 各室之间用水下连接管接通。废水由一端进入，通过 各室后由另一端排出。悬浮物沉于池底后进行缓慢的 厌氧发酵。各室的顶盖上设有人孔，可定期（数月） 将消化后的污泥挖出，供作农肥。这种处理构筑物通 常设于独立的居住或公共建筑物的下水管道上，用于 初步处理粪便废水。
菌
群 甲烷发酵
发酵细菌
甲烷细菌
发酵工艺 酸发酵 ——
厌氧生物处理——原理
二、发酵的控制条件 （以下重点讨论甲烷发酵的控制条件。） （一）营养与环境条件 废水、污泥及废料中的有机物种类繁多，只要未达到抑 制浓度，都可连续进行厌氧生物处理。对生物可降解 性有机物的浓度并无严格限制，但若浓度太低，比耗 热量高，经济上不合算；水力停留时间短，生物污泥 易流失，难以实现稳定的运行。一般要求COD大于 1000mg/L。 COD∶N∶P=200∶5∶1
当有机物负荷率很高时，由于供给产酸菌的食物相当充分， 致使作为其代谢产物的有机物酸产量很大，超过了甲烷 细菌的吸收利用能力，导致有机酸在消化液中的积累和 pH值（以下均指大气压条件下的实测值）下降，其结 果是使消化液显酸性（pH<7）。这种在酸性条件下进 行的厌氧消化过程称为酸性发酵状态，它是一种低效而 又不稳定的发酵状态，应尽量避免。
厌氧水解酸化原理PPT课件

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详细描述
厌氧水解酸化微生物对温度的适应性因菌种而异，通常在15℃-35℃范围内可以正常代 谢。在适宜的温度范围内，适当提高温度可以促进厌氧水解酸化速率，缩短水解酸化时 间。同时，温度的突然升高或下降会对厌氧微生物产生不利影响，导致水解酸化效果下
降甚至产生有害物质。因此，需要对温度进行控制，保持适宜且稳定的温度范围。
微生物种群的影响
厌氧水解酸化过程中涉及多种 微生物种群，包括水解菌、产
酸菌和产甲烷菌等。
水解菌能够将大分子有机物分 解为小分子有机物，产酸菌能 够将小分子有机物进一步转化
为挥发性脂肪酸等产物。
产甲烷菌能够将挥发性脂肪酸 等产物转化为甲烷气体。
微生物种群之间的相互关系和 生态平衡对厌氧水解酸化过程 具有重要影响。
启动与运行管理
• 总结词：启动与运行管理是厌氧水解酸化的重要环节之一，良好的启动
与运行管理可以提高水解酸化效果。
• 详细描述：启动阶段是厌氧水解酸化的关键时期，需要选择适当的接种物和培养条件，以保证厌氧微生物的快速繁殖和 适应新环境。在运行过程中，需要定期监测各项参数如温度、pH值、有机负荷率等，及时调整以保持适宜的工艺条件。 同时，需要定期对反应器进行排泥、清洗等维护措施，以保证反应器的正常运行和出水质量。此外，应对进水和出水进 行监测和控制，以保证进水的稳定性和安全性以及出水的达标排放。通过良好的启动与运行管理可以提高厌氧水解酸化 的效果和稳定性。
产酸反应是厌氧消化过程中的第二阶段，主要是将小分子有机物 转化为挥发性脂肪酸和二氧化碳。
产酸反应动力学模型
描述产酸反应速率与底物浓度、温度、pH等参数之间的关系。
产酸反应速率常数
表示产酸反应的速率，受底物浓度和温度影响较大。
产甲烷反应动力学
水解酸化池原理及操作规程培训课堂PPT

