厌氧处理法
好氧处理法和厌氧处理法的优缺点
好氧处理法和厌氧处理法的优缺点
好氧生物处理:是在有游离氧(分子氧)存在的条件下,好氧微生物降解有机物,使其稳定、无害化的处理方法.优点有反应速度较快,废水停留时间较短,故处理构筑物容积较小;处理过程中散发的臭气较少;对能降解有机物分解完全等.缺点有对难降解有机物去除率低、污泥量较厌氧处理多、运行费用较高等.
厌氧生物处理:是有机物在无氧的条件下,借助转性厌氧菌和兼性厌氧菌的作用下,将大部分的有机物转化为甲烷等简单小分子有机物与无机物,从而使污水得到净化.优点有有机物去除率高、污泥量少、运行费用少等.缺点有废水停留时间较长、有机物分解不完全、臭气产生多等.。
第15章 水处理厌氧生物处理
均匀地 加以收集,排出反应器。
(5)气室 也称集气罩,其作用是收集沼气。 (6)浮渣清除系统 其功能是清除沉淀区液面和气 室表面的浮渣,根据需要设置。 (7)排泥系统 其功能是均匀地排除反应区的剩余
污泥。
2.4.4 厌氧颗粒污泥
厌氧污泥的主要聚集形式包括颗粒
(granules)、 团体(pellets)、絮体(flocs)、
2.1普通厌氧消化池
普通消化池又称传统或常规消化池 (conventional digester) 消化池常用密闭的圆柱形池,废水定期 或连续进入池中,经消化的污泥和废水分别 由消化池底和上部排出,所产沼气从顶部排 出。 池径从几米至三、四十米,柱体部分的 高度约为直径的1/2,池底呈圆锥形,以利排 泥。 为使进水与微生物尽快接触,需要一定 的搅拌。常用搅拌方式有三种:(a)池内机械 搅拌;(b)沼气搅拌;(c)循环消化液搅拌。
上流式厌氧污泥床反应器(upflow anaerobic sludge blanket reactor),简称 UASB反应器,是由荷兰的G. L
污泥床反应器内没有人工载体,反应器内微
生物以自身聚集生长,为颗粒污泥状态存在,
因而能达到高生物量和高效高负荷。
3)产乙酸阶段
上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳
酸以及新的细胞物质,这一阶段的主导细菌是乙
酸菌。同时水中有硫酸盐时,还会有硫酸盐还原 菌参与产乙酸过程。
4)产甲烷阶段 乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被甲烷菌利用
被转化为甲烷和以及甲烷菌细胞物质。
经过这些阶段大分子的有机物就被转化为甲烷、
2.4上流式厌氧污泥床反应器UASB
2.4.1 概述 2.4.2 基本特点(优点、缺点) 2.4.3 UASB的构造和组成 2.4.4 颗粒污泥 2.4.5 UASB的设计
污水处理-厌氧生物处理方法
a
2
一、厌氧生物处理——概述
厌氧生物处理法(厌氧消化法)
在断绝与空气接触的条件下,依赖兼性厌氧菌 和专性厌氧菌的生物化学作用,对有机物进行生 物降解的过程。
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、氢等为受氢体。
处理对象:
不溶性固态有机物(难生物降解有机物)
应用场合:高浓度有机废水、城镇污水的污泥、
a
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三、厌氧消化的影响因素与控制要求
3、有机负荷
在一定范围内,随着有机负荷的提高,产气率趋向下降,而消
化器的容积产气量则增多,反之亦然。
原因:
➢若有机负荷过高,则产酸率将大于用酸(产甲烷)率,挥发酸 将累积而使pH值下降、破坏产甲烷阶段的正常进行,严重时产 甲烷作用停顿,系统失败,并难以调整复苏。
a
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2) 厌氧生物处理机理
(3)产甲烷阶段 产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2和H2等转化为甲
烷。参与作用的微生物是绝对厌氧菌(甲烷菌)。
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控 产生甲烷,前者约占总量的1/3,后者约占2/3。
4H2CO 2产 甲 烷 C 菌H 42H2O(占1/3) CH 3COOH 产 甲 烷 菌 2CH 42CO 2 CH 3COO4N H H2O产 甲 烷 C 菌H 4NH 4HC3O
又产由生于中产和生反的应并NH经3过溶长解时于间水的后过产程生后的使NHPH4O值H回具升有,碱并性,
进入气化阶段。
a
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1)厌氧生物处理的早期目的和过程
2、气化阶段:
有机酸、醇、醛等中间产物在甲烷菌的作用下转 化为生物气,也可称消化气,主体是CH4,因此 气化阶段常称甲烷化阶段。该阶段除产生CH4外,
好氧处理法和厌氧处理法的优缺点
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好氧处理法和厌氧处理法的优缺点
好氧生物处理:是在有游离氧(分子氧)存在的条件下,
好氧微生物降解有机物,使其稳定、无害化的处理方法.优点有反应速度较快,废水停留时间较短,故处理构筑物容积较小;处理过程中散发的臭气较少;对能降解有机物分解完全等.缺点有对难降解有机物去除率低、污泥量较厌氧处理多、运行费用较高等.
