厭氧活性污泥

1、n廢水的厭氧處理主要用于廢水的厭氧處理主要用于高濃度有機(jī)廢水的前處理高濃度有機(jī)廢水的前處理;n一、厭氧法的優(yōu)點(diǎn)一、厭氧法的優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電或作為能源產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電或作為能源n沼氣中的主要成分是甲烷，含量沼氣中的主要成分是甲烷，含量5075%之間，之間，是一種很好的燃料。是一種很好的燃料。以日排以日排COD10t的工廠為的工廠為例，若例，若COD去除率為去除率為80%，甲烷產(chǎn)量為理論的，甲烷產(chǎn)量為理論的80%時，則可日產(chǎn)甲烷時，則可日產(chǎn)甲烷2240m3,其熱值相當(dāng)于其熱值相當(dāng)于3.85t原煤，可發(fā)電原煤，可發(fā)電5400度電。度電。2 2對營養(yǎng)物的需求量少對營養(yǎng)物的需求量少n好氧方法

2、好氧方法BOD：N：P=100：5：1，而厭氧方法為而厭氧方法為（350500）：）：5：1，相比而言對相比而言對N、P的需求要小的的需求要小的多多，因此厭氧處理時可以不添加或少添加營養(yǎng)鹽。，因此厭氧處理時可以不添加或少添加營養(yǎng)鹽。4 4產(chǎn)生的污泥量少，運(yùn)行費(fèi)用低產(chǎn)生的污泥量少，運(yùn)行費(fèi)用低n?n繁殖慢；不需要曝氣繁殖慢；不需要曝氣 n基于這些優(yōu)點(diǎn)，厭氧處理在食品、釀造、制糖等工基于這些優(yōu)點(diǎn)，厭氧處理在食品、釀造、制糖等工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但厭氧處理也存在缺點(diǎn)業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但厭氧處理也存在缺點(diǎn)出水的有機(jī)物濃度高于好氧處理；出水的有機(jī)物濃度高于好氧處理；n發(fā)酵分解有機(jī)物不完全；發(fā)酵分解

3、有機(jī)物不完全；對溫度變化較為敏感；對溫度變化較為敏感；n工業(yè)中需要設(shè)置進(jìn)水的控溫裝置，工業(yè)中需要設(shè)置進(jìn)水的控溫裝置，37。厭氧微生物對有毒物質(zhì)較為敏感；厭氧微生物對有毒物質(zhì)較為敏感；n但經(jīng)過毒物馴化但經(jīng)過毒物馴化處理的厭氧菌對毒物的耐受力常常會極大地提處理的厭氧菌對毒物的耐受力常常會極大地提高。高。n4.4. 初次啟動過程緩慢初次啟動過程緩慢, ,處理時間長處理時間長n好氧處理體系的活性污泥或生物膜通常只需要好氧處理體系的活性污泥或生物膜通常只需要7天天就可以培育就可以培育成功，而厭氧處理體系的活性污泥或生物膜一般需要成功，而厭氧處理體系的活性污泥或生物膜一般需要812周周才才可以培育成功可以

4、培育成功 n5 5處理過程中產(chǎn)生臭氣和有色物質(zhì)處理過程中產(chǎn)生臭氣和有色物質(zhì)n提問：提問：是什么？是什么？n臭氣主要是SRB形成的具有臭味的硫化氫氣體硫化氫氣體以及硫醇硫醇、氨氣、氨氣、有機(jī)酸有機(jī)酸等的臭氣。同時硫化氫還會與水中的鐵離子等金屬離子反應(yīng)形成黑色的硫化物黑色的硫化物沉淀，使處理后的廢水顏色較深，需要添加后處理設(shè)施，進(jìn)一步脫色脫臭。（一）厭氧活性污泥的性質(zhì)和組成（一）厭氧活性污泥的性質(zhì)和組成n由由兼性厭氧菌和專性厭氧菌與廢水中的有機(jī)雜質(zhì)兼性厭氧菌和專性厭氧菌與廢水中的有機(jī)雜質(zhì)形成的污泥顆粒。形成的污泥顆粒。n呈呈灰色灰色至至黑色黑色，n有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉

5、降性能；有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能；n顆粒厭氧活性污泥的直徑在顆粒厭氧活性污泥的直徑在05mm以上。以上。n微生物的組成主要有六種：微生物的組成主要有六種：n由外到內(nèi)由外到內(nèi)水解細(xì)菌水解細(xì)菌、發(fā)酵細(xì)菌發(fā)酵細(xì)菌、氫細(xì)菌和乙酸菌氫細(xì)菌和乙酸菌、甲甲烷菌烷菌 、硫酸鹽還原菌硫酸鹽還原菌、厭氧原生動物厭氧原生動物其中其中產(chǎn)甲烷絲菌產(chǎn)甲烷絲菌是厭氧活性污泥的中心骨架是厭氧活性污泥的中心骨架n復(fù)雜污染物的厭氧降解過程可以分為四個階段復(fù)雜污染物的厭氧降解過程可以分為四個階段水解階段、水解階段、發(fā)發(fā)酵階段（又稱酸化階段）、酵階段（又稱酸化階段）、 產(chǎn)乙酸階段產(chǎn)乙酸階段、產(chǎn)甲烷階產(chǎn)

