第7章厌氧生物处理工艺.ppt

第7章:  废水厌氧生物处理
厌氧生物处理的基本原理
(Fundamental of anaerobic biological treatment)
厌氧生物处理工艺的发展
(Development of Anaerobic Treatment Process)
现代高速厌氧生物反应器
(High Rate Anaerobic Treatment Process)
厌氧生物处理法的设计计算
(Design of Anaerobic Wastewater Treatment Process)
15 废水厌氧生物处理Anaerobic wastewater biological treatment
主要内容(outline)
(1) 概述(overview)
早期被称为厌氧消化(Anaerobic Digestion)、厌氧发酵(Anaerobic Fermentation)。
实际上,是指在厌氧条件下由多种(厌氧及兼性厌氧anaerobic microbes & facultative anaerobe)微生物的共同作用下,使有机物分解并产生CH4和CO2的过程。
15 废水厌氧生物处理Anaerobic wastewater biological treatment
厌氧生物处理的基本原理(Fundamental of anaerobic biological treatment)
厌氧微生物的增殖速率低(lower biomass yield):
——~,
——,
好氧微生物的产率系数y约为0. 5~。
厌氧生物处理的基本原理Fundamental of Anaerobic Wastewater Biological Treatment
(3) 厌氧消化的机理Biological principle of anaerobic digestion
①两阶段理论(Two-stage theory )
②三阶段理论(Three-stage theory)
③四类群理论(Four Microbial group theory)
厌氧生物处理的基本原理Fundamental of Anaerobic Wastewater Biological Treatment
产甲烷阶段(Methanogenesis) ,又称碱性发酵阶段;
产甲烷菌利用前一阶段的产物,并将其转化为CH4和CO2;
主要参与微生物统称为产甲烷细菌(Methanogens) ;
其特点有:1)生长慢;2)对环境条件(温度、pH、抑制物等)非常敏感。
发酵阶段(Fermentation),又称产酸阶段;
主要功能:水解和酸化(hydrolytic acidification),
主要产物:脂肪酸、醇类、CO2和H2等;
主要的微生物:统称为发酵细菌或产酸细菌;
主要特点有:1)生长快,2)适应性(温度、pH等)强。
厌氧生物处理的基本原理Fundamental of Anaerobic Wastewater Biological Treatment
两阶段理论(two-stage theory )
三阶段理论(three-stage theory)
两阶段理论的问题:
l研究表明,产甲烷菌只能利用一些简单有机物如甲酸、乙酸、甲醇、******类以及H2/CO2等,而不能利用含两个碳以上的脂肪酸和甲醇以外的醇类;
l70年代,Bryant发现原来认为是一种被称为“奥氏产甲烷菌”的细菌,实际上是由两种细菌共同组成的,一种细菌首先把乙醇氧化为乙酸和H2,另一种细菌利用H2和CO2产生CH4;
l因而,提出了“三阶段理论”
厌氧生物处理的基本原理Fundamental of Anaerobic Wastewater Biological Treatment
Anaerobic Biodegradation
Polymers
(proteins, harides)
Monomers
(sugars, amino acids, peptides)
butyrate
propionate
H2 + CO2
acetate
CH4 + CO2
1
1
1
1
2
2
2
3
3
4
4
4
Hydrolytic enzymes
Fermentative bacteria
Syntrophic acetogenic bacteria
Homoacetoge