厌氧生物处理:是有机物在无氧的条件下,借助转性厌氧菌和兼性厌氧菌的作用下,将大部分的有机物转化为甲烷等简单小分子有机物与无机物,从而使污水得到净化.优点有有机物去除率高、污泥量少、运行费用少等.缺点有废水停留时间较长、有机物分解不完全、臭气产生多等.。
5废水的厌氧生物处理
磷
废水中常见的磷有磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷。生活污水中磷含量 一般在10 mg/L—15mg/L,70%可溶。传统二级处理出水中有90% 左右以磷酸盐形式存在。
磷在生物处理过程中化合价不变。
的工业废水需投加的营养盐少。 有一定杀菌作用(废水、污泥中的寄生虫卵、细菌、病毒等)。 生产灵活、适应性强:可季节性、间歇性运转。 可产生有价值的副产物:如沼气。
缺点
★ 厌氧微生物生长繁殖慢,设备启动、处理时间长。 ★ 出水水质达不到排放标准,需进一步好氧处理。 ★ 操作控制因素比较复杂。 ★ 采用厌氧生物法不能去除水中的氮和磷,含氮和磷的有机物通过厌
沼气 出水
AF
进水
B 厌氧接触反应器(ACP)
基于普通厌氧反应器而发展起来。由消化池排出的混合液首先在沉淀池中进行固、液 分离。污水处理后由沉淀池上部排出,下沉的污泥回流至消化池。在消化池之外增设沉 淀池,从而保证污泥不流失而稳定了工艺流程。回流污泥提高了消化池内的污泥浓度和 在消化他内停留时间,设备的处理能力有所提高,从而提高系统的有机负荷处理能力。
2) 危害
——过量氮、磷导致水体富营养化 ——氨氮消耗溶解氧 ——氨氮会与自来水中用于消毒的余氯发生反应生成氯胺,消耗水体的余氯,使自来水 得不到保证。增加水处理成本 ——氮化合物对人和生物有害。
★亚硝酸盐超过1 mg/L,水生生物血氧结合力下降;3mg/L,可在24-96h内使金 鱼、鳊鱼死亡;
合 并: NH4 2O2 硝化 细菌NO3 2H H2O
好氧过程,每氧化1g的氨氮需要氧4.57 g,放热反应。硝化过程中放出H+,消耗混合液的碱度 (1:7.14)。这使混合液碱度下降,而硝酸细菌和亚硝酸细菌对PH变化很敏感,所以为保持 混合液中较稳定的PH值,需要不断添加碱。
好氧生物处理法与厌氧生物处理发的区别
04 好氧生物处理法与厌氧生 物处理法的比较
处理过程比较
反应条件
好氧生物处理法在有氧条件下进行,而厌氧生物处理法在无氧条件 下进行。
微生物种类
好氧生物处理法主要利用好氧微生物,如细菌和真菌,而厌氧生物 处理法主要利用厌氧微生物,如甲烷菌。
反应速度
好氧生物处理法的反应速度较快,而厌氧生物处理法的反应速度较 慢。
处理效果比较
污染物去除效率
剩余污泥
好氧生物处理法对有机物和氨氮的去 除效率较高,而厌氧生物处理法对有 机物和硫化物的去除效率较高。
Hale Waihona Puke 好氧生物处理法产生的剩余污泥较少, 而厌氧生物处理法产生的剩余污泥较 多。
能源利用
厌氧生物处理法可以产生甲烷作为能 源,而好氧生物处理法则没有这种能 源利用方式。
应用范围比较
适用条件
好氧生物处理法适用于处理可生化性较好的废水,而厌氧生物处理法适用于处理高浓度 有机废水。
能源需求
好氧生物处理法需要消耗大量的氧气,而厌氧生物处理法则不需要氧气。
适用领域
好氧生物处理法广泛应用于城市污水处理和工业废水处理领域,而厌氧生物处理法则广 泛应用于农业废弃物和城市垃圾等有机废弃物资源化利用领域。
厌氧微生物主要包括产酸菌和产甲烷菌,产酸菌将有机物转化为酸和醇,产甲烷 菌将酸和醇转化为甲烷和二氧化碳。
厌氧生物处理法的应用场景
厌氧生物处理法适用于处理高浓度有机废水、低浓度有机 废水、中低浓度有机废水等。
厌氧生物处理法在能源回收方面具有较大潜力,可将产生 的甲烷进行燃烧或发电,实现能源的循环利用。
对于某些有机物去除效果不佳。
处理效果不稳定
02
受水质、温度等因素影响较大。
厌氧生物处理法工艺流程
厌氧生物处理法工艺流程
《厌氧生物处理法工艺流程》
厌氧生物处理法是一种利用厌氧菌生物降解有机废水的技术,该技术具有处理效果好、能耗低、废渣少等优点,因此在工业废水处理中得到了广泛应用。
厌氧生物处理法工艺流程主要包括预处理、进料调节、进料反应、沉淀池处理等几个步骤。
首先是预处理,预处理是将原始废水通过格栅、破碎、混凝等工序进行预处理,去除废水中的大颗粒杂质和悬浮物,以保证进料水质的稳定和均匀。
接着是进料调节,进料调节是对预处理后的水进行流量、PH值、温度等参数的调节,保证进料水
