厌氧生物处理的影响因素+-+三、厌氧生物处理的影响因素.doc

厌氧生物处理的影响因素-三、厌氧生物处理的影响因素三、厌氧生物处理的影响因素——产甲烷反应是厌氧消化过程的控制阶段,因此,一般来说,在讨论厌氧生物处理的影响因素时主要讨论影响产甲烷菌的各项因素;——主要因素有:温度、pH值、氧化还原电位、营养物质、F/M比、有毒物质等。1、温度:,温度对厌氧微生物的影响尤为显著:,厌氧细菌可分为嗜热菌(或高温菌)、嗜温菌(中温菌);相应地,厌氧消化分为:高温消化(55:C左右)和中温消化(35:C左右);,~,产气率也较高,但气体中甲烷含量较低;,当处理含有病原菌和寄生虫卵的废水或污泥时,高温消化可取得较好的卫生效果,消化后污泥的脱水性能也较好;,随着新型厌氧反应器的开发研究和应用,温度对厌氧消化的影响不再非常重要(新型反应器内的生物量很大),因此可以在常温条件下(20~25:C)进行,以节省能量和运行费用。2、pH值和碱度:,pH值是厌氧消化过程中的最重要的影响因素;,重要原因:产甲烷菌对pH值的变化非常敏感,一般认为,~,在<>,产甲烷菌会受到严重抑制,而进一步导致整个厌氧消化过程的恶化;,厌氧体系中的pH值受多种因素的影响:进水pH值、进水水质(有机物浓度、有机物种类等)、生化反应、酸碱平衡、气固液相间的溶解平衡等;,厌氧体系是一个pH值的缓冲体系,主要由碳酸盐体系所控制;,一般来说:系统中脂肪酸含量的增加(累积),将消耗`HCO_3^-`,使pH下降;但产甲烷菌的作用不但可以消耗脂肪酸,而且还会产生`HCO_3^-`,使系统的pH值回升。碱度曾一度在厌氧消化中被认为是一个至关重要的影响因素,但实际上其作用主要是保证厌氧体系,具有一定的缓冲能力,维持合适的pH值;,厌氧体系一旦发生酸化,则需要很长的时间才能恢复。3、氧化还原电位:,严格的厌氧环境是产甲烷菌进行正常生理活动的基本条件;,非产甲烷菌可以在氧化还原电位为+100~-100mv的环境正常生长和活动;,产甲烷菌的最适氧化还原电位为-150~-400mv,在培养产甲烷菌的初期,氧化还原电位不能高于-330mv;4、营养要求:,厌氧微生物对N、P等营养物质的要求略低于好氧微生物,其要求COD:N:P=200:5:1;多数厌氧菌不具有合成某些必要的维生素或氨基酸的功能,所以有时需要投加:?K、Na、Ca等金属盐类;?微量元素Ni、Co、Mo、Fe等;?有机微量物质:酵母浸出膏、生物素、维生素等。5、F/M比:3,厌氧生物处理的有机物负荷较好氧生物处理更高,一般可达5~10kgCOD/,甚至可达50~803kgCOD/;——无传氧的限制;——可以积聚更高的生物量。,产酸阶段的反应速率远高于产甲烷阶段,因此必须十分谨慎地选择有机负荷;,高的有机容积负荷的前提是高的生物量,而相应较低的污泥负荷;高的有机容积负荷可以缩短HRT,减少反应器容积。,6、有毒物质:——常见的抑制性物质有:硫化物、氨氮、重金属、***化物及某些有机物;?硫化物和硫酸盐:,硫酸盐和其它硫的氧化物很容易在厌氧消化过程中被还原成硫化物;,可溶的硫化物达到一定浓度时,会对厌氧消化过程主要是产甲烷过程产生抑制作用;2-,投加某些金属如F可以去除S,或从系统中吹脱HS可以减轻硫化物的抑制作用。e2?氨氮:,氨氮是厌氧消化的缓冲剂;,但浓度过高,则会对厌氧消化过程产生毒害作用;,抑制浓度为50~200mg/l,但驯化后,适应能力回得到加强。?重金属:——使厌氧细菌的酶系统受到破坏。?***化物:?有毒有机物:四、厌氧消化过程中沼气产量的估算,糖类、脂类和蛋白质等有机物经过厌氧消化能转化为甲烷和CO等气体,这样的混合气体统称为沼2气(Biogas);`V=G_s/L_v`产生沼气的数量和成分取决于被消化的有机物的化学组成,一般可以用下式进行估算:,`C_nH_aO_b+(n–a/4–b/2)H_2O?(n/2–a/8+b/4)CO_2+(n/2+a/8–b/4)CH_4`,理论上认为,,;图3,沼气中CO和CH的百分含量不仅与有机物的化学组成有关,还与其各自的溶解度有关;24,由于一部分沼气(特别是其中的CO)会溶于出水中,同时,一部分有机物还会被用于微生物的合2成,所以实际产气量要比理论产气量小。3(2厌氧生物处理工艺3(2(1早期的厌氧生物反应器——厌氧消化应用于废水处理的初级阶段,是从1881年法国Mouras设计的自动净化器开始到本世纪的20——1905年,年代;德国的Imhoff池——1881年法国Mouras的自动净化器:(又称隐化池、双层沉——1891年英国Moncriff的装有填