微生物在污水處理中的應用-廢水厭氧生物處理

厭氧生物處理微生物的主要類群及應用主要內容廢水厭氧生物處理的原理的原理廢水厭氧生物處理的影響因素廢水厭氧處理的主要微生物類群內容導入廢水厭氧生物處理是指在無O2條件下通過厭氧微生物(包括兼氧微生物）的作用，將廢水中的各種復雜有機物分解轉化成CH4和CO2等穩(wěn)定物質的過程，也稱為厭氧消化。廢水的厭氧處理主要用于高濃度有機廢水的前處理，成為水處理的重要工藝。廢水厭氧生物處理的原理教學內容

本知識點主要講解廢水厭氧生物處理的原理和厭氧生物處理的主要影響因素。6廢水厭氧生物處理的凈化過程廢水厭氧生物處理的原理復雜污染物的厭氧降解過程可以分為水解發(fā)酵階段、產氫產酸階段、產甲烷階段。1．水解階段在細菌胞外酶的作用下大分子的有機物水解為小分子的有機物。廢水厭氧生物處理的原理2．產氫產酸階段此階段梭狀芽孢桿菌、擬桿菌等酸化細菌吸收遷移階段的代謝產物，并將其轉化為更簡單的化合物分泌到細胞外，此階段的代謝產物主要有：揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨等。廢水厭氧生物處理的原理3.產氫產酸階段

此階段顯著的特征是液態(tài)污泥的pH值迅速下降。污泥中的固態(tài)有機物或污水中的大分子化合物，如淀粉、纖維素、油脂、蛋白質等，在無氧環(huán)境中降解時，轉化為有機酸、醇、醛、水分子等液態(tài)產物和CO2、H2、NH3、H2S等氣體分子，氣體大多溶解在泥液中。轉化產物中以有機酸為主體。低pH值有抑制細菌生長的作用，NH3有中和作用。4．產甲烷階段乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇等被甲烷菌利用。并被進一步轉化為甲烷和甲烷菌細胞物質。經過這些階段，污水中的大分子的有機污染物就被轉化為甲烷、二氧化碳、氫氣、硫化氫等小分子物質和少量的厭氧污泥，泥水分離后，達到凈化水質的目的。復雜有機物(糖類、脂肪、蛋白質)1水解2發(fā)酵簡單的有機物乙酸

H2+CO23產乙酸

CH4+CO2H2S+CO24產甲烷4產甲烷4H2+CO2→CH4＋2H2OCH3COOH→CH4+CO2產甲烷化學過程硫酸鹽還原硫酸鹽還原硫酸鹽還原廢水厭氧生物處理的原理

參與厭氧消化的細菌，酸化階段的統(tǒng)稱產酸或酸化細菌，幾乎包括所有的兼性細菌；產甲烷化階段微生物統(tǒng)稱甲烷菌。厭氧生物處理是一個復雜的微生物化學過程，依靠三大主要類群的細菌，即水解發(fā)酵細菌、產氫產酸細菌和產甲烷細菌的聯(lián)合作用完成。14其中厭氧活性污泥反應器是工藝的核心。廢水調節(jié)池熱交換器↑37℃厭氧活性污泥反應器氣柜沉淀池出水回流污泥剩余污泥厭氧活性污泥處理的工藝流程厭氧生物處理的主要影響因素溫度因素攪拌和混合營養(yǎng)與C/N比有毒物質pH值厭氧生物處理的主要影響因素厭氧消化中的微生物對溫度的變化非常敏感，溫度的突然變化，對沼氣產量有明顯影響，溫度突變超過一定范圍時，則會停止產氣。

根據(jù)采用消化溫度的高低，可以分為常溫消化（10~30℃）、中溫消化（35℃左右）和高溫消化（54℃左右）。1.溫度因素溫度對厭氧消化過程的影響2.營養(yǎng)與C/N比

好氧法一般要求BOD:N:P為l00:5:1，而厭氧法的BOD:N:P為l00:2.5:0.5，對氮、磷缺乏的工業(yè)廢水所需投加的營養(yǎng)鹽量較少。

