污水的厌氧生物处理.ppt

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1、精选可编辑精选可编辑ppt1污水的厌氧生物处理污水的厌氧生物处理1 厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理的基本原理2 污水的厌氧生物处理方法污水的厌氧生物处理方法精选可编辑精选可编辑ppt2污水的生化处理法污水的生化处理法按氧的利用方式不同：按氧的利用方式不同： 好氧生物处理好氧生物处理厌氧生物处理厌氧生物处理按微生物在水中的集聚状态按微生物在水中的集聚状态不同：不同： 悬浮生长系统悬浮生长系统固定膜系统固定膜系统精选可编辑精选可编辑ppt3污水生物处理污水生物处理废水浓度废水浓度水力停水力停留留时间时间有机容积负荷有机容积负荷能耗能耗主要副产物主要副产物5-20天3-10小时745kgBOD/

2、BOD/（mm3 3d ）高质燃料高质燃料中、中、 浓度浓度低浓度低浓度高出十倍高出十倍剩余污泥剩余污泥低低0.41.0kgBOD/BOD/（mm3 3d ）BOD:N:P=100:5:1BOD:N:P=200400:5:1营养物需要营养物需要精选可编辑精选可编辑ppt41 1 厌氧生物处理的厌氧生物处理的基本原理基本原理精选可编辑精选可编辑ppt51 1 厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理的基本原理按降解机理分段：按降解机理分段：1.1. 厌氧消化的机理厌氧消化的机理精选可编辑精选可编辑ppt6（2 2）厌氧消化过程）厌氧消化过程1 1 厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理的基本原理酸性发酵阶

3、段酸性发酵阶段甲烷发酵阶段甲烷发酵阶段精选可编辑精选可编辑ppt7复杂有机物复杂有机物碳水化合物，蛋白质，脂类碳水化合物，蛋白质，脂类简单溶解性有机物简单溶解性有机物水解水解发酵发酵脂肪酸、醇类脂肪酸、醇类H2 ，CO2CH3COOH产氢产乙酸菌产氢产乙酸菌同型产乙酸菌同型产乙酸菌 另一组产甲烷菌另一组产甲烷菌CH4+ CO2一组产甲烷菌一组产甲烷菌甲烷产量的甲烷产量的70%甲烷产量的甲烷产量的30%1 1 厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理的基本原理水解发酵阶段水解发酵阶段水解发酵菌主要是水解发酵菌主要是专性厌氧菌和兼性专性厌氧菌和兼性厌氧菌厌氧菌产氢产乙酸阶段产氢产乙酸阶段在产氢产乙酸菌的

4、作在产氢产乙酸菌的作用下用下产甲烷阶段产甲烷阶段两组生理上不同两组生理上不同的产甲烷菌的产甲烷菌按降解机理分段：按降解机理分段： 厌氧消化的三阶段理论厌氧消化的三阶段理论参考教材第参考教材第353页页精选可编辑精选可编辑ppt8単 糖 類 碳 水 化 合 物 蛋 白 质 氨 基 酸 脂 肪 酸 ， 甘 油 甲 醇 脂 甲 酸 甲 酸 H 2 /C O 2 乙 酸 乙 醇 酪 酸 乳 酸 戊 酸 H 2 乙 酸 丙 酸 乙 酸 H 2 /C O 2 C O 2 乙 酸 H 2 /C O 2 加 水 分 解 菌 产 酸 菌 产 乙 酸 产 氢 菌军 甲 烷 生 成 细 菌 C H 4 /C O2

5、厌氧消化的厌氧消化的4 4阶段理论阶段理论精选可编辑精选可编辑ppt91 1 厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理的基本原理按降解机理分段：按降解机理分段：2.2. 厌氧消化的影响因素厌氧消化的影响因素（1）温度）温度 根据甲烷菌对于温度的适应性，根据甲烷菌对于温度的适应性，可分为可分为中温甲烷菌和高温甲烷菌中温甲烷菌和高温甲烷菌两两类。类。中温处理一般为中温处理一般为33-3633-36，高温，高温处理为处理为50-5550-55。两区之间的温度，。两区之间的温度，反应速度反而减退。反应速度反而减退。 工程上的厌氧反应器有工程上的厌氧反应器有常温、常温、中温、高温中温、高温三种方式，分别称为三