的适宜性,提供有利于厌氧菌生长和降解的条件。
然后是进料反应,进料水通过调节后,进入厌氧生物反应器内,与厌氧菌接触并进行降解。
在反应器内,有机废水中的有机物经过厌氧菌的降解分解,产生沼气等有机物并释放出相应的能量,最终将有机物降解为水和二氧化碳。
最后是沉淀池处理,治理处理后的水进入沉淀池,进行沉淀分离处理,将水中的残渣和混凝物沉淀,从而实现废水的净化处理。
厌氧生物处理法工艺流程主要依靠厌氧菌的生物降解作用,对有机废水进行处理,相对于传统的物理化学方法,厌氧生物处理法具有处理效果好、能耗低、操作简单等优点,因此受到了工业废水处理行业的广泛关注和应用。
随着对环境保护和资源利用的重视,相信厌氧生物处理法在工业废水领域将会有更加广阔的发展前景。
厌氧处理法
的缺点
3.3 上流式厌氧污泥床反应器
• 上流式厌氧污泥床反应器(upflow anaerobic sludge blanket reactor),简称UASB反应器, 由荷兰的G. Lettnga等人在70年代初研制开发的 。反应器经历了360L、6m3、30m3、200m3的 逐次放大,至今最大的设备容积已达5500m3。
• 污泥床内有短流现象发生,影响设备的处 理能力,不适于处理高悬浮物固体浓度的 废水 ;
• 对水质和负荷较敏感,缓冲能力小,要求 进水和负荷要相对稳定,管理要求更高。
UASB反应器一般不能去除废水中的氮和 磷,故在处理高、中等浓度的废水时,宜 采用厌氧-好氧串联工艺,即用UASB反应 器去除废水中大部分含碳有机物作为预处 理,用好氧处理设备去除残余的含碳有机 物和氮、磷等物质。
3 厌氧法的工艺和设备
• 按微生物生长状态分为厌氧活性污泥法和厌氧生物 膜法; 厌氧活性污泥法包括普通消化池、厌氧接触工艺、 上流式厌氧污泥床反应器等。 厌氧生物膜法包括厌氧生物滤池、厌氧流化床、厌 氧生物转盘等。
• 据产甲烷菌适宜温度条件的不同,厌氧法 可分为常温消化、中温消化和高温消化三 种类型。 (1)常温消化(10~30 ℃) (2)中温消化(35~38 ℃ ) (3)高温厌氧消化(50~55 ℃ )
厌氧消化的三个阶段
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。
大分子有机物(碳水化合物、 蛋白质、脂肪等)
水解(胞外酶) 简单有机物(单糖、氨基酸等)
生活污水处理中的厌氧处理法
生活污水处理中的厌氧处理法目前,随着社会的发展,农村也早已不是数十年前的青山绿水,环境破坏严重,水污染泛滥,因此农村生活污水处理技术已经变得非常之重要。
下面我们将对农村生活污水处理多级厌氧复合生态处理技术做详细讲解。
该技术适用于分散户厨房、洗衣、洗澡等低浓度农村生活污水的处理,尤其适合有地势差异的分散户或2〜5联户的农村生活污水处理。
一. 基本原理针对我国当前资金短缺、能源不足与污染日益严重的现状,厌氧处理技术是特别适合我国国情的一项技术。
但因为单独的厌氧对氮、磷等营养元素基本上没有去除能力,污水中的氮、磷会使水体富营养化。
同时单独的厌氧处理也不能很好地去除病菌,厌氧出水通常情况下不能达到国家的排放标准。
因此,单独的厌氧处理还只能作为一种预处理,必须选择合适的后续处理单元。
基于上述背景,针对独户或联户生活污水的处理,基本形成一套成熟的厌氧处理与生态床相结合的处理方法,简称无动力多级厌氧复合生态处理系统。
该系统主要由2〜3格厌氧池和1格比表面积较大的砂砾石、细土等为基质的复合生态床组成,其中各池之间靠管道连通,污水在池内停留的时间为5〜7天。
生活污水经过厌氧处理,生活污水中悬浮物可以沉淀,难降解有机污染物被厌氧微生物转化为小分子有机物。
复合生态床表面可种植水生生物。
复合生态床除起到过滤作用外,有机物的床体还能够提高处理效果。
一是植物的生长改变生态床的流态,生长的植物根系和茎杆对水流的阻碍作用有利于均匀布水,延长水力停留时间;二是植物的根系创造有利于各种微生物生长的微环境,植物根茎的延伸会在植物根系附近形成有利于硝化作用的好氧微区,同时在远离根系的厌氧区里含有大量可利用的碳源,这又提供了反硝化条件;三是植物生长对各种营养物尤其是硝酸盐氮具有吸收作用。
污水经厌氧“粗”处理后,后续“精”处理单元的负荷相对较小,这样可以节省生态床的占地面积,污水中的悬浮物经厌氧反应器处理后,大部分能被有效地去除,这样也可以防止生态床堵塞。
厌氧生物处理法.
