厌氧处理与脱氮除磷

1厌氧生物处理污水厌氧生物处理是在无溶解氧条件下，通过厌氧微生物的作用，将污水中所含有的各种复杂有机物经厌氧分解转化成甲烷和CO2等物质的过程2生物法除磷脱氮使磷以溶解态为微生物所摄取，与微生物成为一体，并随同微生物从污水中分离出去的方法3氨化反应有机氮化合物（蛋白质等）的降解首先时在细菌分泌的水解酶的催化作用下，水解断开肽键，脱除羧基和氨基形成氨的过程，以氨基酸为例，其反应式为：4硝化反应好氧条件下，在亚硝化菌的作用下，使氨（NH4+）转化为亚硝酸氮，在硝化菌的作用下，进一步转化为硝酸氮5反硝化反应指在反硝化菌的作用下把硝酸氮、亚硝酸氮还原成气态氮的过程6硫酸盐还原作用在某种微生物（硫酸盐还原细菌）作用下，将硫酸盐还原的反应7厌氧生物滤池是一个内部填充有微生物附着填料的厌氧反应器8膨胀床及流化床在床内充填细小的固体颗粒填料，如石英砂、无烟煤、活性炭、陶粒和沸石等，填料粒径一般为0.2~1mm，废水从床内部流入，为使填料层膨胀，须将部分出水用循环泵进行回流，提高床内水流的上升流速。

一般认为：膨胀率为10~20%成为膨胀床，颗粒略呈膨胀状态，但仍保持互相接触；膨胀率为20~70%成为流化床，颗粒在床内作无规则自由运动9生物滤池厌氧生物滤池是一个内部填充有微生物附着填料的厌氧反应器10INHIB%某种浓度下某种抑制性物质使厌氧污泥产甲烷活性下降的百分率11IC50使厌氧污泥产甲烷活性下降50%时的抑制物的浓度12UASB表面负荷向上流动的反应器的进液流量与横截面的比值13厌氧生物处理研究方向、理由：方向：主要研究与开发生物固体停留时间长而水力停留时间短的处理工艺生物固体停留时间等于系统中微生物总量处以每天从系统中排除的微生物量等于每日新增殖的微生物在系统中的平均停留时间原因：生物固体停留时间必须大于生物世代时间，微生物才能增殖，甲烷菌世代时间20~30天结论：生物固体停留时间越长，处理稳定性越高，剩余污泥量越少；相反，水力停留时间越短，池体积小，建设费用小14厌氧消化温度控制方式、PH如何控制温度的控制方式：1直接在厌氧反应器内进行温度的控制，即将整齐管直接安装到反应器内部（带温度传感器）。

国外多采用该方式2在国内对反应器进行保温，在调节池中加热3用热交换器加热PH值控制技术1投加致酸致碱物质2出水回流（注意是出水回流不是污泥回流）3出水吹脱CO2后回流15甲烷细菌需要的营养1碳源和能源、H2\CO2、甲酸、乙酸、甲醇、甲胺类等基质2氮源和硫源3矿质元素4维生素16厌氧接触法特点1消化池内污泥浓度高，一般为5~10gvss/l，耐冲击能力强2消化池的有机容积负荷较高，3出水水质好，混合液经沉淀后，出水COD、BOD5和悬浮物浓度较低4合适处理悬浮物浓度高的有机废水，废水COD浓度一般不低于3000mg/l，悬浮浓度可达到50000mg/l 5增加沉淀池、污泥回流和真空脱气设备17UASB颗粒形成条件颗粒污泥形成机理1晶核假说2电中和作用3胞外多聚物架桥作用18厌氧生物滤池填料选择条件及影响因素比表面积大；空隙率高；表面粗糙，生物膜易于脱落；化学及生物学的稳定性强；机械强度高影响因素：粒径，对于块状填料，选择适当的填料粒径是非常重要的。

填料粒径一般在0.2mm —0.6mm不等，但粒径较小的填料易于堵塞，特别时对于浓度较大的废水，在工程中所选粒径2cm以上的填料。

比表面积的要求填料的比表面积对AF的行为并无太大的影响。

粗糙度和表面空隙率的要求填料表面的粗糙程度和表面空隙率会影响细菌增殖的速率，粗糙多孔的表面有助于生物膜的形成。

对填料的形状与孔隙大小的要求填料的形状与孔隙大小也是非常重要的因素。

现在已有多种空心柱状，环状的填料问世。

采用空隙率较大的空心填料可能时有益的，因为在AF中厌氧菌大部分生长在填料之间的空隙中，而在填料表面生长的膜仅占1/4—1/2，因此，大孔隙率有助于保留更多的污泥，同时有利于防止堵塞。

