第十五章 行水的厌氧生物处理 厌氧生物外乳的总本原
1 第十五章 污水的厌氧生物处理 污水的厌氧生物处理 第一节 厌氧生物处理的基本原理 厌氧生物处理的基本原理
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; 903年英国的 Travis首先建成了双层沉淀池 1906年德国的 Imhoff发明Imho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。 两阶段理论 消化 液化(酸化) 液态污泥的pH值迅速下降, 转化产物中有机酸是主体。 过程 气化(甲烷化)产生消化气,主体是CH4 IENa 产酸阶R 产气阶段) 團7-1有机物厌氧分解过程示意 第一阶段 3CH2丙酸喜→4 CH COOH+2 CH:COOH+20O1+2H1O第一阶段 年阶题C06o:阶爱 +).6cH:cooH早甲烷菌 →6CH4+6CO2 3C,H,Oi 或cHl1O CH+3c0 由上可见,1摩尔的就萄糖可产生8尔的甲烷和二氧化碳(各占50%),即可从180克 葡萄糖中得到8×224+3×224=1344升气体,故弭论上1克葡萄的产气7A7座
2 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。 消化 过程 液化(酸化) 液态污泥的pH值迅速下降， 转化产物中有机酸是主体。 气化(甲烷化) 产生消化气，主体是CH4 两阶段理论 厌氧污水污泥处理技术的发展 第二阶段 第一阶段
产酸阶段:兼性厌氧菌作用,大量氢产生,也称氢发酵 阶段,有机酸大量积累,pH迅速下降,污泥带有粘性 呈灰黄色,并发出恶臭,污泥称为酸性发酵污泥。 产气阶段:又称甲烷发酵阶段、碱性发酵阶段,专性厌 氧菌作用,需隔绝光和空气,最佳pH值72-7.5,有机酸 浓度不超过2000mg几,最佳50-500mg 碱度不应超过5000mg,最佳2000-3000mg 污泥呈黑色,稳定不易腐化,无甚恶臭,易于脱水,这 种污泥成为熟污泥或消化污泥 生物制氢研究装置
3 产酸阶段：兼性厌氧菌作用，大量氢产生，也称氢发酵 阶段，有机酸大量积累，pH迅速下降，污泥带有粘性， 呈灰黄色，并发出恶臭，污泥称为酸性发酵污泥。 产气阶段：又称甲烷发酵阶段、碱性发酵阶段，专性厌 氧菌作用，需隔绝光和空气，最佳pH值7.2-7.5，有机酸 浓度不超过2000mg/L，最佳50－500mg/L 碱度不应超过5000mg/L，最佳2000－3000mg/L 污泥呈黑色，稳定不易腐化，无甚恶臭，易于脱水，这 种污泥成为熟污泥或消化污泥。 生物制氢研究装置
四阶段理论 大分子有机物 水解 (碳水化合物 水解的和淙酸化 蛋白质,脂肪等)细菌的胞外酶 解的有机物产酸细菌 有机酸 乙酸化 甲烷化 醇类 乙酸 醛类等 乙酸细菌 甲烷细菌CO2 H2, CO2 影响甲烷菌「p:68-72 生长的因素 温度:35°C~38C和52C~55°C 甲烷菌专性厌氧,且处理糸统中不能含有浓度过高的 SO42,SO32, 污水和泥液中的碱度有缓冲作用,如果有足够的碱度 中和有机酸,其pH值有可能维持在6.8以上,酸化和甲 烷化两大类细菌就可以共存,从而消除分阶段现象。 厌氧法与好氧法相比,降解较不彻底,放出的热量 少,反应速度低 主要用于污泥的消化、高浓度有机废水和温度较高的 有机工业废水的处理
4 四阶段理论 大分子有机物 (碳水化合物， 蛋白质，脂肪等) 水解 细菌的胞外酶 水解的和溶 解的有机物 酸化 产酸细菌 有机酸 醇 类 醛类等 H2，CO2 乙酸化 乙酸细菌 乙酸 甲烷化 甲烷细菌 CH4 CO2 甲烷菌专性厌氧，且处理系统中不能含有浓度过高的 SO4 2-，SO3 2-， 污水和泥液中的碱度有缓冲作用，如果有足够的碱度 中和有机酸，其pH值有可能维持在6.8以上，酸化和甲 烷化两大类细菌就可以共存，从而消除分阶段现象。 厌氧法与好氧法相比，降解较不彻底，放出的热量 少，反应速度低。 主要用于污泥的消化、高浓度有机废水和温度较高的 有机工业废水的处理。 影响甲烷菌 生长的因素 pH：6.8~7.2 温度：35ºC~38ºC和52ºC~55ºC
厌氧过程影响因素 负荷率 1.污泥负荷率或重量负荷率: kgCoD/ kgvss.d koBO/ kass.d,一般0.2 koBOL/ kg vss.d 2容积负荷率: kgcod/m3d, kabObs/m3d 对于污泥处理常用: evss/m3d或者污泥投配率:m3生污泥 /m3熟污泥 度: 1低温发酵区:15-20℃,有机污泥需50天 2.中温发酵区 35℃,有机污泥需15天 3.高温发酵区:50-55℃,有机污泥需7天 厌氧过程影响因素 搅拌 搅拌混合,充分接触,加强传质,反应物及产物分布均勺 可增加产气量,打碎浮渣,有害气体的释放 搅拌方式:沼气搅拌、水力搅拌、机械搅拌 量: 观察产气量是维护运行的一个重要因素 理论计算:1 kg CODE产生0.25kgCH4或0.35mCH4 实际产量:0.30mCH4或0.5m3沼气 中温投6-8%,10-12m3沼气/m3污泥 高温投6-8%,22-26m3沼气/m3污泥 高温投13-15%,13-15m3沼气m3污泥
