污水的厌氧生物处理.ppt

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1、精选可编辑ppt 1污 水 的 厌 氧 生 物 处 理1 厌氧生物处理的基本原理2 污水的厌氧生物处理方法精选可编辑ppt 2污 水 的 生 化 处 理 法 按 氧 的 利 用 方 式 不 同 ： 好 氧 生 物 处 理厌 氧 生 物 处 理 按 微 生 物 在 水 中 的 集 聚 状 态不 同 ： 悬 浮 生 长 系 统固 定 膜 系 统精选可编辑ppt 3污水生物处理废水浓度水力停 留时间有机容积负荷能耗主要副产物5-20天3-10小时745kgBOD/（m3d ）高 质 燃 料中 、 浓 度 低 浓 度高 出 十 倍剩 余 污 泥低0.41.0kgBOD/（m3d ）BOD:N:P=10

2、0:5:1 BOD:N:P=200400:5:1营养物需要精选可编辑ppt 41 厌 氧 生 物 处 理 的基 本 原 理精选可编辑ppt 51 厌 氧 生 物 处 理 的 基 本 原 理按降解机理分段：1. 厌 氧 消 化 的 机 理精选可编辑ppt 6（2 ）厌氧消化过程1 厌 氧 生 物 处 理 的 基 本 原 理酸 性 发 酵 阶 段甲 烷 发 酵 阶 段精选可编辑ppt 7复杂有机物碳水化合物，蛋白质，脂类简单溶解性有机物水解发酵脂肪酸、醇类H2 ，CO2CH3COOH产氢产乙酸菌同型产乙酸菌 另一组产甲烷菌CH4+ CO2一组产甲烷菌甲 烷 产 量 的70%甲 烷 产 量 的30%

3、1 厌 氧 生 物 处 理 的 基 本 原 理水解发酵阶段水 解 发 酵 菌 主 要 是专 性 厌 氧 菌 和 兼 性厌 氧 菌产氢产乙酸阶段在 产 氢 产 乙 酸 菌 的 作用 下产甲烷阶段两 组 生 理 上 不 同的 产 甲 烷 菌按降解机理分段： 厌 氧 消 化 的 三 阶 段 理 论参考教材第353 页精选可编辑ppt 8 単 糖 類 碳 水 化 合 物 蛋 白 质 氨 基 酸 脂 肪 酸 ， 甘 油 甲 醇 脂 甲 酸 甲 酸 H 2 / C O 2 乙 酸 乙 醇 酪 酸 乳 酸 戊 酸 H 2 乙 酸 丙 酸 乙 酸 H 2 / C O 2 C O 2 乙 酸 H 2 / C O

4、 2 加 水 分 解 菌 产 酸 菌 产 乙 酸 产 氢 菌军 甲 烷 生 成 细 菌 C H 4 / C O2 厌 氧 消 化 的4 阶 段 理 论精选可编辑ppt 91 厌 氧 生 物 处 理 的 基 本 原 理按降解机理分段：2. 厌 氧 消 化 的 影 响 因 素（1 ） 温 度 根据甲烷菌对于温度的适应性，可分为 中温甲烷菌和高温甲烷菌 两类。中温处理一般为33-36 ，高温处理为50-55 。两区之间的温度，反应速度反而减退。 工程上的厌氧反应器有常温、中温、高温三种方式，分别称为 常温消化、中温消化和高温消化 。 厌氧发酵对温度突变比较敏感，一般允许范围为 1.5-2.0 。突然

5、的温度变化会抑制消化速率，可使甲烷化严重受阻。 由于产甲烷菌在厌氧处理的各个阶段中，对环境的影响最敏感，世代时间相对较长，甲烷化反应速度较慢，常作为厌氧消化过程的控制阶段， 反应条件应重点满足甲烷菌的环境要求 。参 考 教 材 第357 页精选可编辑ppt 101 厌 氧 生 物 处 理 的 基 本 原 理按降解机理分段：2. 厌 氧 消 化 的 影 响 因 素（2 ）pH 及 碱 度 产甲烷菌适宜的pH 值为7.0 左右，大体在 6.5-7.5 之间。 在消化系统中，如果水解发酵阶段与产酸阶段的反应速率超过产甲烷阶段，则pH 会降低，影响甲烷菌的生活环境。 反应器的pH 值过低，常表现为挥发

