《環(huán)境工程學(xué)》污水的厭氧生物處ppt課件

1、 好氧呼吸、無氧呼吸、發(fā)酵三種呼吸方式，獲得的能量程度不同， 如下表所示。kJ310OH2HNO2ONH2324厭氧呼吸是在無分子氧O2的情況下進(jìn)展的生物氧化。厭氧微生物只需脫氫酶系統(tǒng)，沒有氧化酶系統(tǒng)。在呼吸過程中，底物中的氫被脫氫酶活化，從底物中脫下來的氫經(jīng)輔酶?jìng)魉徒o除氧以外的有機(jī)物或無機(jī)物，使其復(fù)原。厭氧呼吸的受氫體不是分子氧。在厭氧呼吸過程中，底物氧化不徹底，最終產(chǎn)物不是二氧化碳和水，而是一些較原來底物簡(jiǎn)單的化合物。這種化合物還含有相當(dāng)?shù)哪芰?，故釋放能量較少。厭氧呼吸按反響過程中的最終受氫體的不同，可分為發(fā)酵和無氧呼吸。 厭 氧 呼 吸 發(fā)酵 指供氫體和受氫體都參與有機(jī)化合物的生物氧化作

2、用，最終受氫體無需外加，就是供氫體的分解產(chǎn)物有機(jī)物。 這種生物氧化作用不徹底，最終構(gòu)成的復(fù)原性產(chǎn)物，是比原來底物簡(jiǎn)單的有機(jī)物，在反響過程中，釋放的自在能較少，故厭氧微生物在進(jìn)展生命活動(dòng)過程中，為了滿足能量的需求，耗費(fèi)的底物要比好氧微生物的多。 例如，葡萄糖的發(fā)酵過程：總反響式：4HCOCOOH2CHOHC36126CHO2CH2COCOCOOH2CH323OHCH2CHCHO2CH4H23392.0kJ2COOHCH2CHOHC2236126 早期的厭氧生物處置主要面對(duì)的是固態(tài)有機(jī)物包括有機(jī)污泥或糞便等，所以稱為消化。消化過程液化(酸化)污泥的pH迅速下降，大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)酸、醇、

3、醛等液態(tài)產(chǎn)物和CO2、H2、NH3、H2S等氣化(甲烷化)產(chǎn)生消化氣，主體是CH4，以及部分CO2等兩階段兩階段:四階段四階段:大分子有機(jī)物(碳水化合物，蛋白質(zhì)，脂肪等)水解細(xì)菌的胞外酶水解的和溶解的有機(jī)物酸化產(chǎn)酸細(xì)菌有機(jī)酸醇 類醛類等H2，CO2乙酸化乙酸細(xì)菌乙酸甲烷化甲烷細(xì)菌CH4甲烷細(xì)菌CH4大分子有機(jī)物碳水化合物、大分子有機(jī)物碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等蛋白質(zhì)、脂肪等簡(jiǎn)單有機(jī)物單糖、氨基酸等簡(jiǎn)單有機(jī)物單糖、氨基酸等有機(jī)酸丙酸、丁酸、戊酸有機(jī)酸丙酸、丁酸、戊酸等、醇、醛等等、醇、醛等H2/CO2乙酸乙酸水解水解(胞外酶胞外酶)酸化產(chǎn)酸細(xì)菌酸化產(chǎn)酸細(xì)菌乙酸化乙酸細(xì)菌乙酸化乙酸細(xì)菌甲烷化甲烷化

4、甲烷細(xì)菌甲烷細(xì)菌甲烷化甲烷化甲烷細(xì)菌甲烷細(xì)菌厭氧生物處置的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):缺陷缺陷: 普通來說，對(duì)于廢水中有機(jī)物濃度較低、溫度較低、出水水質(zhì)要求較高，并要求去除營(yíng)養(yǎng)物的場(chǎng)所傾向于采用好氧生物處置技術(shù)。而對(duì)于有機(jī)物濃度較高、溫度較高的工業(yè)廢水，厭氧處置能夠更為經(jīng)濟(jì)。 隨著對(duì)厭氧生物處置工藝的進(jìn)一步了解，厭氧處置作為好氧處置的預(yù)處置手段曾經(jīng)成為目前較為廣泛采用的一種方法。厭氧生物處置的微生物 發(fā)酵細(xì)菌群產(chǎn)酸細(xì)菌發(fā)酵細(xì)菌群產(chǎn)酸細(xì)菌 多為兼性厭氧或?qū)Ｐ詤捬跫?xì)菌，主要參與復(fù)雜有機(jī)物的水解，其主要功能是：首先經(jīng)過胞外酶的作用將不溶性有機(jī)物水解成可溶性有機(jī)物；將可溶性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為乙酸、丙酸、丁酸、乳酸等有機(jī)