19ABR构造图、特点厌氧挡板反应器构造及流程P30特点：1运行稳定，操作灵活2工艺简单，投资少，运行费用较低3固液分离效果好，出水水质好4对有毒物质适应性强5耐冲击负荷，适应性强6良好的生物分布7良好的生物固体截留能力20UASB构造图、特点优点：1污泥床内污泥浓度高2有机负荷高，水力停留时间短3.床内设三相分离器，一般不另外设沉淀池，，被沉淀池区分离出的污泥重新回到污泥床反应容器内，一般无污泥回流设备，构造紧凑简单。

4.无混合物设备，靠发酵过程产生的沼气上升运动，使污泥床上不的污泥处于悬浮物状态，对下部的污泥层有一定的搅动。

5.不需要加充填料，节省造价及避免因填料发生堵塞问题。

6.进水有机悬浮物浓度不太高。

缺点污泥床有机短流现象，影响处理能力。

2.对水力负荷的耐冲击能性较差。

3.比较难降解的有机物容易在床内积累。

4.进水中悬浮物不宜太高，一般控制在1000MgV/L以下。

5.启动过程复杂，时间长。

6.三相分离器不好时会影响出水水质。

21两相厌氧生物处理含硫酸盐废水特点两相厌氧法的特点1硫酸盐还原菌可利用的底物很广，可代谢酸性发酵阶段的中间产物，促进有机物的分解2产酸菌比产甲烷菌能承受的硫化物浓度高，硫化物对产甲烷菌的毒性较小3硫酸盐还原作用与甲烷作用分别在两个反应器中进行，避免了硫酸盐还原菌和产甲烷菌中间的基质竞争，可保证甲烷相反应器有较多的产气率4产酸相反应器处于弱酸状态，硫酸盐的还原产物硫化物大部分以H2S的形式存在于废水中，便于采用吹脱法去除22膨胀床、流化床特点、工艺特点流化床与其他厌氧法相比，具有一下特点：1颗粒的载体为微生物随生长提供较大的表面积，使床内具有很高的微生物浓度，因此有机物容积负荷较大，水力停留时间短，具有较好的耐冲击负荷能力，运行稳定2载体处于流化或膨胀状态，防止截体堵塞3床内生物固体停留时间较长，运行稳定，剩余污泥量少4即可处理高浓度废水有机物，又可处理低浓度的城市污水23深度处理对象、目标1去除处理水中的残存的悬浮物（包括活性污泥颗粒）；脱色、除臭，使水进一步等到澄清。

2进一步降低BOD5\COD\TOC等指标，使水进一步稳定3脱氮除磷，消除能够导致水体富营养化的因素4消毒杀菌，去除水中的有毒有害物质（可能与人体有接触的水）24厌氧生物分析有污泥回流影响生物停留时间长、水力停留时间短的原因对无污泥回流的完全混合式普通厌氧生物处理法来说，出水污泥浓度等于消化池混合液浓度，从上式可知，水力停留时间风雨生物固体停留时间，对中温污泥消化，为满足甲烷菌生长繁殖条件，生物固体停留时间一般需20~30天，因此，普通厌氧消化池的水力停留时间要求20~30天对有污泥回流的完全混合式厌氧接触法来说，因消化池内混合液的浓度大于系统中沉淀池出水污泥浓度，所以从上式可知水力停留时间小于生物固体停留时间。

消化池中混合液污泥浓度越大和出水中污泥浓度越小，则水力停留时间越短。

因此，为了缩短水力停留时间该工艺的关键是，设法提高混合液的污泥浓度和减少出水的污泥浓度25消化、反消化影响因素、分别保证溶解氧在1.0、0.5以下反硝化菌时异养兼性厌氧菌，只有在无分子氧而同时存在硝酸和亚硝酸离子的条件下，他们才能够利用这些离子中的氧进行呼吸，使硝酸盐还原，若DO含量较高，将使反硝化菌利用氧进行呼吸，抑制反硝化菌体内硝酸盐还原酶的合成，或者氧成为电子受体，阻碍硝酸氮的还原。