11.2 厌氧法的影响因素
四、负荷率
容积负荷率:反应器单位有效容积在单位时间内接纳的有机物量,单位为kg/m3· d或
g/L· d。有机物量可用COD.BOD.S和VSS表示。 污泥负荷率:反应器内单位重量的污泥在单位时间内接纳的有机物量,单位为 kg/kg· d 或g/g· d。 投配率:每天向单位有效容积投加的新料的体积,单位为m3/m3· d。投配率的倒数为 平均停留时间或消化时间,单位为d。投配率有时也可用百分数表示,例如, 0.07m3/m3· d的投配率也可表示为7%。 确定厌氧消化装置的负荷率的原则是:在两个转化(酸化和气化)速率保持稳定平衡 的条件下,求得最大的处理目标(最大处理量或最大产气量)。
第11章 厌氧生物处理法
11.1 厌氧法的基本原理
11.2 厌氧法的影响因素
11.3 厌氧法的工艺和设备
11.4 厌氧消化过程动力学
11.5 厌氧产气量计算
11.1 厌氧法的基本原理
在断绝与空气接触的条件下,依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物 化学作用,对有机物进行生化降解的过程,称为厌氧生物处理法或厌氧 消化法。 若有机物的降解产物主要是有机酸,则此过程称为不完全的厌氧消 化,简称为酸发酵或酸化。若进一步将有机酸转化为以甲烷为主的生物 气,此全过程称为完全的厌氧消化,简称为甲烷发酵或沼气发酵。 厌氧生物处理法的处理对象是:高浓度有机工业废水、城镇污水的 污泥、动植物残体等。厌氧生物处理的方法和基本功能有二: (1)酸发酵的目的是为进一步进行生物处理提供生物降解的基质; (2)甲烷发酵的目的是进一步降解有机物和生产气体燃料。完全的 厌氧生物处理工艺因兼有降解有机物和生产气体燃料的双重功能,因而 得到了广泛的发展和应用。
厌氧处理法章节重点梳理
厌氧处理法章节重点梳理1、试比较厌氧法和好氧法处理的优缺点和适用范围。
(1)厌氧法优点:能耗少、运行费低;污泥产量少;营养盐需要量少;产生甲烷,可作为潜在的能源;消除气体排放的污染;可承受较高的有机负荷和容积负荷。
缺点:生物量启动周期长;有时需要提高碱度;需进一步通过好氧处理达到排放要求;低温条件下降解速率低;对某些有毒物质敏感;产生臭味和腐蚀性物质。
适用范围:高浓度废水,有机污泥的处理。
(2)好氧法优点:反应速度较快,废水停留时间较短,故处理构筑物容积较小;处理过程中散发的臭气较少;对能降解有机物分解完全等.缺点:对难降解有机物去除率低、污泥量较厌氧处理多、运行费用较高等.适用范围:中、低浓度的有机废水(一般是BOD浓度小于500mg/L)2、简述UASB反应器的处理原理,说明各部分的作用。
UASB反应器的处理原理:UASB反应器中废水为上向流,最大特点是在反应器上部设置了一个特殊的气、液、固三相分离系统(简称三相分离器),三相分离器的下部是反应区。
在反应区中根据污泥的分布状况和密实程度可分为下部的污泥层(床)与上部的悬浮层。
当反应器运行时,废水自下部进入反应器,并以一定上升流速通过污泥层向上流动。
进水底物与厌氧活性污泥充分接触而得到降解,并产生沼气。
产生的沼气形成小气泡,由于小气泡上升将污泥托起,即使在较低负荷下也能看到污泥层有明显的膨胀。
随着产气量增加,这种搅拌混合作用更强,气体从污泥层内不断逸出,引起污泥层呈沸腾流化状态。
污泥层由大量的颗粒污泥构成,污泥层的颗粒随着颗粒表面气泡的成长向上浮动,当浮到一定高度由于减压使气泡释放,颗粒再回到污泥层。
很小的颗粒或絮状污泥般存在于污泥层之上,形成悬浮层。
悬浮层生物量较少,由于相对密度小,上升流速较大时易流失。
气、液、固的混合液上升至三相分离器内,气体可被收集,污泥和水则进入上部相对静止的沉淀区,在重力作用下,水与污泥分离,上清液从沉淀区上部排出,污泥被截留在三相分离器下部并通过斜壁返回到反应区内。
厌氧生物处理法的特点与好氧比较1应用范围广
酸发酵池
甲烷发酵池
优点:运行稳定可靠,能承受一定的pH值和毒物 等冲击,有机负荷高,消化气中的甲烷含量高。