6、种方式，分别称为常常温消化、中温消化和高温消化温消化、中温消化和高温消化。 厌氧发酵对温度突变比较敏感，厌氧发酵对温度突变比较敏感，一般允许范围为一般允许范围为1.5-2.0。突然突然的温度变化会抑制消化速率，可使的温度变化会抑制消化速率，可使甲烷化严重受阻。甲烷化严重受阻。 由于产甲烷菌在厌氧处理的各个阶段中，对环境的影响最敏感，由于产甲烷菌在厌氧处理的各个阶段中，对环境的影响最敏感，世代时间相对较长，甲烷化反应速度较慢，常作为厌氧消化过程的世代时间相对较长，甲烷化反应速度较慢，常作为厌氧消化过程的控制阶段，控制阶段，反应条件应重点满足甲烷菌的环境要求反应条件应重点满足甲烷菌的环境要求。参考

7、教材第参考教材第357页页精选可编辑精选可编辑ppt101 1 厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理的基本原理按降解机理分段：按降解机理分段：2.2. 厌氧消化的影响因素厌氧消化的影响因素（2）pH及碱度及碱度 产甲烷菌适宜的产甲烷菌适宜的pH值为值为7.0左右，大体在左右，大体在 6.5-7.5 之间。之间。 在消化系统中，如果水解发酵阶段与产酸阶段的反应速率超过在消化系统中，如果水解发酵阶段与产酸阶段的反应速率超过产甲烷阶段，则产甲烷阶段，则pH会降低，影响甲烷菌的生活环境。会降低，影响甲烷菌的生活环境。 反应器的反应器的pH值过低，常表现为挥发酸浓度过高；值过低，常表现为挥发酸浓度过高；p

8、H值过高，值过高，常见于常见于NH4+浓度过高。浓度过高。 消化系统中，消化液有一定的缓冲作用，缓冲剂是有机物分解消化系统中，消化液有一定的缓冲作用，缓冲剂是有机物分解过程中产生的，即消化液中的过程中产生的，即消化液中的CO2（碳酸）及（碳酸）及NH3（以（以NH3和和NH4+的形式存在）。重碳酸盐（的形式存在）。重碳酸盐（HCO3-）与碳酸）与碳酸H2CO3组成缓冲溶液。组成缓冲溶液。323COHHCOH43NHNHH精选可编辑精选可编辑ppt111 1 厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理的基本原理按降解机理分段：按降解机理分段：2.2. 厌氧消化的影响因素厌氧消化的影响因素（3）氧化还原电

9、位（）氧化还原电位（ORP） 氧化还原电位是指一个体系中氧化剂和还原剂的相对强度，表示氧化还原电位是指一个体系中氧化剂和还原剂的相对强度，表示溶液的氧化或还原反应的能力，以伏特或毫伏来计量。溶液的氧化或还原反应的能力，以伏特或毫伏来计量。 甲烷菌对氧化还原电位的要求一般为甲烷菌对氧化还原电位的要求一般为-330mV以下，但这个氧化还以下，但这个氧化还原电位通常是指常温条件的数值。可用于常温或中温反应器的设计与原电位通常是指常温条件的数值。可用于常温或中温反应器的设计与运行管理指标。但是在高温反应器中适宜的氧化还原电位要低得多，运行管理指标。但是在高温反应器中适宜的氧化还原电位要低得多，一般应低

10、于一般应低于-500mV。 一般情况下，氧的溶入是引起发酵系统的氧化还原电位升高的主一般情况下，氧的溶入是引起发酵系统的氧化还原电位升高的主要和直接原因。但应注意，氧化剂或氧化物质的存在，同样可使氧化要和直接原因。但应注意，氧化剂或氧化物质的存在，同样可使氧化还原电位升高。如还原电位升高。如NO3-、SO42-、CrO72-、Fe3+等。等。精选可编辑精选可编辑ppt121 1 厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理的基本原理按降解机理分段：按降解机理分段：2.2. 厌氧消化的影响因素厌氧消化的影响因素（4）营养比）营养比 一般工程上主要控制进料的碳、氮、磷的比例，其它元素不加一般工程上主要控制进

11、料的碳、氮、磷的比例，其它元素不加以控制。一般认为，厌氧法中的碳、氮、磷的比例应控制在以控制。一般认为，厌氧法中的碳、氮、磷的比例应控制在200-400：5：1为宜（好氧法中为宜（好氧法中BOD5：N：P=100：5：1）。其中以碳氮比的）。其中以碳氮比的控制较为重要。控制较为重要。 碳氮比过高，碳氮比过高，不仅厌氧菌增值缓慢，而且消化液的缓冲能力较不仅厌氧菌增值缓慢，而且消化液的缓冲能力较低，低，在有机负荷较高等情况下，在有机负荷较高等情况下，pH容易下降容易下降。相反，若氮源过多，。相反，若氮源过多，即即碳氮比太低，氨化和反硝化过程将产生大量的氨，使碳氮比太低，氨化和反硝化过程将产生大量的