6、甲烷階段段n框圖表示見下圖框圖表示見下圖 n1水解階段水解階段n在細(xì)菌胞外酶的作用下大分子的有機(jī)物水解為小分子的有機(jī)物在細(xì)菌胞外酶的作用下大分子的有機(jī)物水解為小分子的有機(jī)物n2 2發(fā)酵階段發(fā)酵階段 n梭狀芽孢桿菌梭狀芽孢桿菌、擬桿菌等擬桿菌等酸化細(xì)菌酸化細(xì)菌吸收并轉(zhuǎn)化為更為簡單的化吸收并轉(zhuǎn)化為更為簡單的化合物分泌到細(xì)胞外，產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧合物分泌到細(xì)胞外，產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨等化碳、氫氣、氨等復(fù)雜有機(jī)物復(fù)雜有機(jī)物1 1水解水解 2 2發(fā)酵發(fā)酵3 3產(chǎn)乙酸產(chǎn)乙酸硫酸鹽還原硫酸鹽還原4 4產(chǎn)甲烷產(chǎn)甲烷4 4產(chǎn)甲烷產(chǎn)甲烷硫酸鹽還原n上一階段的產(chǎn)物被進(jìn)

7、一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細(xì)上一階段的產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細(xì)胞物質(zhì)，這一階段的主導(dǎo)細(xì)菌是胞物質(zhì)，這一階段的主導(dǎo)細(xì)菌是乙酸菌乙酸菌。同時水中有硫酸鹽。同時水中有硫酸鹽時，還會有時，還會有硫酸鹽還原菌硫酸鹽還原菌參與產(chǎn)乙酸過程。參與產(chǎn)乙酸過程。n乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇等被甲烷菌利用被轉(zhuǎn)化為甲烷乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇等被甲烷菌利用被轉(zhuǎn)化為甲烷和以及和以及甲烷菌甲烷菌細(xì)胞物質(zhì)。細(xì)胞物質(zhì)。n經(jīng)過這些階段大分子的有機(jī)物就被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳、氫經(jīng)過這些階段大分子的有機(jī)物就被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳、氫氣、硫化氫等小分子物質(zhì)和少量的厭氧污泥。氣、硫化氫等小分子物質(zhì)和少

8、量的厭氧污泥。n其中厭氧活性污泥反應(yīng)器是工藝中的核心其中厭氧活性污泥反應(yīng)器是工藝中的核心廢廢水水調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池?zé)釤峤唤粨Q換器器37厭氧活性厭氧活性污泥反應(yīng)器污泥反應(yīng)器氣柜氣柜沉淀池沉淀池出出水水回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥n主要指主要指厭氧濾器（厭氧濾器（AF）沼氣出水 進(jìn)水n工作原理工作原理n2 2級級( (平流沉淀平流沉淀+ +厭氧污泥消厭氧污泥消化化) )全國各地使用廣泛，為生活污水的預(yù)處理液固分離及厭氧殺寄生蟲及病菌第一代厭氧反應(yīng)器第一代厭氧反應(yīng)器化糞池化糞池n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：污泥量少、污泥量少、易被帶出，靜態(tài)易被帶出，靜態(tài)消化消化 n克服了第一代的缺點(diǎn)，且處理污水(1)(1)UASBU

9、ASB反應(yīng)器反應(yīng)器influentSludge bed污污泥泥沉沉降降沼氣沼氣阻擋阻擋收集收集effluenthttp:/www.fkk.co.jp/e/ourbusiness/water-body2-e.htmlhttp:/ 反應(yīng)器完全混合型EGSB反應(yīng)器厭氧濾池厭氧塘流化床-復(fù)合床n(3)Anaerobic fluidized bed biofilm reactorn厭氧膨脹顆粒污泥床厭氧膨脹顆粒污泥床 內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器 升流式污泥床過濾器升流式污泥床過濾器EGSB IC UBF，不得已時結(jié)合厭氧處理與好氧處理先后不得已時結(jié)合厭氧處理與好氧處理先后處理，處理，現(xiàn)在厭氧反應(yīng)器發(fā)展迅現(xiàn)

10、在厭氧反應(yīng)器發(fā)展迅速逐漸成為水處理的新的主速逐漸成為水處理的新的主力設(shè)備。力設(shè)備。n一級標(biāo)準(zhǔn)一級標(biāo)準(zhǔn)n廢水廢水磷磷含量在含量在005 5mg/Lmg/Ln氨氮氨氮 1515mgmgL L廢廢水水好好氧氧脫脫碳碳缺缺氧氧反反硝硝化化沉淀池沉淀池好好氧氧硝硝化化沉淀池沉淀池1好氧活性污泥回流缺氧活性污泥回流出水出水回流回流n(一一)微生物脫氮工藝微生物脫氮工藝n活性污泥法典型工藝活性污泥法典型工藝A/O工藝（工藝（缺缺氧、好氧工藝）氧、好氧工藝）n缺氧反硝化缺氧反硝化反硝化細(xì)菌（兼性厭氧菌）反硝化細(xì)菌（兼性厭氧菌）NONO3 3- -NN反硝化反硝化還原為還原為NN2 2，溢出水面釋放到溢出水面釋