缺点:设备较多、流程复杂。
四、几种厌氧生物处理工艺的比较
第三节 厌氧生物处理法的设计
欠平衡:厌氧消化过程中产酸量和用酸量不协调的现象。 厌氧消化作用欠平衡时的症状: (1)消化液挥发性有机酸浓度增高; (2)沼气中甲烷含量降低; (3)消化液pH值下降; (4)沼气产量下降; (5)有机物去除率下降。 厌氧消化作用欠平衡的原因 (1)有机负荷过高;(2)进水pH值过低或过高;(3)碱
度过低,缓冲能力差;(4)有毒物质抑制;(5)反应温度急 剧波动;(6)池内有溶解氧及氧化剂存在等。
三、运行管理中的安全问题
❖ 甲烷易燃(5%~15%)→设备密封;严禁明 火和电气火化。
❖ 预防H2S和CO2在低凹处积聚。
(二)厌氧生物转盘
(三)厌氧流化床
厌氧流化床的工艺特点
❖ 与好氧流化床相似; “流化”状态是将部分出水回流 通过增加水流的上升速度而得以实现的;流化床反应器 能保证厌氧微生物与被处理介质充分接触。
❖ 存在问题: 难以维持良好的流化状态; 需大量回流水; 固液分离困难。
三、分段厌氧处理法
第一段:水解和液化有机物为有机酸;缓冲和 稀释负荷冲击与有害物质,并将截留难降解的固态 物质。
第一节 厌氧生物处理的基本原理
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(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和 二氧化碳等物质的过程,也称为厌氧消化。 受氢体: 化合态氧、碳、硫、氮等作为受氢体。 厌氧生物处理依靠三大主要类群的细菌: 水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作
厌氧生物处理技术、
共享知识分享快乐废水的厌氧生物处理技术厌氧生物处理技术是利用厌氧微生物的代谢特性分解有机污染物,在不需要提供外界能源的条件下,以被还原有机物作为受氢体,同时产生有能源价值的甲烷气体的水处理技术。
1厌氧生物处理的基本原理1.1两阶段理论在20世纪30-60年代,人们普遍认为厌氧消化过程可以简单地分为两个阶段,即两阶段理论。
第一阶段称为发酵阶段或产酸阶段或酸性发酵阶段,废水中的有机物在发酵细菌的作用下,发生水解和酸化反应,而被降解为以脂肪酸、醇类、CO2和H2等为主的产物。
第二阶段则被称为产甲烷阶段或碱性发酵阶段,所发生的反应时是产甲烷菌利用前一阶段的产物脂肪酸、醇类、CO2和H2等为基质,并最终将其转为CH4和CO2。
1.2三阶段理论三阶段理论认为,整个厌氧消化过程可以分为三个阶段,即水解、发酵阶段,产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。
有机物首先通过发酵细菌的作用生成乙醇、丙酸、丁酸和乳酸等,接着通过产氢产乙酸菌的降解作用而被转化为CH4和CO2。
产氢产乙酸菌和产甲烷菌之间存在着互营共生的关系。
该理论将厌氧发酵微生物分为发酵细菌群、产氢产乙酸菌群和产甲烷菌群。
1.3四阶段理论几乎与三阶段理论的提出同时,Zeikus提出了四菌群学说即四类群理论。
与三阶段理论相比,该理论增加了同型(耗氢)产乙酸菌群(Homoacetogenic Bacteria), 该菌群的代谢特点是能将H2/CO2合成为乙酸。
但是研究结果表明,这一部分乙酸的量较少,一般可以忽略不计。
目前为止,三阶段理论和四类群理论是对厌氧生物处理过程较全面和较准确的描述。
2厌氧生物处理的优缺点卑微如蝼蚁、坚强似大象共享知识分享快乐厌氧生物处理技术与好氧生物处理技术比较,有如下优缺点。
(1)厌氧法的主要优点:①应用范围较广:适用于处理污泥及有机废水;可处理好氧法难降解的有机物,也可处理含有毒有害物质较高的有机废水。
②运行成本与能耗较低:厌氧处理的污泥产率低;厌氧法所需营养成分较少,一般可不必投加营养分;厌氧法不需要供氧设备,因而能耗较少。
厌氧活性污泥法
甲醇
厌氧 反硝 化 滤池
出水
两级滤池法工艺流程
补充反硝化菌的碳源!
