废水厌氧生物处理工艺技术及其发展.doc

废水厌氧生物处理工艺 技术及其发展 姓名：许玉琴 专业：环境工程0812 学号：0820103221 日期：2011.11.10 鉴于日益增加的当代水质难题的复杂性和广泛性以及厌氧生物技术在经济和节能方面的优点,使得深入研究并掌握厌氧生物处理工艺显得极为必要。发展中国家正面临着日益严重的环境和能源问题,厌氧处理技术恰好可以满足这样的要求,而且具有可持续发展性。厌氧处理技术处理轻度污染的工业废水和城市污水时同样有效,在甲烷的产量不足以使用的情况下也是如此。即使后续处理采用的是好氧反应, 剩余污泥的产量也会很低。另外,这种简单凑便于运行控制的厌氧反应系统还可以灵活方便地使用, 而这些又都是传统工艺无法满足的。 厌氧生物处理工艺的原理是利用微生物生命过程中的代谢活动,将有机物分解为简单无机物, 从而去除水中有机物污染的过程,称为废水的生物处理。根据代谢过程对氧的需求,微生物又分为好氧、 厌氧和介于两者间的兼性微生物。厌氧生物处理就是利用厌氧微生物的代谢过程,在无需提供氧的情况下, 把有机物转化为无机物和少量的细胞物质,这些无机物包括大量的生物气(即沼气)和水。厌氧生物处理是一种低成本废水处理技术, 把废水治理和能源相结合, 特别适合发展中国家使用。 根据厌氧消化过程的三阶段理论， 厌氧微生物主要可以分为以下三大类群， 即发酵细菌（产酸细菌）、 产氢产乙酸菌、 产甲烷菌。发酵细菌（产酸细菌）的主要功能是： 水解。在胞外酶的作用下， 将不溶性有机物水解成可溶性有机物； 酸化。将可溶性大分子有机物转化为脂肪酸、 醇类等小分子有机物。 这类细菌分属梭菌属、 拟杆菌属、 丁酸弧菌属、 双岐杆菌属等， 其中大多数是厌氧菌， 但也有大量的是兼性厌氧菌。 产氢产乙酸菌的主要功能是将各种高级脂肪酸和醇类氧化分解为乙酸和 H2。涉及到的主要反应有： 乙醇：CH3CH2OH+ H2O→CH3COOH+2H2 丙酸：CH3CH2COOH+2H2O→CH3COOH+3H2+CO2 丁酸：CH3CH2CH2COOH+2H2O→2CH3COOH+2H2O 上述各个反应只有在系统中的乙酸浓度和氢分压均很低时才能顺利进行。主要的产氢产乙酸菌分属互营单胞菌属、 互营杆菌属、 梭菌属、 暗杆菌属等； 多数是严格厌氧菌或兼性厌氧菌。 产甲烷菌的主要功能是将产氢产乙酸菌的产物—— 乙酸、 H2 和CO2 转化为CH4和CO2，使厌氧消化过程得以顺利进行。产甲烷菌一般可以简单地分为两大类，即乙酸营养型和H2营养型产甲烷菌； 一般来说， 自然界中乙酸营养型产甲烷菌的种类较少，主要只有产甲烷八叠球菌和产甲烷丝状菌两大类， 但在厌氧反应器中， 这两种细菌的数量一般较多，而且70%左右的甲烷是来自乙酸的氧化分解。产甲烷菌的增殖速率很慢， 繁殖的世代时间很长， 可长达 4～6天甚至更长， 因此， 一般情况下产甲烷反应是厌氧消化的限速步骤。 厌氧生化法与好氧生化法相比具有下列优点: 1) 应用范围广。好氧法因供氧限制一般只适用于中、 低浓度有机废水的处理, 而厌氧法既适用于高浓度有机废水, 又适用于中、 低浓度有机废水。有些有机物对好氧生物处理法来说是难降解的,但 对厌氧生物处理是可降解的, 如固体有机物。 能耗低。好氧法需要消耗大量能量供氧,曝气费用随着有机物浓度的增加而增大,厌氧法不需要充氧,而且产生的沼气可作为能源。废水有机物达到一定浓度后, 沼气能量可以抵偿消耗能量。当原水BOD5 达到 1 500 mg/ L 时, 采用厌氧处理即有能量剩余。有机物浓度愈高, 剩余能量愈多,一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的1/ 10。 负荷高。通常好氧法的有机容积负荷为 2~ 4 kg/ m3#d COD,厌氧法为2~ 10 kg/ m3#d COD,高的可达50 kg/ m3#dCOD。 剩余污泥量少, 且其浓缩性、 脱水性良好。好氧法每去除1 kg COD将产生0. 4~ 0. 6 kg 生物量, 而厌氧法去除1 kg COD只产0.02~ 0. 1 kg生物量, 其剩余污泥量只有好氧法的5% ~ 20%。同时,消化污泥在卫生学和化学上都是稳定的。因此, 剩余污泥处理和处置简单、 运行费用低,甚至可作为肥料、 饲料或饵料利用。 氮、 磷营养需要量较少。好氧法一般要求BODBNBP 为100B5B1, 而厌氧法的 BODBNBP 为100B2. 5B0. 5,对氮、 磷缺乏的工业废水所需投加的营养盐量较少。 厌氧处理过程有一定的杀菌作用, 可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、 病毒等。 7) 厌氧活性污泥可以长期贮存, 厌氧反应器可以季节性或间歇性运转