内蒙古科技大学：《水污染控制工程》第7章 污水的厌氧生物处理

水污染控制工程 第7章污水的厌氧生物处理 内蒙古科技大学环境工程教研室

水污染控制工程 第7章 污水的厌氧生物处理 内蒙古科技大学环境工程教研室

目录 口概述 口原理 口主要构筑物及工艺 口厌氧生物处理法的设计

目录  概述  原理  主要构筑物及工艺  厌氧生物处理法的设计

厌氧生物处理——概述 厌氧生物处理法或厌氧消化法: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。 厌氧污水污泥处理技术的发展 口1860年法国的 Muras将简易沉淀池改为污泥处理构筑物; 口1895年英国 Cameron进一步改进为腐化池; 口1903年英国的Tavs首先建成了双层沉淀池 口1906年德国的 Imhof发明 Imhof双层沉淀池; 口1912年英国的伯明翰市建了第一个消化池; 口1920年英国 Watson建成最早二级消化池,同时利用了沼气; 口1925-1926年在德国、美国相继建成较标准的消化池 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、动植物残体及粪便等

厌氧生物处理——概述 厌氧污水污泥处理技术的发展  1860年法国的Muras将简易沉淀池改为污泥处理构筑物；  1895年英国Cameron进一步改进为腐化池；  1903年英国的Travis首先建成了双层沉淀池；  1906年德国的Imhoff发明Imhoff双层沉淀池；  1912年英国的伯明翰市建了第一个消化池；  1920年英国Watson建成最早二级消化池，同时利用了沼气；  1925－1926年在德国、美国相继建成较标准的消化池。 厌氧生物处理法或厌氧消化法：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。 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、动植物残体及粪便等

Ⅰr甲酸 类甲醇 发 发 产甲胺 烷通过不同 废水或污泥c蛋白质酵氨基酸酵物(乙酸等 菌途径转化 菌 中不溶态大多糖 CH12O,菌 为 产氨 分子有机物(脂类甘油 Il酸 产乙 CO2等 脂肪酸 类丁酸酸菌 CO2、[H 产乳酸 和乙酸 物(乙醇等 水解阶段 酸化阶段 气化阶段 酸化I 酸化I 1不完全厌氧消化(酸发酵 图15-1厌氧发酵的几个阶段

图15-1 厌氧发酵的几个阶段

厌氧生物处理——概述 口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易生物 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 口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

厌氧生物处理——概述  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易生物 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

厌氧生物处理——一原理 、厌氧消化的生化阶段 复杂有机物的厌氧消化过程要经历数个阶段,由不同的 细菌群接替完成。根据复杂有机物在此过程中的物态 及物性变化,可分三个阶段(表15-1)

厌氧生物处理——原理 一、厌氧消化的生化阶段 复杂有机物的厌氧消化过程要经历数个阶段，由不同的 细菌群接替完成。根据复杂有机物在此过程中的物态 及物性变化，可分三个阶段（表15-1）

厌氧生物处理——一原理 表15-1有机物厌氧消化过程 生化阶段 物态变化液化(水解)酸化(1)酸化(2) 气化 小分子溶解态 大分子不溶态有机物转化为B类产物转化为 生化过程 有机物转化为(H+CO2)及(H2+CO2)及CH4CO2等 小分子溶解态A、B两类产物 有机物 乙酸等 菌群 发酵细菌 产氢产乙酸细菌甲烷细菌 甲烷发酵 发酵工艺 酸发酵

厌氧生物处理——原理 表15-1 有机物厌氧消化过程 生化阶段 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 物态变化 液化（水解） 酸化（1） 酸化（2） 气 化 生化过程 大分子不溶态 有机物转化为 小分子溶解态 有机物 小分子溶解态 有机物转化为 （H2+CO2）及 A、B两类产物 B类产物转化为 （H2+CO2）及 乙酸等 CH4、CO2等 菌 群 发酵细菌 产氢产乙酸细菌 甲烷细菌 发酵工艺 甲烷发酵 酸 发 酵 ——

厌氧生物处理——一原理 二、发酵的控制条件 (以下重点讨论甲烷发酵的控制条件。) (一)营养与环境条件 废水、污泥及废料中的有机物种类繁多,只要未达 到抑制浓度,都可连续进行厌氧生物处理。对生物可 降解性有机物的浓度并无严格限制,但若浓度太低, 比耗热量高,经济上不合算;水力停留时间短,生物 污泥易流失,难以实现稳定的运行。一般要求cOD大 于1000mg/L。 coD:N:P=200:5:1

厌氧生物处理——原理 二、发酵的控制条件 （以下重点讨论甲烷发酵的控制条件。） （一）营养与环境条件 废水、污泥及废料中的有机物种类繁多，只要未达 到抑制浓度，都可连续进行厌氧生物处理。对生物可 降解性有机物的浓度并无严格限制，但若浓度太低， 比耗热量高，经济上不合算；水力停留时间短，生物 污泥易流失，难以实现稳定的运行。一般要求COD大 于1000mg/L。 COD∶N∶P=200∶5∶1

厌氧生物处理——一原理 (1)氧化还原电位(ORP或Eh) 厌氧环境是厌氧消化过程赖以正常进行的最重要的条件。 厌氧环境,主要以体系中的氧化还原电位来反映 一般情况下,氧的溶入无疑是引起发酵系统的氧化还原电 位升高的最主要和最直接的原因。但是,除氧以外, 其它一些氧化剂或氧化态物质的存在(如某些工业废 水中含有的Fe3+、Cr2On2、NO3、SO42以及酸性 废水中的叶等),同样能使体系中的氧化还原电位升 高。当其浓度达到一定程度时,同样会危害厌氧消化 过程的进行

厌氧生物处理——原理 （1）氧化还原电位（ORP或Eh） 厌氧环境是厌氧消化过程赖以正常进行的最重要的条件。 厌氧环境，主要以体系中的氧化还原电位来反映。 一般情况下，氧的溶入无疑是引起发酵系统的氧化还原电 位升高的最主要和最直接的原因。但是，除氧以外， 其它一些氧化剂或氧化态物质的存在（如某些工业废 水中含有的Fe3+ 、Cr2O7 2-、NO3-、SO42-以及酸性 废水中的H+等），同样能使体系中的氧化还原电位升 高。当其浓度达到一定程度时，同样会危害厌氧消化 过程的进行

厌氧生物处理——一原理 高温厌氧消化系统适宜的氧化还原电位为-500~-600mV; 中温厌氧消化系统及浮动温度厌氧消化系统要求的氧化还原 电位应低于-300~-380mV。 产酸细菌对氧化还原电位的要求不甚严格,甚至可在 +100~-100mV的兼性条件下生长繁殖; 甲烷细菌最适宜的氧化还原电位为-350mV或更低

厌氧生物处理——原理 高温厌氧消化系统适宜的氧化还原电位为-500~-600mV； 中温厌氧消化系统及浮动温度厌氧消化系统要求的氧化还原 电位应低于-300~-380mV。 产酸细菌对氧化还原电位的要求不甚严格，甚至可在 +100~-100mV的兼性条件下生长繁殖； 甲烷细菌最适宜的氧化还原电位为-350mV或更低