三、微生物除磷原理、工艺及其微生物
(BOD:N:P)100:5:1——微生物除碳的同时吸收磷元素 用以合成细胞物质和合成ATP等,但只去除污水中约19%左右 的磷。某些高含磷废水中残留的磷还相当高,故需用除磷工艺 处理。
1.微生物除磷原理
回流污泥 剩余污泥
其中厌氧活性污泥反应器是工艺中的核心
四、厌氧生物膜法
主要指厌氧滤器(AF) 沼气 出水
AF
进水
五、厌氧生物反应器发展
第一代厌氧反应器——化粪池
工作原理 2级(平流沉淀 +厌氧污泥消 化)
缺点:污泥量少、 易被带出,静态 消化
全国各地使用广泛,为生活污水的预处理— —液固分离处理污泥及厌氧杀寄生虫及病菌
复杂有机物
1水解 2发酵
脂肪酸
3产乙酸 硫酸盐还原
H2 + CO2
4产甲烷
乙酸
4产甲烷
硫酸盐还原
CH4 + CO2
硫酸盐还原
H2S+ CO2
3.产乙酸阶段
上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细 胞物质,这一阶段的主导细菌是 乙酸菌 。同时水中有硫酸盐 时,还会有硫酸盐还原菌参与产乙酸过程。
生物处理的水质要求表
厌氧生物处理 不需 30~40 6.5~7.5 只代表常用的中 温细菌特点 备注
好氧生物处理 氧气 温度℃ pH BOD5 BOD:N:P 需 10~40 6~9
500~1500mg/L 之 间 , 不 低 于 1500 mg/L 以上 50~100mg/L 100:5:1 (350~500) :5:1 工业废水常需要 额外补充氮磷源
厌氧生物处理法工艺流程
厌氧生物处理法工艺流程厌氧生物处理法(Anaerobic Biological Treatment)是一种常用的污水处理方法,适用于有机废水的处理。
该方法在缺氧的环境中利用厌氧微生物对有机物进行降解和转化,产生可利用的能源和无害的废物。
厌氧生物处理工艺流程可以分为四个主要的步骤:1. 预处理:原始废水首先需要经过预处理,去除大颗粒物质和沉淀物,以防止对后续处理设备和微生物的不利影响。
预处理可以通过筛网和沉砂池等物理方法进行。
2. 缺氧反应器:预处理后的废水被引入缺氧反应器,该反应器是厌氧微生物生长和代谢的主要环境。
厌氧微生物分解有机物质产生沼气,其中主要成分为甲烷和二氧化碳。
反应器内的厌氧微生物通过发酵和酸化作用将有机物分解成短链脂肪酸和氨基酸等中间产物。
3. 沼气收集和利用:产生的沼气可以通过收集系统进行收集和处理。
沼气中的甲烷可以用作燃料,发电或供应给其他需要能源的设备,而二氧化碳则可以通过适当的处理回收利用。
4. 沉淀池和沉淀池:厌氧反应器后的废物水和厌氧微生物一起被引入沉淀池和沉淀池。
在这些装置中,微生物会沉淀在底部形成污泥,而水则从顶部流出。
污泥可以作为农业肥料或通过其他方法处理和处置。
厌氧生物处理法具有许多优点。
首先,它能够有效地处理高浓度有机废水,降解有机物质并减少废物对环境的影响。
其次,产生的沼气可用作能源,减少了对传统能源的需求,同时还可以降低温室气体排放。
此外,相对于其他生物处理方法,厌氧生物处理工艺具有更低的能耗和操作成本。
然而,厌氧生物处理法也存在一些挑战。
首先,该方法对温度和pH等环境条件较为敏感,必须在一定范围内才能正常运行。
其次,处理效果可能受到一些抑制剂和毒物的影响,这需要进行适当的控制和监测。
总而言之,厌氧生物处理法是一种具有广泛应用前景的污水处理方法,能够有效降解有机废水,并产生可利用的能源。
在实际应用中,可以根据具体情况对工艺流程进行调整和优化,以提高处理效果和经济效益。
厌氧生物处理
厌氧生物处理存在以下缺点: (1)厌氧法启动过程较长。 (2)厌氧处理去除有机物不彻底。 (3)厌氧微生物对有毒物质较为敏感。
二、悬浮式厌氧生物处理法
1.厌氧接触法 2.厌氧流化床 3.升流式厌氧污泥床:UASB反应器 4.厌氧膨胀床 5.厌氧折板反应器
1.厌氧接触法
(1)厌氧接触法工艺流程 为了克服普通消化池不能持留或补充厌氧活性污泥的
(2)厌氧折板式反应器的特点
①反应器启动期短。 ②避免了厌氧滤池、厌氧膨胀床和厌氧流化床的堵塞问 题。 ③避免了升流式厌氧污泥床因污泥膨胀而发生污泥流失 问题。 ④不需混合搅拌装置。 ⑤不需载体。
三、附着式厌氧生物处理法
1.厌氧滤池 厌氧滤池(AF)是一种内部填充有微生物载体的厌氧生物反应器。厌氧
①纤维素分解菌 ②碳水化合物分解菌 ③蛋白质分解菌 ④脂肪分解菌
(2)参与厌氧消化第二阶段的微生物
第二阶段的微生物是一群极为重要的菌种——产氢产 乙酸菌以及同型乙酸菌。
它们能够在厌氧条件下,将丙酮酸及其他脂肪酸转化 为乙酸、CO2,并放出H2。同型乙酸菌的种属有乙酸杆菌, 它们能够将CO2,H2转化成乙酸,也能将甲酸、甲醇转化 为乙酸。由于同型乙酸菌的存在,可促进乙酸形成甲烷的 进程。