5、酸及乙醇、CO2、H2等。 研討闡明，該類細(xì)菌對(duì)有機(jī)物的水解比較緩慢，但產(chǎn)酸反響速率較快。厭氧生物處置的微生物 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群 絕對(duì)厭氧或兼性厭氧細(xì)菌，可將前面步驟產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為乙酸、H2/CO2。厭氧生物處置的微生物 產(chǎn)甲烷細(xì)菌產(chǎn)甲烷細(xì)菌影響厭氧生物處置的主要要素1. pH和堿度最正確為7.07.3 厭氧產(chǎn)生有機(jī)酸pH甲烷菌分解有機(jī)酸時(shí)產(chǎn)生的重碳酸鹽不斷添加2. 溫度中溫：3335C高溫：5055C3. 負(fù)荷 厭氧反響池的容積決議于厭氧反響的負(fù)荷率。表達(dá)方式容積負(fù)荷參數(shù)為投配率日進(jìn)入的有機(jī)物量與池子容積之比，在一定程度上反映了污染物在消化池中的停留時(shí)間有機(jī)物負(fù)荷參數(shù)為

6、有機(jī)負(fù)荷率4. 消化池的攪拌 在有機(jī)物的厭氧發(fā)酵過程中，讓反響器中的微生物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(有機(jī)物)攪拌混合，充分接觸，將使得整個(gè)反響器中的物質(zhì)傳送、轉(zhuǎn)化過程加快。5. 有毒有害物質(zhì)作用使池內(nèi)污泥濃度分布均勻，利于微生物生長(zhǎng)繁衍釋放有害氣體使環(huán)境要素在反響器內(nèi)堅(jiān)持均勻 甲烷菌專性厭氧，且處置系統(tǒng)中不能含有濃度過高的SO42-，SO32-。 污水和泥液中的堿度有緩沖作用，假設(shè)有足夠的堿度中和有機(jī)酸，其pH有能夠維持在6.8以上，酸化和甲烷化兩大類細(xì)菌就可以共存，從而消除分階段景象。 厭氧法與好氧法相比，降解較不徹底，放出的熱量少，反響速度低。 主要用于污泥的消化、高濃度有機(jī)廢水和溫度較高的有機(jī)工業(yè)廢水

7、的處置。一、化糞池化糞池例圖 用于處置來自廁所的糞便廢水。曾廣泛用于不設(shè)污水廠的合流制排水系統(tǒng)。還可用于郊區(qū)的別墅式建筑。 缺陷：濾料費(fèi)用較高；濾料易堵塞，尤其是下部，生物膜很厚；堵塞后，沒有簡(jiǎn)單有效的清洗方法。因此，懸浮物高的廢水不適用。 對(duì)于懸浮物較高的有機(jī)廢水，可以采用厭氧接觸法，它實(shí)踐上是厭氧活性污泥法，不需求曝氣而需求脫氣。 良好的厭氧污泥床污泥構(gòu)成顆粒狀，污泥濃度高6080g/l，有機(jī)負(fù)荷率和去除率均較高，不需求攪拌，能順應(yīng)負(fù)荷沖擊和溫度與pH的變化。 UASB是一種有開展出路的厭氧處置設(shè)備。 第一段：水解和液化有機(jī)物為有機(jī)酸；緩沖和稀釋負(fù)荷沖擊與有害物質(zhì)，并將截留難降解的固態(tài)物質(zhì)。普通停留時(shí)間0.81.5天，pH3.64.0。 處置工藝的選擇見表154 消化溫度 采用單級(jí)或兩級(jí)(段)消化tqVVNqVV 產(chǎn)氣量普通可按0.40.5m3/kg(COD)進(jìn)展估算。 包括將廢水提高到池溫所需的熱量和補(bǔ)償池壁、池蓋所散失的熱量。)(12V1ttCqQ 經(jīng)過池壁、池蓋等散失的熱量Q2與池子構(gòu)造和資料有關(guān)，可用下式估算：)(122ttaKQ 有些廢水含有很多復(fù)雜的有機(jī)物，對(duì)于好氧生物處置而言是屬于難生物降解或不能降解的，但這些有機(jī)物往往可以經(jīng)過厭氧菌分解為較小分子的有機(jī)物，而