第6章 节 污水的厌氧生物处理 水污染控制工程 PPT.pptVIP

第6章 污水的厌氧生物处理 The Anaerobic Processes;1 概述 2 厌氧法的基本原理 3 厌氧法的工艺和设备 ;;;厌氧生化法的优点：;厌氧生物处理法缺点:; 2 厌氧法的基本原理 废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物(anaerobic microbes)(包括兼氧微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷(methane)和二氧化碳(carbon dioxide)等物质的过程，也称为厌氧消化(anaerobic digestion) 。 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。固态有机物先是液化，称液化阶段；接着降解产物气化，称气化阶段；在常温下，整个过程历时半年以上。;传统的厌氧消化理论为两阶段理论 第一阶段：酸化阶段，最显著的特征是液态污泥的pH值迅速下降。污泥中的固态有机物或污水中的大分子化合物，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，气体大多溶解在泥液中。转化产物中有机酸是主体。低pH值有抑制细菌生长的作用，NH3的溶解产物NH4OH有中和作用。;第二阶段：气化阶段，由低分子的有机酸经微生物作用转化为气体，气体类似沼泽散发的气体，可称沼气，主体是CH4，CO2也相当多，还有微量H2、H2S等，因此气化阶段常称甲烷化阶段。; 与好氧过程的根本区别在于不以分子态氧作为受氢体，而以化合态氧、碳、硫、氮等作为受氢体。厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌(fermentative bacteria)、产氢产乙酸细菌(acetogenic bacteria)和产甲烷细菌(methanogenic bacteria)的联合作用完成。参与消化的细菌，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。;新的研究成果阐明厌氧消化经历四个阶段;此过程由两组生理上不同的产甲烷菌完成，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组从乙酸或乙酸盐脱羧产生甲烷，前者约占总量的l/3后者约占2/3。 上述三个阶段的反应速度依废水性质而异，在含纤维素、半纤维素、果胶和脂类等污染物为主的废水中，水解易成为速度限制步骤； 简单的糖类、淀粉、氨基酸和一般的蛋白质均能被微生物迅速分解，对含这类有机物为主的废水，产甲烷易成为限速阶段。;甲烷菌的微生物学特征;古菌的特点;古菌的分类;3 厌氧法的工艺和设备;3．1普通厌氧消化池;螺旋桨(机械)搅拌的消化池;循环消化液搅拌式消化池;普通消化池的特点是:;化粪池 化粪池用于处理来自厕所的粪便污水。广泛用于不设污水厂的合流制排水系统。例如，郊区的别墅式建筑。 下图是化粪池的一种构造方式。;;3．2厌氧滤池;废水从池底进入，从池上部排出，称升流式厌氧滤池； 废水从池上部进入，以降流的形式流过填料层，从池底部排出，称降流式厌氧滤池。 ;厌氧生物滤池的特点及改进：;对厌氧生物滤池采取如下改进： （a）出水回流； （b）部分充填载体； （c）采用软性填料。 厌氧生物滤池的特点是： （a）由于填料为微生物附着生长提供了较大的表面积，滤池中的微生物量较高，又因生物膜停留时间长，平均停留时间长达100天左右，因而可承受的有机容积负荷高，COD容积负荷为2-16 kgCOD/(m3·d)，且耐冲击负荷能力强；;（b）废水与生物膜两相接触面大，强化了传质过程，因而有机物去除速度快 （c）微生物固着生长为主，不易流失，因此不需污泥回流和搅拌设备； （d）启动或停止运行后再启动比前述厌氧工艺法时间短。 （e）处理含悬浮物浓度高的有机废水，易发生堵塞，尤以进水部位更严重。滤池的清洗也还没有简单有效的方法。;主要缺点：  滤料费用较贵 滤料容易堵塞;3．3 厌氧接触法; 厌氧接触法实质上是厌氧活性污泥法，不需要曝气而需要脱气。 厌氧接触法对悬浮物高的有机废水(如肉类加工废水等)效果很好，悬浮颗粒成为微生物的载体，并且很容易在沉淀池中沉淀。 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。;厌氧接触法的特点:;（c）可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液，不存在堵塞问题； （d）混合液经沉降后，出水水质好， （e）但需增加沉淀池、污泥回流和脱气等设备 （f）厌氧接触法存在混合液难于在沉淀池中进行固液分离的缺点。;几种脱气方法:;3．4上