第7章 污水的厌氧生物处理.ppt

水污染控制工程
第7章污水的厌氧生物处理
内蒙古科技大学环境工程教研室
目录
概述
原理
主要构筑物及工艺
厌氧生物处理法的设计
厌氧生物处理——概述
厌氧污水污泥处理技术的发展
1860年法国的Muras将简易沉淀池改为污泥处理构筑物;
1895年英国Cameron进一步改进为腐化池;
1903年英国的Travis首先建成了双层沉淀池;
1906年德国的Imhoff发明Imhoff双层沉淀池;
1912年英国的伯明翰市建了第一个消化池;
1920年英国Watson建成最早二级消化池,同时利用了沼气;
1925-1926年在德国、美国相继建成较标准的消化池。
厌氧生物处理法或厌氧消化法:在断绝与空气接触的条件下,依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用,对有机物进行生物降解的过程。
厌氧生物处理法的处理对象是:高浓度有机工业废水、城镇污水的污泥、动植物残体及粪便等。
图15-1 厌氧发酵的几个阶段
厌氧生物处理——概述
厌氧生物处理的方法和基本功能有二:
(1)酸发酵的目的是为进一步进行生物处理提供易生物降解的基质;
(2)甲烷发酵的目的是进一步降解有机物和生产气体燃料。
完全的厌氧生物处理工艺因兼有降解有机物和生产气体燃料的双重功能,因而得到了广泛的发展和应用。
厌氧生物处理——原理
一、厌氧消化的生化阶段
复杂有机物的厌氧消化过程要经历数个阶段,由不同的细菌群接替完成。根据复杂有机物在此过程中的物态及物性变化,可分三个阶段(表15-1)。
厌氧生物处理——原理
表15-1 有机物厌氧消化过程
生化阶段
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
物态变化
液化(水解)
酸化(1)
酸化(2)
气化
生化过程
大分子不溶态有机物转化为小分子溶解态有机物
小分子溶解态有机物转化为(H2+CO2)及A、B两类产物
B类产物转化为(H2+CO2)及乙酸等
CH4、CO2等
菌群
发酵细菌
产氢产乙酸细菌
甲烷细菌
发酵工艺
甲烷发酵
酸发酵
——
厌氧生物处理——原理
二、发酵的控制条件
(以下重点讨论甲烷发酵的控制条件。)
(一)营养与环境条件
废水、污泥及废料中的有机物种类繁多,只要未达到抑制浓度,都可连续进行厌氧生物处理。对生物可降解性有机物的浓度并无严格限制,但若浓度太低,比耗热量高,经济上不合算;水力停留时间短,生物污泥易流失,难以实现稳定的运行。一般要求COD大于1000mg/L。
COD∶N∶P=200∶5∶1
厌氧生物处理——原理
(1)氧化还原电位(ORP或Eh)
厌氧环境是厌氧消化过程赖以正常进行的最重要的条件。厌氧环境,主要以体系中的氧化还原电位来反映。
一般情况下,氧的溶入无疑是引起发酵系统的氧化还原电位升高的最主要和最直接的原因。但是,除氧以外,其它一些氧化剂或氧化态物质的存在(如某些工业废水中含有的Fe3+、Cr2O72-、NO3-、SO42-以及酸性废水中的H+等),同样能使体系中的氧化还原电位升高。当其浓度达到一定程度时,同样会危害厌氧消化过程的进行。
厌氧生物处理——原理
高温厌氧消化系统适宜的氧化还原电位为-500~-600mV;
中温厌氧消化系统及浮动温度厌氧消化系统要求的氧化还原电位应低于-300~-380mV。
产酸细菌对氧化还原电位的要求不甚严格,甚至可在+100~-100mV的兼性条件下生长繁殖;
甲烷细菌最适宜的氧化还原电位为-350mV或更低。