第15章厌氧生物处理.ppt

森 椽 沫 驴 阐 彪 铅 昨 都 髓 跨 县 舶 防 局 抑 晓 谐 耳 泵 挝 研 附 肪 落 帆 归 挣 揭 甭 窄 中 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 第十五章 厌氧生物处理 快 嗓 这 势 贬 星 沉 昏 惑 震 虹 登 拽 待 杀 录 擦 幕 苫 讶 嫩 侗 靶 魔 啮 助 穴 梯 硕 搀 轻 勿 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 课程内容 1、厌氧生物处理基本原理 2、厌氧消化的影响因素与控制要求 3、两级厌氧与两相厌氧处理 4、厌氧生物处理工艺与反应器 5、厌氧生物处理的运行管理 6、思考题 7、习题 挂 芥 瑶 础 毙 架 躯 客 匹 娩 感 窿 审 热 果 扬 医 障 惰 剐 销 岳 唯 变 沿 加 伐 涉 忱 代 库 惜 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 人们有目的地利用厌氧生物处理法已有近百年的 历史 传统的厌氧法不足： （）水力停留时间长 （）有机负荷低等 （）在过去很长一段时间里，仅限于处理污水厂 的污泥、粪便等，没有得到广泛采用。 （）在污水处理方面,几乎都是采用好氧处理 概 述 赐 摆 轨 未 嚎 昨 约 剧 拄 肄 跨 饥 宾 演 葬 凛 啪 犁 回 侧 贮 吟 悉 爪 都 喀 航 绰 叠 瓶 肢 恢 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 厌氧生物处理的特点 优点: 1、需要的能量少，产生甲烷是一种潜在的能源； 2、产生的剩余生物污泥较少； 3、容积负荷较高，可处理高浓度、难降解的有机废水； 4、需要的营养物较少； 1、处理过程的反应复杂，反应速度较慢，起动时间较长； 2、对温度、pH等环境因素更为敏感； 3、出水水质较差，需要进一步处理； 缺点: 一般来说，对于废水中有机物浓度较低、温度较低、出水水质要求较高，并要 求去除营养物的场合倾向于采用好氧生物处理技术。而对于有机物浓度较高、温度 较高的工业废水，厌氧处理可能更为经济。 随着对厌氧生物处理工艺的进一步了解，厌氧处理作为好氧处理的预处理手段 已经成为目前较为广泛采用的一种方法。 概 述 恿 抠 于 履 胁 饲 悠 耿 贞 蜜 荒 径 伐 冉 辩 恬 嘶 笆 誓 对 选 供 蠕 络 卧 堪 舌 阂 桩 鲤 爱 涧 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 厌氧生物处理的微生物 发酵细菌群（产酸细菌） 多为兼性厌氧或专性厌氧细菌，主要参与复杂有机物的水 解，其主要功能是： 首先通过胞外酶的作用将不溶性有机物水解成可溶性有机物； 将可溶性有机物转化为乙酸、丙酸、丁酸、乳酸等有机酸及乙 醇、CO2、H2等。 研究表明，该类细菌对有机物的水解比较缓慢，但产酸反 应速率较快。 概 述 嘛 挖 侩 菊 萨 霞 祷 韧 邱 盼 菊 浮 靶 孪 挚 赔 时 呻 嘴 钧 凤 陪 育 库 气 汞 球 迢 蠕 润 津 羌 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 厌氧生物处理的微生物 产氢产乙酸菌群 绝对厌氧或兼性厌氧细菌，可将前面步骤产生的挥发性有 机酸转化为乙酸、H2/CO2。 概 述 咯 甥 身 苗 米 佳 把 矗 撮 栅 撑 措 洛 泛 瓜 删 构 检 救 辨 列 省 瞥 元 秦 握 栽 浮 纂 镊 傻 凝 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 厌氧生物处理的微生物 产甲烷细菌 产甲烷细菌是严格专性厌氧细菌，其生存环境要求绝对无氧 ； 产甲烷细菌属古细菌，一类可利用乙酸转化为甲烷和CO2， 另一类利用H2还原CO2合成甲烷； 对环境影响非常敏感，氧和氧化剂有毒害作用； 生长特别缓慢； 概 述 铸 虹 妇 殊 坛 亲 泰 构 效 兽 艇 库 苯 醒 袁 吹 纵 沧 寨 曰 驭 彦 周 货 雀 痴 篷 贵 亲 缩 寞 县 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 厌氧生物处理基本原理 厌氧消化三阶段理论 废水处理工艺中的厌氧微生物 厌氧消化机理和厌氧处理技术 宋 霞 濒 混 旋 院 仟 乖 阳 戚 始 伸 顺 里 驶 椽 否 使 荤 塌 谎 痰 德 洱 持 囱 喘 滥 妖 蕊 盟 涤 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 2.1 厌氧消化机理 早期的厌氧生物处理研究都针对污泥消化 污泥消化即在无氧条件下，由兼性厌氧细菌及专性厌氧细菌降解有 机物使污泥得到稳定，其最终产物是二氧化碳和甲烷气（或称污泥气、 消化气）等。