6、酸浓度过高；pH 值过高，常见于NH4+浓度过高。 消化系统中，消化液有一定的缓冲作用，缓冲剂是有机物分解过程中产生的，即消化液中的CO2（碳酸）及NH3（以NH3和NH4+的形式存在）。重碳酸盐（HCO3-）与碳酸H2CO3组成缓冲溶液。3 2 3CO H HCO H 4 3NH NH H精选可编辑ppt 111 厌 氧 生 物 处 理 的 基 本 原 理按降解机理分段：2. 厌 氧 消 化 的 影 响 因 素（3 ） 氧 化 还 原 电 位 （ORP ） 氧化还原电位是指一个体系中氧化剂和还原剂的相对强度，表示溶液的氧化或还原反应的能力，以伏特或毫伏来计量。 甲烷菌对氧化还原电位的要求一般

7、为-330mV 以下，但这个氧化还原电位通常是指常温条件的数值。可用于常温或中温反应器的设计与运行管理指标。但是在高温反应器中适宜的氧化还原电位要低得多，一般应低于-500mV 。 一般情况下，氧的溶入是引起发酵系统的氧化还原电位升高的主要和直接原因。但应注意，氧化剂或氧化物质的存在，同样可使氧化还原电位升高。如NO3-、SO42-、CrO72-、Fe3+等。精选可编辑ppt 121 厌 氧 生 物 处 理 的 基 本 原 理按降解机理分段：2. 厌 氧 消 化 的 影 响 因 素（4 ） 营 养 比 一般工程上主要控制进料的碳、氮、磷的比例，其它元素不加以控制。一般认为，厌氧法中的碳、氮、磷

8、的比例应控制在200-400 ：5 ：1 为宜（好氧法中BOD5：N ：P=100 ：5 ：1 ）。其中以碳氮比的控制较为重要。 碳氮比过高， 不仅厌氧菌增值缓慢，而且消化液的缓冲能力较低，在有机负荷较高等情况下，pH 容易下降 。相反，若氮源过多，即碳氮比太低，氨化和反硝化过程将产生大量的氨，使pH 值升高。当pH 值升高到7.9 以上时，会抑制产甲烷菌的活性 ，使消化效率降低。 精选可编辑ppt 131 厌 氧 生 物 处 理 的 基 本 原 理按降解机理分段：2. 厌 氧 消 化 的 影 响 因 素（5 ） 有 机 负 荷 在厌氧法中，有机负荷通常是指 容积有机负荷 ，简称容积负荷，即消

9、化器单位有效容积每天接受的有机物量kgCOD/m3d 。此外也有用 污泥负荷 表达的，即kgCOD/kgVSS d 。 厌氧消化过程中，产酸阶段反应速率比产甲烷阶段反应速率快得多， 必须十分谨慎的选择有机负荷 ，使挥发性脂肪酸的生成和消耗不致失调，形成挥发酸的积累。为保持系统的平衡，有机负荷不能过高。 厌氧生物处理可采用比好氧生物处理高得多的有机负荷，一般厌氧法为745 kgBOD/m3 d ，好氧法为0.41.0 kgBOD/m3 d 。精选可编辑ppt 141 厌 氧 生 物 处 理 的 基 本 原 理按降解机理分段：2. 厌 氧 消 化 的 影 响 因 素（6 ） 搅 拌 和 混 合 混

10、合搅拌是提高消化效率的工艺条件之一。没有搅拌的厌氧消化器内，常有料液分层现象。搅拌可消除分层 ，促进基质与微生物间的传质速度和甲烷、二氧化碳等产物的逸出速度。 搅拌的方法一般有：泵加水射器搅拌法；消化气循环搅拌法和混合搅拌法等。 精选可编辑ppt 151 厌 氧 生 物 处 理 的 基 本 原 理按降解机理分段：2. 厌 氧 消 化 的 影 响 因 素（7 ） 有 毒 物 质 重金属 重金属离子对甲烷消化的抑制作用有 两个方面 ：与酶结合，产生变性物质，使酶的作用消失；某些重金属离子及其氢氧化物的絮凝作用，使酶沉淀。 阴离子的毒害作用 主要是指硫化物。 硫酸盐浓度超过5000mg/L ，即有抑

11、制作用。 硫过多，消化液中过多的H2S 将释放出进入消化气中，降低消化气质量并腐蚀管道。 氨的毒害作用 当NH4+浓度超过150mg/L 时，消化受到抑制。 氧 氧对甲烷菌的毒害可分为两个阶段，即抑菌阶段和杀菌阶段。 精选可编辑ppt 162 污 水 的 厌 氧 生 物处 理 方 法精选可编辑ppt 17 一般地，可用BOD5/COD 值作为 有机物生物降解性的评价指标： BOD5/COD 0.40 时 为 易 生 物 降 解 ； BOD5/COD 0.30 时 为 可 生 物 降 解 ； BOD5/COD 0.30 时 为 较 难 生 物 降 解 ； BOD5/COD 0.20 时 为 不

