第15章 厌氧生物处理

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第15章 水处理厌氧生物处理

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

厌氧生物处理的基本原理

厌氧生物处理的基本原理

厌氧生物处理的基本原理
厌氧生物处理是一种利用厌氧微生物降解有机废水的生物处理技术。

厌氧生物处理的基本原理是在缺氧或无氧条件下,利用厌氧微生物对有机废水中的有机物进行降解,产生甲烷等气体和沼气,从而达到净化水质的目的。

首先,厌氧生物处理的基本原理是利用厌氧微生物。

厌氧微生物是一类能在缺氧或无氧条件下生存和繁殖的微生物,它们能够利用有机废水中的有机物作为碳源进行代谢活动。

这些厌氧微生物主要包括厌氧菌、产甲烷菌等。

其次,厌氧生物处理的基本原理是利用厌氧微生物对有机废水中的有机物进行降解。

在厌氧条件下,有机废水中的有机物经过厌氧微生物的作用,会被降解成简单的有机物、甲烷等气体和沼气。

这些产物对水质没有污染性,从而达到净化水质的目的。

最后,厌氧生物处理的基本原理是产生甲烷等气体和沼气。

在厌氧生物处理过程中,厌氧微生物降解有机废水中的有机物时,会产生大量的甲烷等气体和沼气。

这些气体可以被收集利用,既能减少污染物的排放,又能够转化成可再生能源,具有双重的环保和经
济效益。

总之,厌氧生物处理的基本原理是利用厌氧微生物对有机废水中的有机物进行降解,产生甲烷等气体和沼气,从而达到净化水质的目的。

这种生物处理技术在污水处理和有机废水处理中具有重要的应用价值,对于改善环境质量、减少污染物排放、提高资源利用率具有重要意义。

生物处理法-厌氧生物处理教程

生物处理法-厌氧生物处理教程

9.3.4 上流式厌氧污泥床反应器 (Upflow Anoerobic Sludge Bed,UASB)
沼气
浮渣 污泥水 活性层
出 水
排泥
2) 特点
A:结构简单,造价低. B:一般在消化池内不设搅拌设备,因而池内 污泥有分层现象,仅一部分池容积起有机 物分解作用,池底部容积主要用于贮存和 浓缩污泥。污水与厌氧微生物的接触较差, 处理效率低,污水停留时间短,一般作为 预处理。 D: 温度不均匀,消化效率低
9.3.4 上流式厌氧污泥床反应器 (Upflow Anoerobic Sludge Bed,UASB)
1)结构
荷兰的G. Lettnga 等人在 70年代 初研制 开发的
三相分离器
沉淀区
B) 污泥悬浮层 污泥悬浮层位于USAB床的中部。它占整个反 应器容积的70%左右,其中的污泥浓度低于污 泥层,通常为15-30mg/l, 由高度絮凝的污泥 组成,一般为非颗粒状污泥,其沉速要明显小 于颗粒污泥的沉速,污泥容积指数一般为30- 40ml/g之间,靠来自污泥床中上升的气泡使此 悬浮层得到良好的混合。它担负着整个USAB 反应器有机物降解量的10-30%。
真空脱气器 进 水
回流污泥
剩余污泥
6.4.3.3 厌氧滤池 (教材上第二代)
为了在厌氧反应器中维持较多的生物,为了防 止已生成的微生物随水流走,有人研制了厌氧 滤池。这种滤池中填满了不同种类的填料,与 一般的好氧生物滤池相同。整个填料浸没在水 中,顶部密封,一般是从底部进水,顶部出水。 由于厌氧微生物附着在填料表面,不随水流走, 细胞的平均停留时间(污泥龄)可长达100天左 右。
9.3.4 上流式厌氧污泥床反应器 (Upflow Anoerobic Sludge Bed,UASB)

高廷耀《水污染控制工程》第4版下册名校考研真题(污水的厌氧生物处理)【圣才出品】

高廷耀《水污染控制工程》第4版下册名校考研真题(污水的厌氧生物处理)【圣才出品】

高廷耀《水污染控制工程》第4版下册名校考研真题第十五章污水的厌氧生物处理一、填空题1.methanogenesis的中文翻译为:______;堆肥的英文为:______。

