第7章厌氧生物处理工艺.ppt

第7章：  废水厌氧生物处理 主要内容(outline) 15.1 厌氧生物处理的基本原理 (Fundamental of anaerobic biological treatment) 15.2 厌氧生物处理工艺的发展 (Development of Anaerobic Treatment Process) 15.3 现代高速厌氧生物反应器 (High Rate Anaerobic Treatment Process) 15.4 厌氧生物处理法的设计计算 (Design of Anaerobic Wastewater Treatment Process) (1) 概述（overview） 早期被称为厌氧消化（Anaerobic Digestion）、厌氧发酵(Anaerobic Fermentation)。 实际上，是指在厌氧条件下由多种（厌氧及兼性厌氧anaerobic microbes facultative anaerobe）微生物的共同作用下，使有机物分解并产生CH4和CO2的过程。 (3) 厌氧消化的机理Biological principle of anaerobic digestion ① 两阶段理论 (Two-stage theory ) ② 三阶段理论 (Three-stage theory) ③ 四类群理论 (Four Microbial group theory) 两阶段理论(two-stage theory ) 两阶段理论(two-stage theory ) 三阶段理论 (three-stage theory) 两阶段理论的问题： l研究表明，产甲烷菌只能利用一些简单有机物如甲酸、乙酸、甲醇、甲基胺类以及H2/CO2等，而不能利用含两个碳以上的脂肪酸和甲醇以外的醇类； l70年代，Bryant发现原来认为是一种被称为“奥氏产甲烷菌”的细菌，实际上是由两种细菌共同组成的，一种细菌首先把乙醇氧化为乙酸和H2，另一种细菌利用H2和CO2产生CH4； l因而，提出了“三阶段理论” 三阶段理论和四类群理论 l 产氢产乙酸阶段（Acidogenesis）：产氢产乙酸菌，将丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等转化为乙酸、H2/CO2； (4)厌氧消化的影响因素Factors affecting anaerobic digestion pH:产甲烷菌6.8-7.2。 温度：中温（35-38℃）、高温（ 52-55℃ ）. 污泥泥龄(sludge retention time) 搅拌和混合(stirring and mixing) 营养和碳氮比：（C/N=10-20：1） 有毒物质（重金属、H2S、氨） (4)厌氧消化的影响因素Factors affecting anaerobic digestion 15.2 厌氧生物处理工艺的发展Development of Anaerobic Treatment Process ① 厌氧过程广泛存在于自然界中； ② 1881年，法国，Louis Mouras ，“自动净化器”； ③ 处理城市污水的化粪池(septic tank)、 处理剩余污泥的各种厌氧消化池(anaerobic digesters)等； ④70年代后，能源危机，现代高速厌氧反应器，厌氧消化工艺开始大规模地应用于废水处理； 厌氧接触法（Anaerobic Contact Process） 厌氧滤池（Anaerobic Filter、 AF ） 上流式厌氧污泥层（床）反应器(Upflow Anaerobic Sludge Blanket (Bed)、UASB ) 厌氧流化床 (Anaerobic Fluidized Bed、AFB ) 厌氧附着膜膨胀床 (Anaerobic Attached Film Expanded Bed 、AAFEB) 厌氧生物转盘（Anaerobic Rotated Biological Disc、ARBD） 现代高速厌氧反应器(第2代)的主要特点： ——HRT与SRT分离，SRT相对很长，HRT则较短，反应器内生物量很高（high biomass yield）。 ——HRT大大缩短，有机负荷（organic loadins）大大提高，处理效率（treatment efficiency）也大大提高。 ⑤90年代以后，在UASB反应器基础上又发展第3代厌氧反应器: 膨胀颗粒污泥床（Expanded Granular Sludge Bed, EGSB） 内循环厌氧反应器（Internal Circulation, IC） 折流板厌氧反应器（Anaerobic Baffled Reactor，ABR） 2) 早期的厌氧生物反应器(Early applic