11、放到大氣大氣原水中原水中BODBOD回流出水中的硝化產(chǎn)物回流出水中的硝化產(chǎn)物n好氧脫碳硝化好氧脫碳硝化n脫碳脫碳氧化去除氧化去除CODn脫碳菌脫碳菌好氧好氧有機(jī)物呼吸有機(jī)物呼吸的細(xì)菌的細(xì)菌，以，以有機(jī)物為碳源有機(jī)物為碳源n硝化菌硝化菌好氧好氧氨鹽呼吸氨鹽呼吸的細(xì)菌的細(xì)菌，以，以碳酸鹽為碳源碳酸鹽為碳源n（NH4+NO2-NO3-)n提問：提問：為什么先脫碳、后脫氮？為什么先脫碳、后脫氮？n硝化菌的碳源是脫碳菌的代謝產(chǎn)物；硝化菌的碳源是脫碳菌的代謝產(chǎn)物；n有機(jī)碳源豐富時，脫碳菌世代周期短生長迅速有機(jī)碳源豐富時，脫碳菌世代周期短生長迅速 ，硝化硝化菌氧利用不足，生長緩慢；菌氧利用不足，生長緩慢；n

12、提問：提問：硝化脫氮時有時需要補(bǔ)堿（硝化脫氮時有時需要補(bǔ)堿（Na2CO3或或NaOH)?n硝化作用消耗堿（硝化作用消耗堿（NH4+、CO3-），），水水pH下降；下降；補(bǔ)充碳補(bǔ)充碳源、升高源、升高pHn提問：提問：硝化菌世代周期長，容易從活性污泥系統(tǒng)中被硝化菌世代周期長，容易從活性污泥系統(tǒng)中被洗掉，如何解決？洗掉，如何解決？n掛生物膜或投加懸浮填料掛生物膜或投加懸浮填料n定期投菌定期投菌好氧好氧脫碳脫碳硝化硝化濾池濾池進(jìn)水進(jìn)水厭氧厭氧反硝反硝化化 濾池濾池 補(bǔ)充反硝化菌的碳源！補(bǔ)充反硝化菌的碳源！利用進(jìn)水中的BODn（BOD：N：P）100：5：1微生物除碳的同時吸收磷元素微生物除碳的同時吸收

13、磷元素用以合成細(xì)胞物質(zhì)和合成用以合成細(xì)胞物質(zhì)和合成ATP等，等，但只去除污水中約但只去除污水中約19左右左右的磷的磷。某些高含磷廢水中殘留的磷還相當(dāng)高，故需用除磷工藝。某些高含磷廢水中殘留的磷還相當(dāng)高，故需用除磷工藝處理。處理。n 1微生物除磷原理微生物除磷原理n依靠依靠聚磷菌聚磷菌（兼性厭氧菌）（兼性厭氧菌）聚磷，再從水中除去這些聚磷，再從水中除去這些細(xì)菌。細(xì)菌。n好氧時好氧時：大量繁殖（大量繁殖（消耗消耗好氧好氧狀態(tài)能源狀態(tài)能源聚聚-羥基丁二酸羥基丁二酸（PHB）， n 逆濃度梯度過量吸磷（逆濃度梯度過量吸磷（貯備貯備厭氧厭氧狀態(tài)能源狀態(tài)能源多聚磷酸鹽多聚磷酸鹽顆粒顆粒(即異染顆粒即異染顆

14、粒) ）；）；n厭厭氧時氧時：正相反正相反不繁殖不繁殖，釋放磷酸鹽釋放磷酸鹽于體外（產(chǎn)生能量供于體外（產(chǎn)生能量供其其儲備儲備消耗消耗好氧好氧狀態(tài)能源狀態(tài)能源PHB）。有有機(jī)機(jī)基基質(zhì)質(zhì) 厭厭氧氧區(qū)區(qū) 好好氧氧區(qū)區(qū) 乙乙酸酸 P 聚磷菌 聚磷菌 O2 聚磷菌 聚磷菌產(chǎn)產(chǎn)酸酸菌菌聚聚PPHBPHB聚聚P聚聚P聚聚P聚聚P聚聚P部分回流部分回流做種做種大部分大部分（P）去除去除n常見的脫磷工藝如下圖所示常見的脫磷工藝如下圖所示進(jìn)進(jìn)水水厭氧放磷好氧聚磷出出水水部分污泥回流接種剩余污剩余污泥處理泥處理沉淀脫磷n由于生物法中的各種微生物生長與水質(zhì)關(guān)系密切，因而必須控制適宜的由于生物法中的各種微生物生長與水質(zhì)關(guān)系密切，因而必須控制適宜的水質(zhì)指標(biāo)以保證微生物能夠正常的生長和工作。水質(zhì)指標(biāo)以保證微生物能夠正常的生長和工作。 好好氧氧生生物物處處理理 厭厭氧氧生生物物處處理理 備備注注