[中国科学技术大学2012年研]【答案】产甲烷作用;compost【解析】methanogenesis的中文翻译是产甲烷作用,是厌氧消化的最后阶段。

在该阶段中,产甲烷菌把第一阶段和第二阶段产生的乙酸、H2和CO2等转化为甲烷。

堆肥的英文是compost,堆肥是利用含有肥料成分的动植物遗体和排泄物,加上泥土和矿物质混合堆积,在高温、多湿的条件下,经过发酵腐熟、微生物分解而制成的一种有机肥料。

2.列举3种厌氧生物处理装置:______、______和______。

[宁波大学2015年研]【答案】化粪池;普通厌氧消化池;厌氧生物滤池【解析】在没有分子氧及化合态氧存在的条件下,兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法称为厌氧生物处理。

处理工艺包括化粪池、普通厌氧消化池、厌氧生物滤池、厌氧接触法、升流式厌氧污泥床反应器、厌氧流化床和颗粒污泥膨胀床、厌氧内循环反应器、厌氧折流板反应器、厌氧生物转盘、厌氧序批式反应器、两相厌氧法和分段厌氧处理法等。

3.厌氧消化过程划分为三个连续的阶段,即______、______和______。

[中国科学技术大学2015年研]【答案】水解发酵阶段;产氢产乙酸阶段;产甲烷阶段【解析】厌氧消化分为三个阶段,包括:①水解发酵阶段,在该阶段,复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用下,首先被分解成简单的有机物,参与这个阶段的水解发酵菌主要是专性厌氧菌和兼性厌氧菌;②产氢产乙酸阶段,在该阶段,产氢产乙酸菌把除乙酸、甲烷、甲醇以外的第一阶段产生的中间产物,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;③产甲烷阶段,在该阶段,产甲烷菌把第一阶段和第二阶段产生的乙酸、H2和CO2等转化为甲烷。

4.厌氧消化通过搅拌使污泥和底物充分混合,搅拌方式有______、______、______。

第15章污水的厌氧生物处理ppt课件

第15章污水的厌氧生物处理ppt课件
水污染控制工程(下)
2、pH 值每种微生物可在一定的pH值范围内活动,产酸细
菌对酸碱度不及甲烷细菌敏感,其适宜的pH值范围 较广,在4.5-8.0之间。
产甲烷菌要求环境介质pH值在中性附近,最适宜 pH值为7.0-7.2,pH6.6-7.4较为适宜。
在厌氧法处理废水的应用中,由于产酸和产甲烷大 多在同一构筑物内进行,故为了维持平衡,避免过多 的酸积累,常保持反应器内的pH值在6.5-7.5(最好 在6.8-7.2)的范围内。
水污染控制工程(下)
§15-2 厌氧生物处理活性污泥法(anaerobic activated 厌slu氧d生ge物) 膜法(anaerobic slime)
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。
§15-1 概述
水污染控制工程(下)
一、厌氧生物处理的对象
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,初沉池可沉淀的有机固体,以及人畜的粪便等。
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。
3、生物质 以专门利用生物质转化为新能源为主要目的的厌氧发酵法,
温度的急剧变化和上下波动不利于厌氧消化作用。短 时内温度升降5℃,沼气产量明显下降,波动的幅度过 大时,甚至停止产气。
温度的波动,不仅影响沼气产量,还影响沼气中甲烷 的含量,尤其高温消化对温度变化更为敏感。
温度的暂时性突然降低不会使厌氧消化系统遭受根本 性的破坏,温度一经恢复到原来水平时,处理效率和 产气量也随之恢复。
水污染控制工程(下)

厌氧生物处理ppt

厌氧生物处理ppt

微生物种群的影响
厌氧生物处理中的微生物种群是影响 处理效果的重要因素之一。厌氧生物 处理中的微生物种群包括产酸菌、产 甲烷菌等,这些微生物在适宜的环境 条件下协同作用,完成有机物的分解 和沼气的生成。
VS
微生物种群的影响因素包括温度、 pH值、有机负荷率、营养物质等。 在实际操作中,需要控制这些因素, 以保证微生物种群的适宜生长和代谢, 从而提高厌氧生物处理的效果。同时, 还需要注意防止有毒物质的进入,以 避免对微生物种群产生不利影响。
厌氧消化阶段
酸化反应
在厌氧条件下,废水中的复杂有机物被厌氧微生物转化为挥发性 脂肪酸等易降解物质。
产氢产乙酸反应
部分有机物被转化为氢气和乙酸,为甲烷菌提供营养物质。
甲烷化反应
甲烷菌将氢气和乙酸转化为甲烷气体,释放能量并合成细胞物质。
后处理阶段
沉淀
去除经过厌氧处理后废水中的悬浮物和生物污泥。
过滤
通过砂滤池、活性炭过滤等手段进一步去除废水 中的微量有机物、重金属等有害物质。
它通过厌氧微生物的代谢作用,将有 机物转化为甲烷、二氧化碳等无机物。
厌氧生物处理和醇类物质。
产氢产乙酸阶段
02
小分子有机物进一步转化为乙酸和氢气。
甲烷化阶段
03
乙酸和氢气被转化为甲烷。
厌氧生物处理的应用领域
01
废水处理
厌氧生物处理广泛应用于城市污 水、工业废水、高浓度有机废水 等处理领域。
厌氧活性污泥法
厌氧活性污泥法是一种利用活性污泥去除废水中的有机物 和氮、磷等营养物质的技术。
厌氧活性污泥法的原理是利用活性污泥中的微生物将废水 中的有机物转化为沼气和二氧化碳,同时将氮、磷等营养 物质转化为细胞物质或沉淀物。