厌氧生物处理技术不仅用于有机污泥和高浓度有机废 水的处理,而且能有效地处理城市污水等低浓度污水。
一、厌氧理论
1.厌氧生物处理对象 (1)有机污泥
有机污泥包括废水好氧生物处理过程生成的大量活性污泥和生物 膜,初次沉淀池可沉淀的有机固体,以及人畜的粪便等。上述物质是 极不稳定的,有恶臭,并带有病原菌和寄生虫卵等,应妥善处理。 (2)有机废水
食品工业,如酒精、味精、制糖、淀粉、屠宰和啤酒等工业排出 的废水,不仅数量多,而且浓度也很高。未经处理排入环境,对水体 造成了很大的危害。对这些以农牧产品为原料的加工工业排出的高浓 度有机废水,是厌氧生物处理的主要对象。 (3)生物质
水处理厌氧法
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厌 氧 法 与 好 氧 法 相 比 的 优 点
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应用范围广 能耗低
3.厌氧法 的特点
负荷高
剩余污泥量少,且其浓缩性、脱水性良好 氮、磷营养需要量较少
有杀菌作用 污泥易贮存
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启动和处理所需时间比好氧设备长
厌
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C/N与新细胞合成量
氮浓度与处理量的关系
及产气量关系
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8、有毒物质
包括有毒有机物、重金属离子和一 些阴离子等。对有机物来说,带醛 基、双键、氯取代基、苯环等结构, 往往具有抑制性。
有毒物质的最高容许浓度与处理系 统的运行方式、污泥驯化程度、废 水特性、操作控制条件等因素有关。
微生物量 (污泥浓度)、 营养比、
混合接触状况、 有机负荷等
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温度、 pH值、 氧化还原电位、 有毒物质等
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1、温度条件
温度主要影响微生物的生化反应速度,因而影响有机物 分解速率。 各类微生物适宜的温度范围是不同的,一般认为,产甲 烷菌的温度范围为5-60℃。在35℃和53℃上下可以分别 获得较高的消化效率。 据产甲烷菌适宜温度条件的不同,厌氧法可分为常温消 化(10-30℃)、中温消化(35-38℃)和高温消化 (50-55℃)三种类型。 温度的急剧变化和上下波动不利于厌氧消化作用。 温度的波动,不仅影响沼气产量,还影响沼气中甲烷的
单位时间内反 应器单位有效 容积所接纳的 有机物量,称 为容积负荷, 单位为kg/m3·d 或g/L·d。
单位时间内 反应器单位重 量污泥所接纳 的有机物量, 称为污泥负荷 ,单位为 kg/kg·d或g/g·d
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前景 对高浓度有机废水、难处理的和难降解(有些)的有机废
水可作预处理,与好氧联合用于脱氮去磷, 低浓度有机废水也 在开发,经济效应较好
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有机物完整厌氧消化的四个阶段:水解、酸化、
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现 场
EGSB反应器
工作区为膨胀阶段(容积膨胀率约为10-30%), 在此条件下,进水流速比UASB高。
一方面使进水基质与污泥颗粒的充分接触和 混合,加速生化反应;
第五章 污水的厌氧生物处理
本章学时:4 本章重点:
1 厌氧处理与好氧处理的比较; 2 厌氧处理的阶段和控制步骤; 3 上流式厌氧污泥床。 本章难点: 1 对厌氧处理的控制步骤的理解; 2上流式厌氧污泥床中厌氧污泥的颗粒化。
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优点: 1 污泥量少 2 污泥的浓度更高或生物膜更厚,可提高负荷,不受DO的限制 3 不要曝气,少了动力 4 可回收能源 5 氮和磷用量较少
乙酸盐 0.032 脂肪 0.038
丙酸盐 0.037
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2 对温度敏感 乙酸盐转化为甲烷的KS 和k与温度的关系.
