第15章厌氧生物处理 15.1概述 ■152厌氧生物处理的基本原理 15.3厌氧微生物生态学 154升流式厌氧污泥床反应器 155两相厌氧生物处理 ■156悬浮生长厌氧生物处理法 ■157固着生长厌氧生物处理法
No. 1 第15章 厌氧生物处理 15.1 概述 15.2 厌氧生物处理的基本原理 15.3 厌氧微生物生态学 15.4 升流式厌氧污泥床反应器 15.5 两相厌氧生物处理 15.6 悬浮生长厌氧生物处理法 15.7 固着生长厌氧生物处理法
155两相厌氧生物处理 ■1551基本原理与工艺流程 15.5.2主要优点 155.3应用情况
No. 2 15.5 两相厌氧生物处理 15.5.1 基本原理与工艺流程 15.5.2 主要优点 15.5.3 应用情况
15.5.1基本原理与工艺流程 两相厌氧消化工艺的基本工艺流程如下图所 小。 进 产酸相 甲 位烷 水 相 水
No. 3 15.5.1 15.5.1 基本原理与工艺流程 基本原理与工艺流程 • 两相厌氧消化工艺的基本工艺流程如下图所 两相厌氧消化工艺的基本工艺流程如下图所 示。 产 酸 相 产 甲 烷 相 出 水 进 水
2历史沿革 两相厌氧消化工艺是在上世纪70年代后期随着厌氧 微生物学的研究不断深入应运而生的;它着重于工 艺流程的变革,而不是向上述多种现代高速厌氧反 应器那样着重于反应器构造变革; 其基本出发点是,在单相反应器中,存在着脂肪酸 的产生与被利用之间的平衡,维持两类微生物之间 的协调与平衡十分不易;两相厌氧消化工艺就是为 克服单相厌氧消化工艺的上述缺点而提出的。 两个反应器中分别培养发酵细菌和产甲烷菌,并控 制不同的运行参数,使其分别满足两类不同细菌的 最适生长条件;反应器可以采用前述任一种反应 器,二者可以相同也可以不同
No. 4 历史沿革 • 两相厌氧消化工艺是在上世纪 两相厌氧消化工艺是在上世纪70年代后期随着厌氧 年代后期随着厌氧 微生物学的研究不断深入应运而生的； 微生物学的研究不断深入应运而生的；它着重于工 艺流程的变革， 艺流程的变革，而不是向上述多种现代高速厌氧反 而不是向上述多种现代高速厌氧反 应器那样着重于反应器构造变革； 应器那样着重于反应器构造变革； • 其基本出发点是，在单相反应器中，存在着脂肪酸 是，在单相反应器中，存在着脂肪酸 的产生与被利用之间的平衡，维持两类微生物之间 的产生与被利用之间的平衡，维持两类微生物之间 的协调与平衡十分不易；两相厌氧消化工艺就是为 的协调与平衡十分不易；两相厌氧消化工艺就是为 了克服单相厌氧消化工艺的上述缺点而提出的。 了克服单相厌氧消化工艺的上述缺点而提出的。 • 两个反应器中分别培养发酵细菌和产甲烷菌，并控 两个反应器中分别培养发酵细菌和产甲烷菌，并控 制不同的运行参数，使其分别满足两类不同细菌的 制不同的运行参数，使其分别满足两类不同细菌的 最适生长条件；反 最适生长条件；反应器可以采用前述任一种反应 应器可以采用前述任一种反应 器，二者可以相同也可以不同。 器，二者可以相同也可以不同
2实现相分离的方法 在两相厌氧工艺中,最本质的特征是实现相的分 离,方法主要有 ①化学法:投加抑制剂或调整氧化还原电位,抑 制产甲烷菌在产酸相中的生长; ②物理法:采用选择性的半透明膜使进入两个反 应器的基质有显著的差别,以实现相的分离; ③动力学控制法:利用产酸菌和产甲烷菌在生长 速率上的差异,控制两个反应器的水力停留时间, 使产甲烷菌无法在产酸相中生长。 目前应用的最多的相分离的方法,是最后一种,即 动力学控制法。但实际上,很难做到相的完全分离