厌氧生物处理

厌氧生物处理
→提高负荷
2. 搅拌与不搅拌:产气量增加30% 3. 方法:泵+水射器 消化气 循环混合搅拌法 4. 接触的作用:提高传质速率,厌氧污泥与介质间的 液膜厚度,布水系统。
生物固体停留时间(污泥龄)与负荷
1. 停留时间 θc=Mr/Фe
其中:Mr-- 消化池内总生物量 Фe=Me/t --消化池每日排出的生物量; Me---排出的生物总量, t---排泥时间
3.产甲烷阶段:最后两组生理不同的产甲烷菌,有共同的产
物4H2+CO2→CH4+2H2O (1/3)CO2还原
2CH3COOH→2CH4+2CO2
(2/3)乙酸脱羧
4%
复杂有机物
76%
水解与发酵
24%
较高级有机酸 52%
20%
生成乙酸与脱氢
H2 乙酸
28%
CH4
72% 生成甲烷
最新观点--四阶段厌氧生物代谢过程
过程。
厌氧生物处理后面常常要连接好氧生物处理
最早的厌氧生物处理
13.1.1 厌氧生物处理的发展
处理法最早用于处理城市污水处理厂的沉淀污泥,后来 用于处理高浓度有机废水。普通厌氧生物处理法的主要缺 点是水力停留时间长,一般需要20~30d。
发展的厌氧生物处理
进入上世纪50、60年代,特别是70年代的中后期,随着世 界范围的能源危机的加剧,人们对利用厌氧消化过程处理有 机废水的研究得以强化,相继出现了一批被称为现代高速厌 氧消化反应器的处理工艺,从此厌氧消化工艺开始大规模地 应用于废水处理,真正成为一种可以与好氧
13.2.6 其他厌氧生物处理过程
硫酸盐还原过程: 又叫硫酸盐呼吸或反硫化作用
1.定义:在厌氧条件下,化能异养型硫酸菌还原细菌利 用废水中的有机物作为电子供体,将氧化态硫化物还原为 硫化物的过程 2.硫酸盐在处理中的危害: (1)与产甲烷菌竞争底物,一直产甲烷菌的生成。 (2) H2S对产甲烷菌和其他厌氧细菌抑制。影响沼气产 量和利用。

水污染控制工程第15章答案

水污染控制工程第15章答案

第十五章污水的厌氧生物处理1.厌氧生物处理的基本原理是什么?答: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。

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、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成。

2、厌氧发酵分为哪个阶段?为什么厌氧生物处理有中温消化和高温消化之分?污水的厌氧生物处理有什么优势,又有哪些不足之处?答:通常厌氧发酵分为三个阶段:第一阶段为水解发酵阶段:复杂的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。

继而简单的有机物在产酸菌的作用下经过厌氧发酵和氧化转化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等。

第二阶段为产氢产乙酸阶段:产氢产乙酸菌把第一阶段中产生的中间产物转化为乙酸和氢,并有二氧化碳生成。

第三阶段为产甲烷阶段:产甲烷菌把第一阶段和第二阶阶段产生的乙酸、氢气和二氧化碳等转化为甲烷.厌氧生物处理可以在中温(35℃一38℃)进行(称中温消化),也可在高温(52℃一55℃)进行(称高温消化)。