C/N比過高，碳素多，氮素養(yǎng)料相對缺乏，細菌和其他微生物的生長繁殖受到限制，有機物的分解速度就慢、發(fā)酵過程就長。若C/N比過低，可供消耗的碳素少，氮素養(yǎng)料相對過剩，則容易造成系統(tǒng)中氨氮濃度過高，出現(xiàn)氨中毒。各種廢物的碳氮比（C/N）原料碳氮比原料碳氮比大便(6~10):1廚房垃圾25:1小便0.8:1混合垃圾34:1牛廄肥18:1初沉池污泥5:1鮮馬糞24:1二沉池污泥10:1鮮羊糞29:1鮮豬糞13:13.攪拌和混合

攪拌可使物料分布均勻，增加與微生物的接觸，使消化產物及時分離，提高消化效率、增加產氣量。對消化池進行攪拌，可使池內溫度均勻，加快消化速度，提高產氣量。消化池在不攪拌的情況下，消化料液明顯地分成結殼層、清液層、沉渣層。3.攪拌和混合攪拌方法包括氣體攪拌、機械攪拌、泵循環(huán)等。泵循環(huán)指用泵使沼氣池內的料液循環(huán)流動，以達到攪拌的目的；氣體攪拌，將消化池產生的沼氣，加壓后從池底部沖入，利用產生的氣流，達到攪拌的目的。機械攪拌適合于小的消化池，液攪拌和氣攪拌適合于大、中型的沼氣工程。4.pH值每種微生物可在一定的pH值范圍內活動，產酸細菌對酸堿度不及甲烷細菌敏感，其適宜的pH值范圍較廣，在4.5～8.0之間。產甲烷菌要求環(huán)境介質pH值在中性附近，最適宜pH值為7.0～7.2。

4.pH值在厭氧法處理廢水的應用中，由于產酸和產甲烷大多在同一構筑物內進行，故為了維持平衡，避免過多的酸積累，常保持反應器內的pH值在6.5～7.5(最好在6.8～7.2)的范圍內。

通過學習厭氧生物處理的主要影響因素，我們可以參考這些因素，在廢水處理的工藝參數(shù)控制中，采取調整污水處理系統(tǒng)溫度、C/N比、pH值、充分攪拌混合，控制有毒物進入廢水等措施，是水處理系統(tǒng)穩(wěn)定高效運行。厭氧生物處理的主要影響因素厭氧生物處理微生物主要類群1.厭氧活性污泥的性質由兼性厭氧菌和專性厭氧菌與廢水中的有機雜質形成的呈灰色至黑色的污泥顆粒，稱之為厭氧活性污泥。厭氧活性污泥有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能；顆粒厭氧活性污泥的直徑在0.5mm以上。1、菌種來源：牲畜糞便；生活污水處理廠的濃縮污泥；同類水質處理廠的厭氧污泥。2、馴化與培養(yǎng)：馴化過程與活性污泥法類似，培養(yǎng)進水量由小到大，逐步提高濃度。

成熟的厭氧活性污泥呈顆粒狀，也稱顆粒污泥。由于產甲烷菌生長速度慢，所以顆粒污泥馴化、培養(yǎng)時間較長。2.廢水厭氧處理微生物主要類群廢水厭氧生物處理微生物的組成主要有：水解細菌、發(fā)酵細菌、產氫產乙酸菌、甲烷菌、硫酸鹽還原菌、厭氧原生動物，其中產甲烷菌是厭氧活性污泥的中心骨架。2.廢水厭氧處理微生物主要類群（1）專性厭氧菌微生物專性厭氧微生物是指在無氧條件下才能生長的微生物。這類微生物只有脫氫酶系統(tǒng)、分子氧對它具有致死作用。厭氧微生物在自然界廣泛分布，如產甲烷菌、梭狀芽胞桿菌、脫硫弧菌、熒光假單胞菌等。厭氧微生物在污水處理中日益引起重視。2.廢水厭氧處理微生物主要類群（2）兼性厭氧菌微生物（或兼性好氧菌微生物）兼性厭氧微生物是指既能在有氧條件下生活，又能在無氧條件下生活的微生物。這類微生物具有氧化酶和脫氫酶兩套酶系統(tǒng)。有氧時，氧化酶系統(tǒng)活躍，無氧時，脫氫酶系統(tǒng)工作。2.廢水厭氧處理微生物主要類群

在厭氧廢水處理系統(tǒng)中，除厭氧微生物外，也有兼性厭氧微生物