No. 5 实现相分离的方法 实现相分离的方法 • 在两相厌氧工艺中 在两相厌氧工艺中，最本质的特征是实现相的分 ，最本质的特征是实现相的分 离，方法主要有： 离，方法主要有： • ① 化学法：投加抑制剂或调整氧化还原电位，抑 投加抑制剂或调整氧化还原电位，抑 制产甲烷菌在产酸相中的生长； 制产甲烷菌在产酸相中的生长； • ② 物理法：采用选择性的半透明膜使进入两个反 采用选择性的半透明膜使进入两个反 应器的基质有显著的差别，以实现相的分离； 应器的基质有显著的差别，以实现相的分离； • ③ 动力学控制法： 动力学控制法：利用产酸菌和产甲烷菌在生长 利用产酸菌和产甲烷菌在生长 速率上的差异，控制两个反应器的水力停留时间， 速率上的差异，控制两个反应器的水力停留时间， 使产甲烷菌无法在产酸相中生长。 使产甲烷菌无法在产酸相中生长。 • 目前应用的最多的相分离的方法，是最后一种，即 目前应用的最多的相分离的方法，是最后一种，即 动力学控制法。但实际上，很难做到相的完全分离。 动力学控制法。但实际上，很难做到相的完全分离
215.2-主要优点 ①有机负荷比单相工艺明显提高; ②产甲烷相中的产甲烷菌活性得到提高, 产气量增加; ③运行更加稳定,承受冲击负荷的能力较 强 ④当废水中含有S02等抑制物质时,其对 产甲烷菌的影响由于相的分离而减弱; ⑤对于复杂有机物(如纤维素等),可以 提高其水解反应速率,因而提高了其厌氧消 化的效果
No. 6 15.5.2 15.5.2 主要优点 • ① 有机负荷比单相工艺明显提高； 有机负荷比单相工艺明显提高； • ② 产甲烷相中的产甲烷菌活性得到提高， 产甲烷相中的产甲烷菌活性得到提高， 产气量增加； • ③ 运行更加稳定，承受冲击负荷的能力较 运行更加稳定，承受冲击负荷的能力较 强； • ④ 当废水中含有SO42-等抑制物质时，其对 等抑制物质时，其对 产甲烷菌的影响由于相的分离而减弱； 产甲烷菌的影响由于相的分离而减弱； • ⑤ 对于复杂有机物（如纤维素等），可以 对于复杂有机物（如纤维素等），可以 提高其水解反应速率，因而提高了其厌氧消 提高其水解反应速率，因而提高了其厌氧消 化的效果
155.3应用情况 ·①比利时肯特 沼气 大学的 Anode工艺 废水1 ·以厌氧接触法 作为产酸相 排泥出水 以ASB反应 仄鬟接触法——升流式泥两 相厌氧消化工艺流程图 器作为产甲烷 L热交换器;2水解产酸罐;3沉淀分离 相 罐;4产甲烷罐
No. 7 15.5.3 应用情况 • ① 比利时肯特 大学的 Anodex工艺 • 以厌氧接触法 作为产酸相， 以UASB反应 器作为产甲烷 相
②荷兰:淀粉废水 项目φ 沉淀池。产酸相产甲炫相 容积(m2)° 7004 17004 5000 HRT (h)e 3.25 9.54 温度(C) 334 354 H 624 624 7.54 项目 产酸相φ 产甲烷相心 沉淀池进料 进水出水进水。出水 COD,(mng)11010041:0016540104300 TKN(m mol)o 77 74 464 氨氮(mo 47 334 42 硫酸盐(moly 3.34 3.04 307<01 硫化物(mm0)<01 0.14 1.9
No. 8 • ② 荷兰：淀粉废水
③我国首都师范大学:豆制品废 水 HRT出水有机负荷“cOD去除率产气率出水挥发酸沼气中 (h)+ pHo(kgCOD/m d)+ (%)(miim.d)e(mg/M)e CH- (%) 产酸相1847-55844 644 18004 124 产甲烷相13847.0-72 1204 923 59 qUASB)o 全系统。1567037210593252 65
No. 9 ③ 我国首都师范大学：豆制品废 水
④其它 进水 COD+CoD芸除有机负荷处理能力投入运 国家中废水性质规模 率()( ( gCOD/m'. d)4gDd行年份 比利时酶和酒檮心中试7000079~84 144 1801977 德国甜来制糖。[中试000090929 比利时酵母、酒精叫中试中2203067~2 214 1351980 德国柠檬酸中试425470-8015-20120193 比利时亚麻处理…生产性650010085-90 0~12 35041980 德国淀粉、葡萄糖生产性 2000019824中 德国甜菜制糖。生产性 德国甜菜制糖生产性 ++ ++ 3200019824 15000198244
No. 10 ④ 其它