因为在厌氧生物处理过程中需考虑到各项因素对产甲烷菌的影响,因为产甲烷菌在两个温度段(即35℃一38℃和52℃一55℃)时,活性最高,处理的效果最好.厌氧生物处理优势在于:应用范围广,能耗低,负荷高,剩余污泥量少,其浓缩性、脱水性良好,处理及处置简单.另外,氮、磷营养需要量较少,污泥可以长期贮存,厌氧反应器可间歇性或季节性运转.其不足之处:厌氧设备启动和处理所需时间比好氧设备长;出水达不到要求,需进一步进行处理;处理系统操作控制因素较复杂;过程中产生的异味与气体对空气有一定影响。

3、影响厌氧生物处理的主要因素有哪些?提高厌氧处理的效能主要从哪些方面考虑?答:影响厌氧生物处理的主要因素有如下:pH、温度、生物固体停留时间、搅拌和混合、营养与C/N比、氧化还原电位、有机负荷、厌氧活性污泥、有毒物质等。

《厌氧生物处理》PPT课件 (2)讲解学习

《厌氧生物处理》PPT课件 (2)讲解学习

铁呼吸
氧化还原电位
O2 H 2O NO3- NO2- N2 SO2-4 S2- (HS- 、H2S) S0 S2-
CO2、HCO3- CH3COOCO2 、 HCO3-、 CH4
Fe3+ Fe2+
4、 厌氧生物处理原理 4.2 厌氧处理过程及微生物:
美国微生物学会采用Eh来厌氧和好氧过程: (1980年):
CH3-COO-、 HCOO-、 CH3OH、 CH3-NH2-、 (CH3)2NH、(CH3)3-N、CO、 CO2、
(4)产甲烷菌的特殊酶系统:
CH3COOH
CO2
CH3OH
甲基辅酶 M 甲基还原酶(F420)
CH4
(5)氧化还原电位Eh: < -330 mv
(6)营养物质 氮源:利用氨态氮 生长因子:10种水溶性微生物 微量元素:Ni、Co、Fe
微生物氧化:
C5H7O2N + 5O2 → 5CO2- + 2H2O + NH3
113
160
O2/微生物 = 160 / 113 = 1.42 (kg BODu /kg 微生物)
VCH4 =0.35(Q·Sr — 1.42ΔX)×10-3 (m3/d SPT)
甲烷氧化:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
好氧: - 50~+300mv 兼性厌氧:-420~+300mv 专性厌氧:-420~-150mv
4.2 厌氧处理过程及微生物: 厌氧生物处理过程:
上世纪三十年代人们的认识:两阶段
4.2 厌氧处理过程及微生物: 厌氧生物处理过程:
上世纪七十年代人们的认识:三阶段
4.2 厌氧处理过程及微生物: 厌氧微生物:

高廷耀《水污染控制工程》(第4版)(下册)考研真题精选-第十五章 污水的厌氧生物处理【圣才出品】

高廷耀《水污染控制工程》(第4版)(下册)考研真题精选-第十五章 污水的厌氧生物处理【圣才出品】

第十五章污水的厌氧生物处理一、填空题1.methanogenesis的中文翻译为:______;堆肥的英文为:______。

[中国科学技术大学2012年研]【答案】产甲烷作用;compost【解析】methanogenesis的中文翻译是产甲烷作用,是厌氧消化的最后阶段。

在该阶段中,产甲烷菌把第一阶段和第二阶段产生的乙酸、H2和CO2等转化为甲烷。

堆肥的英文是compost,堆肥是指利用含有肥料成分的动植物遗体和排泄物,加上泥土和矿物质混合堆积,在高温、多湿的条件下,经过发酵腐熟、微生物分解而制成的一种有机肥料。

2.列举3种厌氧生物处理装置:______、______和______。

[宁波大学2015年研]【答案】化粪池;普通厌氧消化池;厌氧生物滤池【解析】在没有分子氧及化合态氧存在的条件下,兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法称为厌氧生物处理。

处理工艺包括化粪池、普通厌氧消化池、厌氧生物滤池、厌氧接触法、升流式厌氧污泥床反应器、厌氧流化床和颗粒污泥膨胀床、厌氧内循环反应器、厌氧折流板反应器、厌氧生物转盘、厌氧序批式反应器、两相厌氧法和分段厌氧处理法等。