水解酸化池原理及操作规程培训课堂PPT

2 产酸阶段（酸化阶段）：碳水化合物降解为脂肪酸 （主要是醋酸、丁酸和丙酸）、醇类等，本阶段会产 生大量的有机酸，故pH值有下降趋势，与此同时，酸 化菌也利用部分物质合成新的细胞物质。
3.产氢产乙酸阶段，在产氢产乙酸菌的作用下，酸 化阶段产生的两个碳链以上的短链脂肪酸、醇、醛 等物质转化为乙酸盐，同时产生少量的CO2、H2，在 此阶段中，由于产氢细菌的活动使氨态氮浓度增加 ，氧化还原势降低，pH上升，pH的变化为甲烷菌创 造了适宜的条件。
水解酸化池的优缺点
13
优点
1.对污泥的处理不需要经过消化池,直接水解酸化可 在常温下使污泥迅速水解,最终实现污泥一次处理。 所以，排泥为连续排泥，其目的是：保持运行与维护简单方便
3.出水无臭味,使得污水处理厂有 个良好的空气环境
4.出水的可生化性大幅度提 高了,非常有利于后续的好 氧处理
缺点
1、厌氧微生物量增加比较缓慢,反应器启动时间较长
2、对于低浓度(碳水化合物)和碱度不足的污水处 理效果差 3、出水COD浓度比较高,需要设置后序好氧工 艺处理设施
4、要使得厌氧生物处于最佳状态,必须外加热,增加了投资 和运行
水解酸化池的运行管理
17
1、每次巡检时（2小时一次）注意检查池内的设备 （潜水搅拌器、吸泥行车等）运行状态，发现设备停 运或噪音、震动异常等及时上报。 2、做好水解调节池PH在线监测仪记录工作，若PH值 低于6及时汇报。 3、为保持池内泥水混合均匀，每天开曝气风机运行 至少10min，防止污泥淤积。 4、二沉池污泥回流时，注意检查二沉池液位，防止 二次提升泵缺水损坏。
产氢产乙酸阶阶段还有H2S，吲哚、粪臭素和硫醇等 带有不良气味的副产物产生。
4.产甲烷阶段，产甲烷菌将前几阶段产生的乙酸、 CO2、H2及少量的甲酸、甲醇等物质转化为CH4和 CO2。由甲烷菌把有机酸转化为沼气。
水解酸化池优秀课件

水解酸化池优秀课件

4
处 理 对 象
用于处理含难降解有机物、可生化性不高的工业 废水。
5
二 水解酸化池的结构
⑴池体：一般为矩形或圆形，水解酸化池的经济高度一般为4～6m之 间 ⑵配水系统：配水方式有：一管一孔布水、一管多孔配水方式、分枝 式配水方式。 ⑶出水收集装置：水解酸化池的出水可以采用设于池水表面三角出水 堰进行收集 ⑷排泥系统：当水解酸化池内污泥达到一定高度后应进行排泥，排泥 的高度的设定应考虑排出低活性的污泥，保留高活性的污泥，通常污 泥的排放点设在污泥区的中上部，可采用定时排泥方式，每日排泥一 至二次。
优点
1.对污泥的处理不需要经过消 化池,直接水解酸化可在常温 下使污泥迅速水解,最终实现 污泥一次处理
11
2.工程投资造价便宜,日常 运行与维护简单方便
3.出水无臭味,使得污水处理厂有 个良好的空气环境
4.出水的可生化性大幅度提 高了,非常有利于后续的好 氧处理
12
缺点
1、厌氧微生物量增加比较缓慢,反应器启动时间较长
混凝沉淀-水解酸化-BIOFOR滤池组合工艺 填料式水解酸化-SBR组合工艺
14
学法
创设轻松和谐的学习氛围，使学生时刻保持良好 的学习心境。给学生提供更多表达、交流的机会 ，鼓励学生敢想敢说，让学生通过成功的作品， 更多地体验一种成就感，进一步激发他们强烈的 创造欲望。课堂教学的最终目的是“教是为了不 教”，因此本堂课在教法和学法的落实上，强调 以学生为中心，让学生带着一个个任务通过自主 学习和伙伴合作等方式，自我探索，顺利的掌握 新知，完成任务。
15
三、综合练习、知识迁移
1、首先展示几个制作精美的多媒体作品。
2、让学生选择其中作品或模仿或自创，老师巡视,个别辅导 3、展示学生作品，互相交流
厌氧水解酸化原理PPT

