废水厌氧生物处理原理与工艺PPT课件

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厌氧生物处理
Water Pollution Control Engineering
厌氧生物处理的原理和过程示意:
5%
复
简
杂
单
有
有
机
机
物
物
20%
10% 30% 35%
挥 发 酸 醇
CO2+H2 13%
17% 乙酸
CH4
水解 酸化 产氢产乙酸
产甲烷
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厌氧生物处理
(2).其他厌氧生物处理
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厌氧生物处理
(D)．产甲烷. 主要在两类不同的甲烷细菌下产生CH4, 是严格厌 氧过程.
乙酸脱羧: 2CH3COOH ＝2CH4 + 2CO2 氢还原CO2: 4H2 + CO2 ＝ CH4 + 2H2O 3H2 + CO ＝ CH4 + H2O 2H2O + 4CO ＝ CH4 + 3CO2 此外还有利用醇还原CO2 得到甲烷和有机酸等途径.
物处理反应器. 以UASB, 厌氧接触工艺为代表的多种工艺，均实现高的污泥浓
度高的负荷，得到广泛应用。 应用现状: (A).废水处理,高浓度和高温度废水; (B). 污泥处理和
城市垃圾处理; (C).生物质的资源化和能源化应用.
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厌氧生物处理
1.1 厌氧生物处理的原理
(1). 复杂有机物的厌氧生物处理：
化粪池和双层沉淀池至今在排水工程中仍占有重要地位。
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厌氧生物处理
Water Pollution Control Engineering
中期--被好氧工艺取代,在污泥处理方面有应用,污泥的厌氧消化; 普通消化池是这时期的主要反应器。 70年代后--重新发展, 环境问题和能源危机, 开发了新的厌氧生
废水厌氧生物处理
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厌氧生物处理
废水厌氧处理内容概要:
1. 厌氧生物处理概述 2. 厌氧工艺流程 3． 厌氧生物处理反应器
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第一节
废水厌氧生物处理概述
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厌氧生物处理
1．厌氧生物处理概述
19世纪末－20世纪初：废水和粪便处理,反应时间长,出水水质差; 1860年法国人Mouras把简易沉淀池改进作为污水污泥处理构筑
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厌氧生物处理
Water Pollution Control Engineering
B.反硝化: 硝酸盐氮(NO3-)和亚硝酸盐氮(NO2-)在厌氧或缺氧条件下被还
原为氮气(N2)的过程. C. 光合细菌: 光能异养的光合细菌在无氧条件下利用简单有机物进行光合
作用, 然后在微氧或有氧条件下进行氧化代谢.光合细菌只 能利用低分子量的有机物, 所以需要水解作为前处理过程.
物 使 用 ， 1881 年 法 国 杂 志 将 Mouras 创 造 的 称 为 自 动 净 化 器 (Automatic Scasenger)。 1895年英国Donald设计了厌氧化粪池。厌氧化粪池的创建，是 厌氧处理工艺发展史上的里程碑。从此，厕所等家庭用生活污 水可通过化粪池得到较好的处理。
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厌氧生物处理
Water Pollution Control Engineering
(C)．产氢产乙酸. 水解酸化产物(主要是2个C以上的有机酸, 不 包括乙酸)在产氢产乙酸细菌作用下生成氢,乙酸和CO2；主 要反应:(醇和高级脂肪酸反应生成乙酸)
CH3CH2OH + H2O = CH3COO- + H+ + 2H2 CH3CH2COO- + H2O = CH3COO- + H+ + HCO3- + 3H2 丁酸, 丙酸等转化为乙酸的过程由于标准吉布斯自由能为正 值, 只有反应产物H+和H2的浓度低反应可以进行.
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厌氧生物处理
1903年英国出现了Travis池。废水从一端流入，从另一端流出， 两侧沉淀区分离出的污泥，在池中间的中下部分消化，产生的 沼气从中间上部分排出，不会影响两侧的沉淀区 。
1905年德国人Imhoff对Travis池作了改进，设计了Imhoff池，又 称隐化池，我国也称双层沉淀池。这种池型构造把污水的沉淀 与污泥的消化完全分开，彼此不发生干扰。这种装置在本世纪 20年代被广泛应用与欧美各国。
25 0.09 0.03 0.27 0.16 0.03 0.01
35 0.11 0.04 0.62 0.21 0.03 0.01
温度,停留时间对水解速率常数Kh的影响
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厌氧生物处理
(B)．酸化. 产酸细菌酸化, 将溶解性有机物转化为挥发性脂肪 酸和醇为主要产物的过程, 主要生成有机酸(甲酸,乙酸,丙酸, 丁酸等)、醇(乙醇), H2, CO2 , NH3, N2, H2S等； 酸化过程速率较快, 产物对产甲烷过程影响较大, 酸化过程 产物与厌氧的条件, 底物种类和微生物组成有关系, 主要有 三类:丙酸型,丁酸型和乙醇型. 人们常常将不完全厌氧处理过程称为水解酸化.
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A.硫酸盐还原:化能异氧型的硫酸盐还原细菌(SRB, Sulfate Reducing Bacteria) 利用废水的有机物作为电子供体,将氧化 态 硫 化 合 物 ( SO42-,SO32- 等 ) 还 原 为 低 价 态 硫 化 合 物 ( HS,H2S,S2-等)的过程。
低浓度硫化合物由于存在对H2的利用, 对厌氧处理有机物一定 程度是促进的; 但较高浓度的硫酸盐会严重抑制有机物的厌 氧生物降解过程(竞争底物对产甲烷菌不利; 产生的H2S对微 生物不利)。
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厌氧生物处理
Water Pollution Control Engineering
水解可以部分实现对难生物降解有机物的分解, 促进后续处 理过程的生物有效性, 故对难降解废水可以预置厌氧反应器.
温度 (℃)
脂肪
停留时间d 纤维素
蛋白质
15 60 15 60 15 60
15
0
0 0.03 0.018 0.02 0.01
(A). 水解. 在细胞外酶作用下,将大分子有机物水解为小分子溶 解性有机物, 如多糖-单糖，脂肪-脂肪酸甘油,蛋白质-氨基酸, 小分子进入细胞内. 难降解或高分子的有机物水解过程较慢, 或可能成为速率限制 步骤, 颗粒有机物的大小, 温度, pH, 有机物组成成分, 氨浓度, 水力停留时间等影响水解速率.