3.厌氧消化过程划分为三个连续的阶段,即______、______和______。

[中国科学技术大学2015年研;宁波大学2017年研]【答案】水解发酵阶段;产氢产乙酸阶段;产甲烷阶段【解析】厌氧消化分为三个阶段,包括:①水解发酵阶段,在该阶段复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用下,首先被分解成简单的有机物,参与这个阶段的水解发酵菌主要是专性厌氧菌和兼性厌氧菌;②产氢产乙酸阶段,在该阶段产氢产乙酸菌把除乙酸、甲烷、甲醇以外的第一阶段产生的中间产物,如丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等转化成乙酸和氢气,并有CO2产生;③产甲烷阶段,在该阶段产甲烷菌把第一阶段和第二阶段产生的乙酸、H2和CO2等转化为甲烷。

4.厌氧消化通过搅拌使污泥和底物充分混合,搅拌方式有______、______、______。

《厌氧生物处理技术》PPT课件

《厌氧生物处理技术》PPT课件
菌为主,后端以产甲烷菌为主,行使不同功能 具有较高的抗冲击负荷能力,对废水中有毒物质具有
较强的缓冲适应能力,具有良好的处理效果和稳定运 行能力 不利的是第一个反应室承受的局部负荷较大
编辑ppt
25
ABR的特点
反应器启动期短。试验表明,接种一个月后, 就有颗粒污泥形成,两个月就可以投入稳定运 行
厌氧生物处理工艺的发展及其应用
厌氧消化技术的早期发展过程
编辑ppt
1
1955年,Schroepter参考活性污泥法流 程开发了厌氧接触法。它采用了二次沉淀 池和污泥回流系统,使厌氧消化池中生物 量浓度得以提高,污泥龄得以延长,因此 停留时间大大缩短,处理能力大大提高。
70年代以来,厌氧滤池、上流式厌氧污 泥床反应器、厌氧附着膜膨胀床、下行式 固定膜反应器、厌氧流化床等“第二代废 水厌氧处理反应器”迅速发展。
借助水流和气体上升的作用,污泥上下运动,而水平 方向流速缓慢,使大量污泥截留在反应室中
具有完全混合和推流的复合型流态
编辑ppt
24
ABR的特点
良好的水利条件强化了容积利用率、运行稳定性和处 理效果
具有强大的生物固体截留能力(SS),不会造成堵塞 不同隔室形成良好的微生态系统,前段以水解和产酸
3.三相分离器
三相分离器由沉淀区、回流缝和气封组成,其功 能是把沼气、污泥和液体分开。污泥经沉淀区沉淀后 由回流缝回流到反应区,沼气分离后进入气室。三相 分离器的分离效果将直接影响反应器的处理效果。
编辑ppt
20
4.出水系统 其作用是把沉淀区水面处理过的水均匀地加以收
集,排出反应器。 5.气室
气室也称集气罩,其作用是收集沼气。 6.浮渣清除系统
22编辑pptuasbuasb具有高浓度的颗粒污泥具有高浓度的颗粒污泥具有集泥水气分离与一体的三相分离器具有集泥水气分离与一体的三相分离器无需安装搅拌装置无需安装搅拌装置颗粒污泥的形成是颗粒污泥的形成是uasbuasb工艺的关键工艺的关键三相分离器的好坏是影响三相分离器的好坏是影响uasbuasb工艺的重点工艺的重点23编辑ppt第一阶段第一阶段启动与污泥活性提高阶段启动与污泥活性提高阶段有机负荷有机负荷20kgcod20kgcodmm33dd以下运行时间以下运行时间111515月月污泥逐渐适应活性不断提高污泥逐渐适应活性不断提高第二阶段第二阶段颗粒污泥形成阶段颗粒污泥形成阶段有机负荷有机负荷202050kgcod50kgcodmm33dd以下重质污泥留在器以下重质污泥留在器内在其上富集絮凝最终形成内在其上富集絮凝最终形成050550mm50mm颗粒污泥运行时颗粒污泥运行时间间111515月月第三阶段第三阶段污泥床形成阶段污泥床形成阶段有机负荷有机负荷50kgcod50kgcodmm33dd以上污泥浓度提高污泥以上污泥浓度提高污泥床高度提高需要时间床高度提高需要时间3344月月24编辑ppt在反应器内设置竖向导流板将反应器分隔成串联的在反应器内设置竖向导流板将反应器分隔成串联的几个反应室几个反应室每个反应室都是一个相对独立的上流式污泥床系统每个反应室都是一个相对独立的上流式污泥床系统其中的污泥以颗粒化形式或以絮状形式存在其中的污泥以颗粒化形式或以絮状形式存在水流由导流板引导上下折流前进逐个通过反应室内水流由导流板引导上下折流前进逐个通过反应室内的污泥床层进水中的底物与微生物充分接触而得以的污泥床层进水中的底物与微生物充分接触而得以降解去除降解去除借助水流和气体上升的作用污泥上下运动而水平借助水流和气体上升的作用污泥上下运动而水平方向流速缓慢使大量污泥截留在反应室中方向流速缓慢使大量污泥截留在反应室中abrabr具有完全混合和推流的复合型流态具有完全混合和推流的复合型流态25编辑ppt良好的水利条件强化了容积利用率运行稳定性和处良好的水利条件强化了容积利用率运行稳定性和处理效果理效果具有强大的生物固体截留能力具有强大的生物固体截留能力ssss不会造成堵塞不会造成堵塞不同隔室形成良好的微生态系统前段以水解和产酸不同隔室形成良好的微生态系统前段以水解和产酸菌为主后端以产甲烷菌为主行使不同功能菌为主后端以产甲烷菌为主行使