但反硝化菌内某些酶系统组分只有在有氧条件下，才能合成。

这样，反硝化菌以在厌氧、好氧交替的环境中生活为宜。

所以溶解氧应控制在0.5MG/L以下26城市二级出水在过滤过程中层流条件下悬浮粒子时通过哪几种方式输送滤料能量1惯性作用2沉淀作用3扩散作用4直接截留作用5水动力作用27两相厌氧法特点，主要参考硫酸盐特点、设计参数两相厌氧法的特点1硫酸盐还原菌可利用的底物很广，可代谢酸性发酵阶段的中间产物，促进有机物的分解2产酸菌比产甲烷菌能承受的硫化物浓度高，硫化物对产甲烷菌的毒性较小3硫酸盐还原作用与甲烷作用分别在两个反应器中进行，避免了硫酸盐还原菌和产甲烷菌中间的基质竞争，可保证甲烷相反应器有较多的产气率4产酸相反应器处于弱酸状态，硫酸盐的还原产物硫化物大部分以H2S的形式存在于废水中，便于采用吹脱法去除两相厌氧法反应器的容积一般按有机容积负荷率或水力停留时间确定。

水力停留时间和有机负荷率随废水水质不同及反应器的类型不同而异。

1在中温发酵的条件下，对酸化反应器，PH5-6,脂肪酸（以乙酸记）可达5000MG/L左右，COD降低20%-25%左右。

2可产甲烷反应器，PH7-7.5, 脂肪酸（以乙酸记）降低到500MG/L，COD可降低80%~90%，产气率为0.5m2/kg*COD左右28两阶段、三阶段理论厌氧机理两阶段学说—有机厌氧消化过程分为酸性发酵和碱性发酵两个阶段在第一阶段，复杂的有机物，如糖类、脂类和蛋白质等，在产酸菌的作用下（厌氧和兼性厌氧菌）被分解成低分子的中间产物，主要时一些低分子有机酸和醇类，并有氢、CO32\NH42-和H2S等产生。

因有大量脂肪酸产生，使PH值降低，所以称酸性阶段，或产酸阶段；在第二阶段，产甲烷菌（专性厌氧菌）将第一阶段产生的中间产物继续分解成CH4和CO2等，由于有机酸不断被转化，同时系统中有NH42-的存在，使PH 值不断升高，所以此阶段被称为碱性发酵阶段，或称产甲烷阶段三阶段理论第一阶段为水解发酵阶段，复杂有机物在厌氧菌胞外酶的作用下，首先被分解为简单的有机物，如纤维素水解成简单的糖类，蛋白质成简单的氨基酸，脂类成脂肪酸、甘油进而转化为乙酸、丙酸、丁酸等。

参与这个阶段的水解发酵菌主要是厌氧菌和兼性厌氧菌第二阶段为产氢产乙酸阶段。

产氢产乙酸菌把除乙酸甲酸甲醇意外的第一阶段生产的中间产物，如丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等转化成乙酸和氢，并有CO2产生第三阶段为产甲烷夹断，把乙酸、氢和CO2等转化为甲烷29厌氧膨胀、流化机理，材料、工艺特点在床内充填细小的固体颗粒填料，如石英砂、无烟煤、活性炭、陶粒和沸石等，填料粒径一般为0.2~1mm，废水从床内部流入，为使填料层膨胀，须将部分出水用循环泵进行回流，提高床内水流的上升流速。

一般认为：膨胀率为10~20%成为膨胀床，颗粒略呈膨胀状态，但仍保持互相接触；膨胀率为20~70%成为流化床，颗粒在床内作无规则自由运动30叙述AO\A2O的工艺流程以及每个构筑物的特征A2O反应器单元功能与工艺特征1.厌氧反应器，原污水进入，同步进入的还有从沉淀池排除的含磷回流污泥，本反应器的主要功能时释放磷，同时部分有机物进行氨化。

2.污水经过厌氧反应器进入缺氧反应容器，本反应容器的首要功能是脱氮，硝态氮时通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q（Q-原污水流量）3.混合液从缺氧反应器进入好氧反应器-曝气池，在这里的功能是：去除BOD，硝化和吸收磷。