厌氧活性污泥 PPT

第三代厌氧生物反应器
源自文库
EGSB
IC
UBF
填料
厌氧膨胀颗粒污泥床 内循环反应器
升流式污泥床过滤器
第四节 生物脱氮和生物除磷
一、污、废水脱氮、除磷的具体指标
一级标准
废水磷含量在≤0．5mg/L
氨氮
≤15mg／L
二、微生物脱氮工艺、原理及其微生物
(一)微生物脱氮工艺
活性污泥法典型工艺——A/O工艺（缺氧、好氧工艺）
由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质形成的污泥颗粒。 呈灰色至黑色， 有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能； 颗粒厌氧活性污泥的直径在0．5mm以上。
微生物的组成主要有六种： 由外到内水解细菌、发酵细菌、氢细菌和乙酸菌、甲 烷菌 、硫酸盐还原菌、厌氧原生动物其中产甲烷丝菌
是厌氧活性污泥的中心骨架
二、厌氧法的缺点
提问：？ 1．出水的有机物浓度高于好氧处理；
发酵分解有机物不完全；
2．对温度变化较为敏感；
工业中需要设置进水的控温装置，37℃。
3．厌氧微生物对有毒物质较为敏感；
但经过毒物驯化处理的厌氧菌对毒物的耐受力常常会极大地提 高。
4. 初次启动过程缓慢,处理时间长
好氧处理体系的活性污泥或生物膜通常只需要7天就可以培育 成功，而厌氧处理体系的活性污泥或生物膜一般需要8~12周才 可以培育成功
挂生物膜或投加悬浮填料
定期投菌
甲醇
利用进水
进水
中的BOD
好氧 脱碳 硝化 滤池
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。
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、二氧化碳、氢 气、硫化氢等小分子物质和少量的厌氧污泥。
（三） 厌氧活性污泥处理的工艺流程
气柜
废 水
调节池
热 ↑37℃ 交
厌氧活性 污泥反应器
换
出
器
水
沉淀池
回流污泥
剩余污泥
？
缺
废 水
氧 反
沉淀池1
硝
化
好好 氧氧 脱硝 碳化
回流
沉淀池 出水
缺氧活性污泥回流
好氧活性污泥回流
A/O脱氮工艺
缺氧反硝化 细菌：反硝化细菌（兼性厌氧菌） 反应：NO3-—N反硝化还原为N2，溢出水面释放到 大气 碳源：原水中BOD 硝酸盐来源：回流出水中的硝化产物
好氧脱碳硝化 脱碳——氧化去除COD 脱碳菌——好氧有机物呼吸的细菌，以有机物为碳源 硝化菌——好氧氨盐呼吸的细菌，以碳酸盐为碳源 （NH4+→NO2-→NO3-)
5．处理过程中产生臭气和有色物质
提问：是什么？
臭气主要是SRB形成的具有臭味的硫化氢气体以及硫醇、氨气、 有机酸等的臭气。同时硫化氢还会与水中的铁离子等金属离子 反应形成黑色的硫化物沉淀，使处理后的废水颜色较深，需要 添加后处理设施，进一步脱色脱臭。
三、 厌氧活性污泥法
（一）．厌氧活性污泥的性质和组成
第二代厌氧反应器
(1)UASB反应器
克服了第一代的缺点，且处理污水
effluent
污 泥 沉 降
influent
沼气 阻挡 收集
Sludge bed
工业级UASB装置
钢制圆形结构
混凝土方形结构 （便于施工及分
离器设置）
全世界有几千座UASB反应器，占所有厌氧反应器 （第二代以上）总数的64%，应用广泛
厌氧活性污泥
2．对营养物的需求量少 好 氧 方 法 BOD：N：P=100：5：1， 而 厌 氧 方 法 为 （350~500）：5：1，相比而言对N、P的需求要小的 多，因此厌氧处理时可以不添加或少添加营养盐。
4．产生的污泥量少，运行费用低
? 繁殖慢；不需要曝气 基于这些优点，厌氧处理在食品、酿造、制糖等工 业中得到了广泛的应用。但厌氧处理也存在缺点
提问：为什么先脱碳、后脱氮？
硝化菌的碳源是脱碳菌的代谢产物； 有机碳源丰富时，脱碳菌世代周期短生长迅速 ，硝化 菌氧利用不足，生长缓慢；
提问：硝化脱氮时有时需要补碱（Na2CO3或NaOH)? 硝化作用消耗碱（NH4+、CO3-），水pH下降；补充碳 源、升高pH 提问：硝化菌世代周期长，容易从活性污泥系统中被 洗掉，如何解决？
64％
UASB 反应器 EGSB反应器 厌氧塘
完全混合型 厌氧滤池 流化床-复合床
①化工流化床原理 ②炉灰等作生物膜 载体，生物颗粒流 化 ③出水外回流
(2)A(厌3n)a氧Aen流roa化beric床obF生iiclt物eflru膜i厌d反iz氧应e滤d器b床（e(dAAFbFBi)o)film reactor
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
乙酸
硫酸盐还原
4产甲烷
4产甲烷
CH4 + CO2
硫酸盐还原
H2S+ CO2
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交
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。
（二）厌氧活性污泥净化废水的作用机理
复杂污染物的厌氧降解过程可以分为四个阶段水解阶段、发 酵阶段（又称酸化阶段）、 产乙酸阶段、产甲烷阶 段
框图表示见下图
1．水解阶段
在细菌胞外酶的作用下大分子的有机物水解为小分子的有机物
2．发酵阶段
梭状芽孢杆菌、拟杆菌等酸化细菌吸收并转化为更为简单的化 合物分泌到细胞外，产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧 化碳、氢气、氨等
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）
AF
沼气 出水
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
1．微生物除磷原理
依靠聚磷菌（兼性厌氧菌）聚磷，再从水中除去这些 细菌。
好氧时：大量繁殖（消耗好氧状态能源——聚β-羟基丁二酸
（PHB）），
逆浓度梯度过量吸磷（贮备厌氧状态能源——多聚磷酸盐 颗粒(即异染颗粒) ）；