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工艺改进与创新
针对现有厌氧水解酸化工艺的不足， 进行改进和创新，开发出更加高效、 稳定和实用的新工艺。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
有机物浓度对厌氧水解酸化过程具有重 要影响。高浓度的有机物可以促进厌氧 水解酸化速率，但同时也可能导致反应 器中微生物活性受到抑制。
有机物浓度的适宜范围应根据具体条件而定， 通常在2000-5000mg/L之间。
在实际应用中，需要根据有机物浓 度变化情况及时调整进水量和反应 器体积，以保证厌氧水解酸化效果。
厌氧水解酸化能够去除部分有机物， 降低废水中的有机物浓度，为后续处 理减轻负担。
厌氧水解酸化的应用
工业废水处理
厌氧水解酸化在处理高浓度有机 废水方面具有较好的效果，如食
品加工废水、造纸废水等。
城市污水处理
厌氧水解酸化可以作为城市污水处 理工艺的前处理阶段，提高城市污 水的可生化性，减轻后续处理设施 的负担。
01
pH值是影响厌氧水解酸化过程的重要因素之一。最适宜的 pH值范围通常在6.5-7.5之间。
02
当pH值低于6.5时，厌氧水解酸化速率降低；当pH值高于 7.5时，可能导致反应器中微生物活性受到抑制。
03
需要对pH值进行监控和调节，以确保其在适宜范围内波动， 可以通过添加酸或碱来实现。
有机物浓度的影响
垃圾渗滤液处理
垃圾渗滤液含有高浓度的有机物和 氨氮，通过厌氧水解酸化可以降低 有机物和氨氮的浓度，为后续处理 创造有利条件。
02 厌氧水解酸化原理
厌氧水解过程
复杂有机物分解为可溶性物质
01
厌氧水解过程将复杂的大分子有机物分解为可溶性的小分子有
机物，如单糖、氨基酸等。

02-6.2 厌氧处理与水解酸化 课件

北京科技大学环境工程微生物学贺银海厌氧处理与水解酸化厌氧微生物处理有机物厌氧降解过程有机物厌氧降解过程氨基酸和单糖蛋白质和糖类长链脂肪酸甲烷复杂的可降解有机物脂肪挥发性有机酸（丙酸、丁酸等）乙酸2/31/3①水解①水解②发酵②发酵③产氢产酸④产甲烷④产甲烷氢气（1）水解阶段复杂有机物在发酵性细菌产生的胞外酶作用下，分解为溶解性小分子有机物；难降解或大分子有机物水解过程通常较缓慢，或可能成为复杂有机物厌氧降解的限速阶段。

（2）发酵（酸化）阶段水解阶段产生的溶解性有机物，经细胞膜进入发酵菌细胞内，在胞内酶作用下分解为挥发性脂肪酸(VFA)和乙醇等。

酸化过程速率较快, 产物对产甲烷过程影响较大。

酸化阶段产物与厌氧条件, 底物种类和微生物组成有关。

（3）产氢产乙酸阶段产氢产乙酸菌将酸化阶段产物丙酸、丁酸、乙醇等，转化为乙酸、氢气和二氧化碳。

氢气和二氧化碳经同型产乙酸菌合成乙酸。

产氢产乙酸阶段绝大多数是严格厌氧菌发挥作用，但通常有约1％的兼性厌氧菌生存于厌氧环境中，保护严格厌氧菌。

产甲烷菌在二氧化碳存在时，利用氢气还原生成甲烷；也可以直接利用乙酸脱羧生成甲烷。

（4）产甲烷阶段乙酸脱羧: 2CH3COOH ＝2CH4+ 2CO2氢气还原CO2: 4H2+ CO2＝CH4+ 2H2O产甲烷菌增殖速率慢, 世代周期长, 对环境变化敏感。

通常是厌氧消化的速率控制阶段。

（1）pH产酸细菌对酸碱度不及产甲烷菌敏感，其适宜的pH范围较广（4.5-8.0）。

产甲烷菌要求环境介质酸碱度为中性附近（7.0-7.2）。

产酸细菌和产甲烷菌在相同构筑物中，因此，为保持系统平衡，厌氧生物处理pH一般为6.5～7.5，最适宜pH6.8-7.2。

（2）温度✓根据产甲烷菌对温度的适应性可分为中温甲烷菌和高温甲烷菌。

✓中温35℃最为适宜，高温则在53℃左右最佳。

（3）氧化还原电位产甲烷菌的初始繁殖环境要求：氧化还原电位低于-300 mV;中温产甲烷，氧化还原电位控制在-300至-350 mV，而高温产甲烷，则控制在-500至-600 mV。