5 厌氧过程影响因素： 负荷率： 1.污泥负荷率或重量负荷率：kgCOD/kgVSS.d kgBOD5/kgVSS.d,一般0.2 kgBOD5/kgVSS.d 2.容积负荷率：kgCOD/m3.d，kgBOD5/m3.d， 对于污泥处理常用：kgVSS/m3.d 或者污泥投配率: m3生污泥 /m3熟污泥。 温度： 1.低温发酵区：15－20℃，有机污泥需50天 2.中温发酵区：30－35℃，有机污泥需15天 3.高温发酵区：50－55℃ ，有机污泥需7天 厌氧过程影响因素： 搅拌： 搅拌混合，充分接触，加强传质，反应物及产物分布均匀， 可增加产气量，打碎浮渣，有害气体的释放 搅拌方式：沼气搅拌、水力搅拌、机械搅拌 产气量： 观察产气量是维护运行的一个重要因素 理论计算：1kg CODB产生0.25kgCH4 或0.35m3CH4 实际产量： 0.30m3CH4 或0. 5m3沼气 中温投6－8％，10－12 m3沼气/m3污泥 高温投6－8％，22－26 m3沼气/m3污泥 高温投13－15％，13－15 m3沼气/m3污泥
厌氧过程影响因素 有毒物质 各种有毒有害物质对甲烷菌的毒害 硫酸盐影响:SO2浓度过高肘,将抑制甲烷菌生长 浓度一般不超过:1000-1500mg/L 脱氫酶体亲 C6H12O6 →6CO2+24{田H] 硫酸还原酶 +269千卡 24[H]+3H2SO4 3H2S+12H,O 厌氧过程影响因素 厌氧生物处理有毒物的允许浓度 表7-4 是克升 《毫克/升 重金属离子 1500~$000 化(B12 4~100 1B00~:000 500~8000 钾 400~1000 ABS 40~700 钙 L000 8D00 注。表中臘金属高子浓度的允许值(1毫党7升)是对大多敷而喜的个刖可 能还要体,如神的元许读度为毫克/升
6 厌氧过程影响因素： 有毒物质： 各种有毒有害物质对甲烷菌的毒害 硫酸盐影响：SO4 2-浓度过高时，将抑制甲烷菌生长 浓度一般不超过：1000－1500mg/L C6H12O6 6CO2+24[H] 24[H]+3H2SO4 3H2S+12H2O 脱氢酶体系 硫酸还原酶 ＋269千卡 厌氧过程影响因素：
第二节 水的厌氧生物处理油 化粪池 用于处理来自厕所的粪便废水。曾广泛用于不设污 水厂的合流制排水糸统。尚可用于郊区的别墅式建 筑。 进及盖牌 图15-2化粪池例图
7 第二节 污水的厌氧生物处理方法 污水的厌氧生物处理方法 一. 化粪池 图15-2 化粪池例图 用于处理来自厕所的粪便废水。曾广泛用于不设污 水厂的合流制排水系统。尚可用于郊区的别墅式建 筑
二.厌氧生物滤池 优点:处理能力高;滤 消化气 池内可以保持很高的傲 生物浓度;不需另设泥 水分离设备,出水SS较 出 低;设备简单、操作方 便 滤料费用较贵; 滤料易堵塞,尤其是下 部,生物膜很厚;堵塞 后,没有简单有效的清 洗方法。因此,悬浮物 图15-3厌氧生物滤池 高的废水不适用。 图15-3厌氧生物滤池 二.厌氧生物滤池 15-1跃氧生滩小型试验(制药度水温度35℃) 负荷率{进水 kg/om/时每:水幕!D 出水出水挥出水度 md(mtah"i巷oD:去水 pugt")!;;/s(m:发曹(ml(:m) L 0.231000 450596.5 4009 93了 3.7d|16000 96167 52 8
8 二. 厌氧生物滤池 优点：处理能力高；滤 池内可以保持很高的微 生物浓度；不需另设泥 水分离设备，出水SS较 低；设备简单、操作方 便。 缺点：滤料费用较贵； 滤料易堵塞，尤其是下 部，生物膜很厚；堵塞 后，没有简单有效的清 洗方法。因此，悬浮物 高的废水不适用。 图15-3 厌氧生物滤池 二. 厌氧生物滤池
三厌氧接触法 对于悬浮物较高的有机废水,可以采用厌氧接触 法,宅实际上是厌氧活性污泥法,不需要曝气而需 要脱气。 消化气 接真空系统 出水 污泥回流 剩余污泥 图15-4厌氧接触法的流程 ①混合接触池(消化池)②沉淀池③真空脱气器 图15-4厌氧接触法的流程
9 三.厌氧接触法 对于悬浮物较高的有机废水，可以采用厌氧接触 法，它实际上是厌氧活性污泥法，不需要曝气而需 要脱气。 图15-4 厌氧接触法的流程
10