厌氧生物处理

厌氧生物处理

1、进水分配系统

位置:反应器底部

功能:均匀配水、搅拌 需要满足如下原则: (1)进水装置的设计使分配到各点的流量相同,确 保单位面积的进水量基本相同,防止发生短路等现象。 (2)很容易观察进水管的堵塞,当堵塞发现后,必 须很容易被清除。 (3)应尽可能地满足污泥床水力搅拌的需要,保证
进水有机物与污泥迅速混合,防止局部产生酸化现象。

(1)树枝管状 (2)穿孔管式 (3)多管多点式 用高于反应器的水箱式(或渠道式)进 水分配系统。
树技管式:

为了配水均匀一般采用对称
布置,各支管出水口向着池 底,出水口距池底约20cm,
位于所服务面积的中心点。 管口对准的池底设反射锥, 使射流向四周均匀散布于池 底,出水口支管直径约 20mm。
UASB反应器
effluent
influent
UASB反应器基本结构示意图
UASB反应器的结构组成
1)进水配水系统。即将废水尽可能均匀地分配到整个反应器, 并具有一定的水力搅拌功能。 2)反应区。包括污泥床区和污泥悬浮层区,有机物主要在这里被厌氧菌 所分解,是反应器的主要部位。污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组 成,SS质量浓度可达50~100 g/L或更高。污泥悬浮层主要靠反应过程中产 生的气体的上升搅拌作用形成,污泥质量浓度较低,SS一般在5~40 g/L。 3)三相分离器。由沉淀区、回流缝和气封组成,其功能是把沼气、污泥 和液体分开。污泥经沉淀区沉淀后由回流缝回流到反应区,沼气分离后进 人气室。三相分离器的分离效果将直接影响反应器的处理效果。 4)出水系统。是把沉淀区表层处理过的水均匀地加以收集,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。是清除沉淀区液面和气室表面的浮渣,如浮渣不多可 省略。 7)排泥系统。是均匀地排除反应区的剩余污泥。

厌氧生物处理技术、

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。

厌氧生物处理

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
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15.3.1 影响产酸细菌的主要生态因子
3. 碱度:在产酸发酵过程中,足够的碱度可保证系统具有 良好的缓冲能力,避免pH值迅速降低而导致某些厌氧细 菌受到抑制。
4. 温度:一般来说,产酸细菌最佳工作温度为35℃ 左右 5. 水力停留时间和有机负荷 有机负荷为5~60 kgCOD /(m3 d ) ,产酸细菌可发挥良好
15.2.4 产氢产乙酸阶段
产氢产乙酸阶段:将产酸发酵阶段2C以上的有机酸 (除乙酸)和醇转化为乙酸、氢气、二氧化碳的过程, 并产生新的细菌物质。
这类细菌称为产氢产乙酸细菌。 水解的产物被发酵细菌摄入体内,进行代谢,由于菌 种不同,产物也不一样,众多产物中仅CO2、H2、乙 酸、甲酸、甲醇、甲胺(三甲一乙)可以被产甲烷细 菌利用。 其它产物(丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类)经产氢产乙 酸细菌进一步转化成H2和乙酸等方可被利用。
厌氧生物代谢过程示意图
5% 复杂有机化合物 (碳水化合物、蛋白质、类脂类) 水解 10% 简单有机化合物 (糖、氨基酸、肽) 产酸 长链脂肪酸 (丙酸、丁酸等) 13% H2 CO 2 28% 72% 17% 乙酸 35% 20%
CH 4 CO 2
15.2.2 水解阶段
水解定义:复杂的非溶解性的有机物质在产酸细菌胞 外水解酶的作用下被转化为简单的溶解性单体或二聚 体的过程 不溶解性大分子有机物经胞外水解酶的作用,在溶液 中分解为水溶性的小分子有机物,如氨基酸、脂肪酸、 葡萄糖、甘油等 纤维素经水解转化成较简单的糖类;
第十五章 厌氧生物处理
15.1 概述
15.1.1 厌氧生物处理的发展
15.1.2 厌氧生物处理的特点
15.1.3 厌氧生物处理工艺的分类
15.1.4 厌氧生物处理的发展趋势
厌氧生物处理的发展