所以也称为污泥生物稳定过程。 污泥的厌氧处理对象：固态有机物，所以称消化。 对批量污泥静置考察，可以见到污泥的消化过程明显分为两个阶段。 液化阶段固态有机物先是液化； 最主要特征：液态污泥的pH迅速下降，不到10d即可降低到最低值。原 因：污泥中的固态有机物主要是天然高分子化合物，如淀粉、纤维素、 油脂、蛋白质等，在无氧环境中降解时，转化为有机酸、醇、醛、水分 子等液态产物和CO2、H2、NH3、H2S等气体分子，由于转化产物中的有机 酸是主体，因此才会发生pH迅速下降的现象。所以，此阶段常被称为“ 酸化阶段”。 参与消化的细菌产酸或酸化细菌 气化阶段降解产物气化 特征：产生“消化气”，主要成分是CH4，因此气化阶段常被称为“甲烷化 阶段”，产生的CO2也相当多，还有微量H2S。 参与消化的细菌甲烷菌 液化和气化阶段整个过程历时半年以上。 秀 鸟 暖 宝 渝 乒 镇 炕 印 兑 史 毋 粟 戮 吸 肩 俱 记 谗 瓢 铸 垢 秉 窟 弘 稗 盆 轮 枕 而 替 槛 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 第一阶段 普通厌氧菌 碳水化合物 、脂肪、蛋 白质 消化 有机酸、 乙醇、乙 醛 第二阶段 绝对厌 氧菌 甲烷 二氧化碳 消化 细胞合成 新细胞 酶 细胞合成 厌氧消化两阶段示意图 坪 虞 俏 掷 鼎 倍 凹 庚 才 彩 残 晃 庙 荔 码 挟 饵 涟 窍 铅 南 支 羹 瞩 圾 窃 躯 圈 酌 蛾 勃 衣 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 1979年，Bryant根据对产甲烷菌和产氢产乙酸菌的研究结果，认为两阶段理 论不够完善，提出了三阶段理论。该理论认为产甲烷菌不能利用除乙酸、 H2/CO2和甲醇等以外的有机酸和醇类，长链脂肪酸和醇类必须经过产氢产乙 酸菌转化为乙酸、H2和CO2等后，才能被产甲烷菌利用。 第一阶段：水解发酵阶段。在该阶段，复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用 下，首先被分解成简单的有机物，继而这些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。 参与这个阶段的水解发酵菌：主要是专性厌氧菌和兼性厌氧菌。 第二阶段：产氢产乙酸阶段。在该阶段，产氢产乙酸菌把除乙酸、甲烷、甲 醇以外的第一阶段产生的中间产物转化成乙酸和氢，并有CO2产生。 第三阶段：产甲烷阶段。在该阶段中，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。 复杂有机物 有机酸 和醇类 H2/CO2 乙酸 甲烷 第一阶段 水解和发酵 第二阶段 产氢产乙酸 第三阶段 产甲烷 图15-1 三阶段厌氧消化过程示意图 漓 苑 琵 更 隆 漆 孜 输 戈 丙 辙 肛 圭 赂 污 露 丝 逊 舶 醇 钎 芬 搁 粕 凳 眺 塘 卒 强 阻 狞 割 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 废水处理工艺中的厌氧微生物 在厌氧消化系统中微生物主要分为两大类： 非产甲烷菌（non-menthanogens）和产甲 烷细菌（menthanogens）。 表15-1 产酸菌和产甲烷菌的特性参数 参数 产甲烷菌产酸菌 对pH的敏感性敏感，最佳pH为6.87.2 不太敏感，最佳pH为 5.57.0 氧化还原电位Eh<-350mv(中温)，<-560mv(高温)55；CO2<38；H2<2； H2S<0.01；N25 10总碱度（mg/L）2000 挑 巷 聘 笛 萍 窥 禾 坦 烬 冈 带 目 返 殉 状 筛 询 种 息 怨 木 教 胶 苍 亩 絮 鹿 措 咎 闪 砾 帕 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 习题 1、污泥比阻的概念？如何求定污泥的比阻？为什么要 求污泥的比阻？ 2、污泥厌氧消化的机理？为什么产甲烷阶段是污泥厌 氧消化的控制阶段？ 3、何谓二级消化与二相消化？ 4、论述污泥厌氧消化的影响因素，并说明在操作上应 如何进行控制，以维持较好的消化进程。 5、污泥分哪几类？测定污泥性能的指标是什么？ 任 赌 研 嚎 瞥 粟 脚 陈 特 叙 陷 晦 虏 期 挣 汕 外 馅 颗 伶 姓 绳 镣 挡 盼 熏 蹈 更 费 暂 者 类 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理 第 1 5 章 厌 氧 生 物 处 理