厌氧水解酸化原理PPT


03
厌氧水解酸化影响因素
温度的影响
温度对厌氧水解酸化过程具有显著影响。在适宜的温度范围 内，随着温度的升高，水解酸化速率加快，有机物分解效率 提高。这主要是因为温度升高能够提高酶的活性，促进微生 物的生长繁殖和代谢活动。
不同微生物对温度的适应性不同，因此在实际应用中，需要 根据微生物的种类和生长环境选择适宜的温度，以保证厌氧 水解酸化过程的顺利进行。
有机负荷率的影响
有机负荷率是影响厌氧水解酸化过程的重要因素之一。在适宜的有机负荷率范围内，随着有机负荷率 的提高，水解酸化速率也会相应提高。这是因为较高的有机负荷率意味着更多的有机物可以作为底物 供微生物生长和代谢。
然而，过高的有机负荷率可能会对微生物产生过度的压力，导致其生长和代谢受到抑制。在实际应用 中，需要根据微生物的种类和生长环境选择适宜的有机负荷率，以保证厌氧水解酸化过程的顺利进行 。
厌氧水解酸化的作用
提高有机物的可生化性
01
厌氧水解酸化可以将大分子有机物转化为小分子有机物，提高
废水的可生化性，为后续的好氧生物处理提供有利条件。
降低废水毒性
02
厌氧水解酸化过程中可以去除部分有毒物质，降低废水毒性，
有利于微生物的生长和代谢。
产生能源物质
03
厌氧水解酸化过程中可以产生沼气等能源物质，可用于能源回
产酸菌与产甲烷菌的关系
产酸菌和产甲烷菌是厌氧消化过程中的两个主要微生物菌群，它们之间 存在互生关系。
产酸菌将大分子有机物分解成小分子有机物，这些小分子有机物可以作 为产甲烷菌的底物，被产甲烷菌利用生成甲烷气体。
产甲烷菌的生长和繁殖需要产酸菌提供底物和适宜的生长环境，同时产 甲烷菌的代谢产物也可以作为产酸菌的能源物质，维持整个厌氧消化过 程的平衡。

厌氧水解酸化原理

为了克服这一缺点，可在消化池后串联一个沉淀池，将沉淀下的污泥
又送回消化池，因此组成了厌氧接触系统（图9-4）。 污泥回流量约为进水流量的2~3倍。消化池内的MLVSS为 6~10g/L。
第二十四页，讲稿共二十八页哦
厌氧生物处理——主要构筑物及工艺
四、厌氧生物滤池和厌氧生物转盘 为了防止消化池的污泥流失，可在池内设置挂膜介质，使 厌氧微生物生长在上面，由此出现了厌氧生物滤池和厌氧 生物转盘。
第二十二页，讲稿共二十八页哦
d1
D d2 圆筒形厌氧消化池
h4
h3
h2 h1
蛋形厌氧消化池
第二十三页，讲稿共二十八页哦
厌氧生物处理——主要构筑物及工艺
三、厌氧接触系统
普通消化池用于处理高浓度有机废水时，为了强化有机物与池 内厌氧污泥的充分接触，必须连续搅拌； 同时为了提高处理效率，必须改间断进水排水为连续进水排水。 但这样一来，会造成厌氧污泥的大量流失。
废水或污泥 中不溶态大 分子有机物
发 蛋白质 酵
菌 多糖
脂类
发 氨基酸 酵
菌 C 6H 12O 6
甘油
脂肪酸
I 甲酸 类 甲醇 产 甲胺 物 乙酸等
II 丙 酸
产氢 产乙
类 丁酸 酸菌
产 乳酸
物 乙醇等
C O 2 、［ H ］ 和乙酸
甲 烷
通过不同
菌 途径转化
为 CH4、 CO2 等
水解阶段
酸化阶段
第二十页，讲稿共二十八页哦
厌氧生物处理——主要构筑物及工艺
双层沉淀池上部有一个流槽，槽底呈V形。废水沿槽缓慢流过
时，悬浮物便沉降下来，并从V形槽底缝滑落于大圆形池底，在 那里进行厌氧消化。这两种处理构筑物仅起截留和降解有机悬 浮物的功用，产生的沼气难以收集利用。