① 厌氧过程广泛存在于自然界中,主要用于剩余污泥的 厌氧消化处理. ② 1881年,法国,Louis Mouras ,“自动净化器”; ③ 处理城市污水的化粪池、双层沉淀池等 处理剩余污泥 的各种厌氧消化池等; ——HRT很长、处理效率很低、浓臭的气味等; 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;
15.2.5 产甲烷阶段
产甲烷阶段:由严格专性厌氧的产甲烷细菌将乙酸、
甲酸、甲醇、甲胺和二氧化碳/氢气等转化为甲烷和二 氧化碳(沼气)的过程 产甲烷细菌利用CO2、H2、三甲一乙将有机物中的碳 最终以CH4、CO2等产物形式逸出。
15.2.6 其他厌氧生物处理过程
1. 硫酸盐还原过程
15.3.2 影响产甲烷细菌的主要细菌因子
5. 污泥浓度:在连续式厌氧生物处理有机废水系统中, 新开发的工艺均以污泥保有量高为主要特点。如上流 式厌氧污泥层反应器,平均污泥浓度可达到30~50g/L, 比好氧曝气池中生物量高10~20倍。
6. 碱度:产甲烷细菌的生存条件一般为pH在6以上 7. 接触与搅拌:搅拌是提高传质速率的重要因素之一。 影响传质速率的因素主要有厌氧污泥与介质间的液膜 厚度,搅拌可降低液膜厚度。另外注意布水系统对接 触的影响,避免在反应器中出现短流的现象。
微生物的最适生存条件。
15.2 厌氧生物处理的基本原理
15.2.1 复杂有机物的厌氧降解
15.2.2 水解阶段 15.2.3 产酸发酵阶段 15.2.4 产氢产乙酸阶段 15.2.5 产甲烷阶段 15.2.6 其他厌氧生物处理过程
15.2.1 复杂有机物的厌氧降解
传统观点认为:有机物的厌氧生物处理分为两个阶段: 产酸(或酸化)阶段(acidogenic phase)和产甲烷(或 甲烷)阶段(methanogenic phase) 1967年Bryant报告认为,复杂有机物的厌氧反应过程经 历3个阶段。 后来发展为4阶段的厌氧代谢过程:①水解(hydrolysis) 阶段;②产酸发酵(acidogenic fermentation)阶段;③ 产氢产乙酸(H2-producing acetogenesis)阶段; ④产 甲烷(methanogenesis)阶段 细菌类型分为两大类型:产酸细菌(acidogens)和产甲 烷细菌(methanogens)
Expanded Bed 、AAFEB)


厌 氧 生 物 转 盘 ( Anaerobic Rotated Biological Disc、ARBD) 折流式厌氧反应器(Anaerobic Baffled Reactor、 ABR)
厌氧生物处理的发展