一般温度在35℃-38℃和52℃-55℃
k(d-1) 35 6.67
KS(mg/L) 164
25 4.65
930
20 3.85
2130
3 对pH敏感:最佳范围6.5-8.2, 为什么会 降低和升高?
与好氧生物滤池比较,与厌氧接触法比 较。堵塞,传质不好。
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3 上流式厌氧污泥床反应器
缩写:UASB (Up-flow Anaerobic Sludge Blanket (Bed) reactor)
厌氧第二代 20世纪70年代 荷兰,瓦格宁根 (Wageningen)农业大学 ,
污泥区
甲烷
出水
回流污泥
剩余污泥
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厌氧颗粒污泥膨胀床
(Expanded Granular Sludge Bed, EGSB)
敞开式和封闭式
在结构形式、污泥形态等方面与UASB非常相似,
但其工作运行方式与UASB显然不同,主要表现在EGSB中
一般采用2.5-6m/h的液体表面上升流速(最高可达
颗粒污泥 氢离子向外传递是主要的,测定的pH是外水相的 三相分离器
四个阶段协调 高污泥龄
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三个问题: A、颗粒化污泥的重要性和稳定性; B、在大规模反应器中均匀布水问题; C、三相分离; D、高度; E、反应器的传质过程并不理想。要改善传质效果,最有效
的方法是提高表面水力负荷和表面产气负荷。然而高负 荷产生的剧烈搅动又会使反应器内污泥处于完全膨胀状 态,使原本SRT>HRT向SRT=HRT方向转变,污泥过量流失, 处理效果变差。
乙酸化和甲烷化。
每个阶段产物是什么?
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第一节 厌氧生物处理的基本原理
分离鉴定的产甲烷菌( Methanotrops)已有
200 多种。嗜甲烷菌( Methanotrophs)
产碳甲水烷化菌合是物厌0氧.3消5 化中的丁关酸键盐微生0物.05。8该菌的特 点蛋:白1质微生物0产.20率低(g细H2胞/g CO0D.)03
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污泥与水如何分离,高污泥龄。 组成:颗粒污泥区、悬浮区、分离区、沉淀区、气相区 UASB的上升流速在0.5-1.5m/h,这是污泥床对上升流速的限制。 高5-8米,高径比一般小于2,中温有机物容积负荷10-
20kg/m3.d。 有机物容积负荷可以这么高?反应器中的产酸和产甲烷如何协调?
这就是现在许多废水的好氧生化处理前用厌氧水解 酸化作预处理的原因。
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停留时间短 可提高废水可生化性和溶解性 尤其适用于难降解有机废水处理 与传统厌氧工艺相比,
水解酸化工艺不需要密闭 池,也不需要复杂的 三相分离器。
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水解酸化对COD的去除和对生化降解性的提高
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比如:酸化—缺氧—两段好氧生化处理焦化废水工艺
(焦化废水含氨氮、硫酸盐、含油、高浓度有机物废水)
升流式水解污泥床反应器 厌氧滤池
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2 厌氧接触法
厌氧活性污泥法,1955年.污泥龄很长, 要改。
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2 厌氧生物滤池
二沉池是否需要?
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针对上述缺陷, 厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB) 内循环反应器(IC) 升流式厌氧污泥床过滤器(UBF) 厌氧折流板反应器(ABR)为代表的第三
代厌氧反应器相继出现。
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4 分段厌氧处理法
进水
水解 酸化池
出水 二沉池
4 严格厌氧,氧化还原电位-150—-420mv
5 有毒物质
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产酸菌和产甲烷菌的特性比较
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第二节 污水的厌氧生物处理方法
四个阶段(水解、酸化、乙酸化和甲烷化) 的协调问题。
1 厌氧水解酸化作预处理(不完整的厌氧处理)
既然产甲烷菌对许多环境因素敏感,如果厌氧处理 只到水解酸化这一步,控制起来就容易得多。对提 高可生化性也有好处。
10m/h)。
颗粒污泥床层处于膨胀状态,进水与颗粒污泥充
分接触,传质效率高,反应器的容积负荷较高。
用于中高浓度有机废水和低浓度有机废水的处
理。
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) 厌 氧 颗 粒 污 泥 膨 胀 床 反 应 器
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EGSB Expanded Granular Sludge Bed, EGSB
Lettinga
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三相分离器
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三相分离器
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生物气
出水
气体 收集室 上升的 生物气 污泥床
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ进水分配
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三相分离器
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三相分离器
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