污水处理厌氧生物处理方法课件


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2) 厌氧生物处理机理
• 上述3个阶段，以产甲烷阶段的反应速度最慢，为厌氧 消化的限制阶段。与好氧氧化相比，厌氧生物处理产生 的污泥量远少于好氧氧化。
• 有的研究人员将厌氧过程分为四个阶段:水解、酸化、酸 性减退(由于产生中间产物氨,中和了酸)、产甲烷阶段。
• 参与厌氧反应的细菌，酸化阶段的统称产酸或酸化细菌， 几乎包括所有的兼性细菌；甲烷化阶段的统称甲烷细菌， 已经证实的已有80多种
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二、厌氧生物处理原理
厌氧生物处理的方法基本功能有二：
（1）酸发酵的目的：为进一步进行生物处理提供易 生物降解的基质；
（2）甲烷发酵的目的：进一步降解有机物和生产气 体燃料。
* 完全的厌氧生物处理工艺-----因兼有降解有
机物和生产气体燃料的双重功能，因而得到 了广泛的发展和应用。
将累积而使pH值下降、破坏产甲烷阶段的正常进行，严重时产
甲烷作用停顿，系统失败，并难以调整复苏。
➢有机负荷过高，则过高的水力负荷还会使消化系统中污泥的流
失速率大于增长速率而降低消化效率。
➢若有机负荷过低，物料产气率或有机物去除率虽可提高，但容
积产气率降低，反应器容积将增大，使消化设备利用效率降低，
投资和运行费用提高。
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三、厌氧消化的影响因素与控制要求
2、酸碱度、pH值
pH值条件首先使产氢产乙酸作用和产甲烷作用受抑制，
使产酸过程所形成的有机酸不能被正常地代谢降解，
从而使整个消化过程的各阶段间的协调平衡丧失。
若pH值降到5以下，对产甲烷菌毒性较大，同时产酸
作用本身也受抑制，整个厌氧消化过程即停滞。即使
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• 反应器内单位重量的污泥在单位时间内接纳的有机物 量，称为污泥负荷率，单位为kg/kg·d或g/g·d。
• 每天向单位有效容积投加的新料的体积，称为投配率 ，单位为m3/m3·d。投配率的倒数为平均停留时间或 消化时间，单位为d。投配率有时也用百分数表示， 例如，0.07m3/m3·d的投配率也可表示为7%。
10~30gVSS/L之间。
为了保持反应器生物量不致因流失而减少，可采用多种措施 ，如安装三相分离器、设置挂膜介质、降低水流速度和回 流污泥量等。
厌氧生物处理——原理
（2）负荷率 负荷率是表示消化装置处理能力的一个参 数。负荷率有三种表示方法：容积负荷率、污泥负荷 率、投配率。
• 反应器单位有效容积在单位时间内接纳的有机物量， 称为容积负荷率，单位为kg/m3·d或g/L·d。有机物量 可用COD、BOD、SS和VSS表示。
厌氧生物处理——概述
在断绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性 厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生物降解的过 程，称为厌氧生物处理法或厌氧消化法。
厌氧生物处理法的处理对象是：高浓度有机工业废水 、城镇污水的污泥、动植物残体及粪便等。
厌ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ生物处理——概述
厌氧生物处理的方法和基本功能有二： （1）酸发酵的目的是为进一步进行生物处理提供易生
厌氧生物处理——原理
表9-1 有机物厌氧消化过程
生化阶段 物态变化
生化过程
Ⅰ
液化（水解）
大分子不溶态 有机物转化为 小分子溶解态
有机物
Ⅱ
酸化（1）
酸化（2）
小分子溶解态 有机物转化为 （H2+CO2）及 A、B两类产物
B类产物转化为 （H2+CO2）及
乙酸等
Ⅲ 气化
CH4、CO2等
菌群
发酵细菌
产氢产乙酸细菌 甲烷细菌
甲烷发酵
发酵工
艺
酸发酵
——
厌氧生物处理——原理