12、氨，使pH值升高。值升高。当当pH值升高到值升高到7.9以上时，会抑制产甲烷菌的活性以上时，会抑制产甲烷菌的活性，使消化效率降，使消化效率降低。低。 精选可编辑精选可编辑ppt131 1 厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理的基本原理按降解机理分段：按降解机理分段：2.2. 厌氧消化的影响因素厌氧消化的影响因素（5）有机负荷）有机负荷 在厌氧法中，有机负荷通常是指在厌氧法中，有机负荷通常是指容积有机负荷容积有机负荷，简称容积负荷，简称容积负荷，即消化器单位有效容积每天接受的有机物量即消化器单位有效容积每天接受的有机物量kgCOD/m3d。此外也。此外也有用有用污泥负荷污泥负荷表达的，即表达的，即

13、kgCOD/kgVSS d。 厌氧消化过程中，产酸阶段反应速率比产甲烷阶段反应速率快厌氧消化过程中，产酸阶段反应速率比产甲烷阶段反应速率快得多，得多，必须十分谨慎的选择有机负荷必须十分谨慎的选择有机负荷，使挥发性脂肪酸的生成和消，使挥发性脂肪酸的生成和消耗不致失调，形成挥发酸的积累。为保持系统的平衡，有机负荷不耗不致失调，形成挥发酸的积累。为保持系统的平衡，有机负荷不能过高。能过高。 厌氧生物处理可采用比好氧生物处理高得多的有机负荷，一般厌氧生物处理可采用比好氧生物处理高得多的有机负荷，一般厌氧法为厌氧法为745 kgBOD/m3 d，好氧法为，好氧法为0.41.0 kgBOD/m3 d 。精

14、选可编辑精选可编辑ppt141 1 厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理的基本原理按降解机理分段：按降解机理分段：2.2. 厌氧消化的影响因素厌氧消化的影响因素（6）搅拌和混合）搅拌和混合 混合搅拌是提高消化效率的工艺条件之一。没有搅拌的厌氧消混合搅拌是提高消化效率的工艺条件之一。没有搅拌的厌氧消化器内，常有料液分层现象。化器内，常有料液分层现象。搅拌可消除分层搅拌可消除分层，促进基质与微生物，促进基质与微生物间的传质速度和甲烷、二氧化碳等产物的逸出速度。间的传质速度和甲烷、二氧化碳等产物的逸出速度。 搅拌的方法一般有：泵加水射器搅拌法；消化气循环搅拌法和搅拌的方法一般有：泵加水射器搅拌法；消化

15、气循环搅拌法和混合搅拌法等。混合搅拌法等。 精选可编辑精选可编辑ppt151 1 厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理的基本原理按降解机理分段：按降解机理分段：2.2. 厌氧消化的影响因素厌氧消化的影响因素（7）有毒物质）有毒物质 重金属重金属 重金属离子对甲烷消化的抑制作用有重金属离子对甲烷消化的抑制作用有两个方面两个方面：与酶结合，产：与酶结合，产生变性物质，使酶的作用消失；某些重金属离子及其氢氧化物的絮生变性物质，使酶的作用消失；某些重金属离子及其氢氧化物的絮凝作用，使酶沉淀。凝作用，使酶沉淀。 阴离子的毒害作用阴离子的毒害作用 主要是指硫化物。主要是指硫化物。 硫酸盐浓度超过硫酸盐浓度超

16、过5000mg/L，即有抑制作用。，即有抑制作用。 硫过多，消化液中过多的硫过多，消化液中过多的H2S将释放出进入消化气中，降低消将释放出进入消化气中，降低消化气质量并腐蚀管道。化气质量并腐蚀管道。 氨的毒害作用氨的毒害作用 当当NH4+浓度超过浓度超过150mg/L时，消化受到抑制。时，消化受到抑制。 氧氧 氧对甲烷菌的毒害可分为两个阶段，即抑菌阶段和杀菌阶段。氧对甲烷菌的毒害可分为两个阶段，即抑菌阶段和杀菌阶段。 精选可编辑精选可编辑ppt162 2 污水的厌氧生物污水的厌氧生物处理方法处理方法精选可编辑精选可编辑ppt17 一般地，可用一般地，可用BOD5/COD值作为值作为有机物有机物生物降解性的评价指标：生物降解性的评价指标： BOD5/COD0.40时为易生物降解；时为易生物降解； BOD5/COD0.30 时为可生物降解；时为可生物降解； BOD5/COD0.30 时为较难生物降解；时为较难生物降解； BOD5/COD0.20时为不宜生物降解。时为不宜生物降解。精选可编辑精选可编辑ppt182 2 污水的厌氧生物处理方法污水的厌氧生物处理方法按降解机理分段：按降解机理分段