⑤90年代以后,在UASB反应器基础上又发展起来了
2CH 3COOH 2CO2 S 2 6H 2O 4 ATP
15.2.6 其他厌氧生物处理过程
硫酸盐还原过程对厌氧生物处理的影响 :
废水SO42-浓度低时,还原作用弱,对厌氧处理无影响, 且SO42-还原菌可利用H2,从而降低氢分压,一定程度上 促进有机物厌氧处理。 废水SO42-浓度高时, SO42-还原菌会和产甲烷菌竞争共 同底物乙酸和H2;同时SO42-还原产生的H2S会对甲烷菌 产生抑制作用,H2S还会对沼气的产生造成严重影响。 故象味精废水等高浓度SO42-废水,宜用专门的SO42-反应 器用作SO42-还原,目前常用的是二相厌氧反应器(有二 个独立的产酸菌反应器和产甲烷菌反应器)。
15.3.5 厌氧生物处理过程中微生物优势种群的演替及 相互关系
15.3.1 影响产酸细菌的主要生态因子
1. PH值:一般认为最佳pH值为6~7;考虑到产甲烷菌的 生存条件( pH值为6.5~7.5 ),反应器中产酸发酵区域 的pH不应低于5.5。 现代研究证明,在正常ORP(-150~-400mv)范围内: PH=4-4.5时,发生乙醇型发酵; PH=4.5-5时,发生丁酸 型发酵;PH=5左右时,主要产物有乙酸、丙酸、丁酸和 乙醇;PH=5.5左右时,发生丙酸型发酵; 2. 氧化还原电位(ORP) :一般认为,产酸细菌的最适 ORP范围为-200~-300mV。
其他厌氧生物处理过程
2. 反硝化与厌氧氨氧化
(1)生物反硝化反应: (2)厌氧氨氧化:无氧环境中,同时存在 NH4+和 NO2-时, NH4+作为反硝化的无机电子供体, NO2-作为 电子受体,产生N2,这是生物氮转化的新理论。 厌氧氨氧化细菌有可能是亚硝化单胞菌属中的二个种 (N.europaea和N.eutropha),它们能同时进行硝化和 反硝化,无氧条件下, NH4+为电子供体,转化N2,还 原NO2-,无需有机C源,以碳酸盐或CO2为无机C源,氨 氮转化率同好氧硝化相当,能节省C源和供氧消耗。 研究认为:在高氨氮废水中,控制亚硝化在57%时,进 入厌氧氨氧化反应器,生成的NO2-和氨氮刚好同时去除


厌氧生物处理的发展


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
1、温度:中温的硫酸盐还原菌最适生长温度为30~ 35℃;高温菌种能够在50~70℃的范围内生长;
2、PH值:最适的pH值是6.5~8.0;
3、氧化还原电位ORP: 一般应保持在-100mV以下;
4、碳硫比: 不应小于1:5; 5、盐度:非嗜盐性的硫酸盐还原菌培养基的pH值应调 至7.1;嗜盐性的硫酸盐还原菌的培养基最好调至7.6。 嗜盐性菌一般分布在海洋环境中,要求NaCl浓度大于 0.6%,最适宜的浓度为1%~3%。
15.3.4 厌氧生化反应动力学
厌氧生化反应动力学方程式:
rsu max dt Ks S dX rg Yrsu kd X dt mg /( L d ) ; 式中 rsu ——底物去除速率, kmax ——最大比底物利用速率, gCOD /( gVSS d ) ; S ——可降解的底物浓度,mg/L; K s ——半速度常数,即最大比底物利用速率为一半时的底物
蛋白质转化成较简单的氨基酸; 脂类转化成脂肪酸和甘油等
15.2.3 产酸发酵阶段
发酵(fermentation)定义:有机物既作为电子受体也
是电子供体的生物降解过程 。 简单的有机物在产酸菌的作用下(胞内酶)经过厌氧 发酵和氧化转化成乙酸、丙酸、丁酸等(挥发性)脂 肪酸和醇类等 。 产酸发酵的末端产物组成取决于厌氧生态条件、底物 种类和参与的微生物群。
15.3.2 影响产甲烷细菌的主要细菌因子
8. 营养:试验表明,COD:N:P控制在500:5:1左右为 宜,在厌氧处理装置启动时,可稍微增加氮素,有利于微 生物的增殖,并有利于提高反应器的缓冲能力 9. 抑制物和激活剂
所谓“有毒”是相对的,既有激活作用又有抑制作用,关 键在于它们的浓度界限,即毒阈浓度。
硫酸盐还原:是指在厌氧条件下,化能异养型硫酸盐还 原细菌(sulfate-reducing bactecia,简称SRB)利用废 水中的有机物作为电子供体,将氧化态硫化合物还原为 硫化物的过程。 以乳酸为电子供体的化学反应式可表示为:

2 2CH 3CHOHCOOH SO4 4 ADP 4 H 3 PO4
启动周期长、出水不达标(需加好氧工艺)。
15.1.4 厌氧生物处理的发展趋势
从目前厌氧处理工艺技术和设备发展前景来看,进一
步提高生物处理能力和稳定性的途径有以下方面: (1)提高反应器中生物持有量; (2)利用厌氧微生物处理中微生物种群的特点,实现 相分离;
(3)研制反应器使之形成特殊的水力流态,创造厌氧
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