二、发酵的控制条件 （以下重点讨论甲烷发酵的控制条件。） （一）营养与环境条件
废水、污泥及废料中的有机物种类繁多，只要未达到 抑制浓度，都可连续进行厌氧生物处理。对生物可降 解性有机物的浓度并无严格限制，但若浓度太低，比 耗热量高，经济上不合算；水力停留时间短，生物污 泥易流失，难以实现稳定的运行。一般要求COD大于 1000mg/L。 COD∶N∶P=200∶5∶1
厌氧生物处理——原理
高温厌氧消化系统适宜的氧化还原电位为-500~-600mV； 中温厌氧消化系统及浮动温度厌氧消化系统要求的氧化
还原电位应低于-300~-380mV。
产酸细菌对氧化还原电位的要求不甚严格，甚至可在 +100~-100mV的兼性条件下生长繁殖；
甲烷细菌最适宜的氧化还原电位为-350mV或更低。
厌氧生物处理——原理
（1）氧化还原电位（ORP或Eh） 厌氧环境是厌氧消化过程赖以正常进行的最重要的条件
。厌氧环境，主要以体系中的氧化还原电位来反映。
一般情况下，氧的溶入无疑是引起发酵系统的氧化还原 电位升高的最主要和最直接的原因。但是，除氧以外 ，其它一些氧化剂或氧化态物质的存在（如某些工业 废水中含有的Fe3+、Cr2O72-、NO3-、SO42-以及酸性废 水中的H+等），同样能使体系中的氧化还原电位升高 。当其浓度达到一定程度时，同样会危害厌氧消化过 程的进行。
当有机负荷率适中时，产酸细菌代谢产物中的有机酸基 本上能被甲烷细菌及时地吸收利用，并转化为沼气， 溶液中残存的有机酸量一般为每升数百毫克。此时消 化液中pH值维持在7~7.5之间，溶液呈弱碱性。这种 在弱碱性条件下进行的厌氧消化过程称之为弱碱性发 酵状态，它是一种高效而又稳定的发酵状态，最佳负 荷率应达此状态。
当有机物负荷率偏小时，供给产酸细菌的食物不足，产
酸量偏少，不能满足甲烷细菌的需要。此时，消化液 中的有机酸残存量很少，pH值偏高，在pH值偏高（大 于7.5）的条件下进行的厌氧消化过程，称为碱性发酵 状态。如前所述，由于负荷偏低，因而是一种虽稳定 但低效的厌氧消化状态。
厌氧生物处理——原理
• 厌氧消化装置的负荷率是怎样确定的呢？ 一个重要的原则是：在两个转化（酸化和气化） 速率保持稳定平衡的条件下，求得最大的处理目 标（最大处理量或最大产气量）。 一般而言，厌氧消化微生物进行酸化转化的能力 强，速率快，对环境条件的适应能力也强；而进 行气化转化的能力相对较弱，速率也较慢，对环 境的适应能力也较脆弱。这种前强后弱的特征使 两个转化速率保持稳定平衡颇为困难，因而形成 了三种发酵状态。
厌氧生物处理——原理
（2）温度 温度是影响微生物生命活动过程的重要因素 之一。温度主要影响微生物的生化反应速度，因而与 有机物的分解速率有关。
工程上： 中温消化温度为30~38℃（以33~35℃为多）； 高温消化温度为50~55℃。
厌氧消化对温度的突变也十分敏感，要求日变化小于 ±2℃。温度突变幅度太大，会招致系统的停止产气 。
物降解的基质； （2）甲烷发酵的目的是进一步降解有机物和生产气体
燃料。
厌氧生物处理——概述
• 完全的厌氧生物处理工艺因兼有降解有机物和生产气 体燃料的双重功能，因而得到了广泛的发展和应用。
厌氧生物处理——原理
一、厌氧消化的生化阶段 复杂有机物的厌氧消化过程要经历数个阶段，由不同 的细菌群接替完成。根据复杂有机物在此过程中的物 态及物性变化，可分三个阶段（表9-1）。
当有机物负荷率很高时，由于供给产酸菌的食物相当充 分，致使作为其代谢产物的有机物酸产量很大，超过 了甲烷细菌的吸收利用能力，导致有机酸在消化液中 的积累和pH值（以下均指大气压条件下的实测值）下 降，其结果是使消化液显酸性（pH<7）。这种在酸性 条件下进行的厌氧消化过程称为酸性发酵状态，它是
一种低效而又不稳定的发酵状态，应尽量避免。
厌氧生物处理——原理
（3）pH值及酸碱度 由于发酵系统中的CO2分压很高（ 20.3~40.5kPa），发酵液的实际pH值比在大气条件下 的实测值为低。一般认为，实测值应在7.2~7.4之间为 好。
（4）毒物 凡对厌氧处理过程起抑制或毒害作用的物质 ，都可称为毒物。
厌氧生物处理——原理
（1）生物量 各种反应器要求的污泥浓度不尽相同，一般介于