12、宜 生 物 降 解 。精选可编辑ppt 182 污 水 的 厌 氧 生 物 处 理 方 法按降解机理分段：1. 化 粪 池精选可编辑ppt 19生 活 污 水 处 理 系 统 示 意 图 房 屋 下 水 管 道 废 水 排 入 化 粪 池 ，一 些 固 体 物 质 沉 淀 析 出 ， 并 发 生 厌 氧分 解 。 污 水 在 池 内 的 停 留 时 间 一 般 为1224h ， 澄 清 后 的 水 流 到 分 配 槽 ，出 水 不 能 直 接 排 入 水 体 ， 常 在 绿 地 下设 渗 水 系 统 或 由 排 水 管 网 输 出 、 汇 总进 入 下 一 步 处 理 。 化 粪 池 污 泥

13、要 定 时清 理 。房 屋 下 水 管 道化 粪 池分 配 槽渗 水 系 统精选可编辑ppt 202 污 水 的 厌 氧 生 物 处 理 方 法按降解机理分段： 对 于 悬 浮 物 较 高 的 有 机 废 水 ， 可 以 采 用 厌 氧 接 触 法 ， 它 实 际 上是 厌 氧 活 性 污 泥 法 ， 消 化 池 后 设 沉 淀 池 。 在 混 合 接 触 池 中 ， 要 进 行 适 当 搅 拌 以 使 污 泥 保 持 悬 浮 状 态 。 搅拌 可 以 用 机 械 方 法 ， 也 可 以 用 泵 循 环 池 水 。 厌 氧 接 触 法 工 艺 流 程2. 厌 氧 接 触 法 （anaerobi

14、c contact process ）精选可编辑ppt 212 污 水 的 厌 氧 生 物 处 理 方 法按降解机理分段： 厌 氧 接 触 法 的 主 要 特 征 是 在 消 化 池 后 设 沉 淀 池 ， 将 沉 淀 污 泥 回流 至 消 化 池 ， 使 污 泥 停 留 时 间 与 水 力 停 留 时 间 分 开 ， 厌 氧 反 应 器 内能 维 持 较 高 的 污 泥 浓 度 ， 同 时 可 大 大 降 低 水 力 停 留 时 间 。 式 中 c生 物 固 体 平 均 停 留 时 间 ，d ； X反 应 器 内 微 生 物 浓 度 ，g/m3； V反 应 器 容 积 ，m3； Xe出 水

15、微 生 物 浓 度 ，g/m3； Q处 理 废 水 流 量 ，m3/d X 剩 余 污 泥 微 生 物 浓 度 ，g/m3 Q 剩 余 污 泥 排 放 量 ，m3/d 2. 厌 氧 接 触 法 （anaerobic contact process ）e ecQ ecXX H R TQ XV XX Q Q XV X ） （ 0精选可编辑ppt 222 污 水 的 厌 氧 生 物 处 理 方 法按降解机理分段： 厌 氧 接 触 法 存 在 的 问 题 是 ， 从 厌 氧 反 应 器 排 出 的 混 合 液 中 的 污泥 由 于 附 着 大 量 气 泡 ， 在 沉 淀 池 中 易 于 上 浮 到 水

16、 面 而 被 出 水 带 走 ；进 入 沉 淀 池 的 污 泥 仍 有 产 甲 烷 菌 在 活 动 ， 产 生 沼 气 ， 使 已 沉 下 的 污泥 上 翻 ， 固 液 分 离 效 果 不 佳 。 可 采 取 的 解 决 办 法 ： （1 ） 在 反 应 器 与 沉 淀 池 之 间 设 真 空 脱 气 器 ， 真 空 度 为5000Pa ，尽 可 能 将 混 合 液 中 的 沼 气 脱 除 ， 但 不 能 抑 制 产 甲 烷 菌 在 沉 淀 池 内 继续 产 气 ； （2 ） 在 反 应 器 与 沉 淀 池 之 间 设 冷 却 器 ， 使 混 合 液 的 温 度 由35 降 至15 ， 抑 制 甲 烷 菌 的 活 动 ； （3 ） 向 沉 淀 池 混 合 液 中 投 加 絮 凝 剂 ， 使 厌 氧 污 泥 易 凝 聚 成 大颗 粒 ， 加 速 沉 降 ； （4 ） 用 膜 过 滤 代 替 沉 淀 池 ， 以 改 善 固 液 分 离 效 果 。 2. 厌 氧 接 触 法 （anaerobic contact process ）精选可编辑ppt 232 污 水 的 厌 氧 生 物 处 理