廢水厭氧生物處理原理與工藝

《廢水厭氧生物處理原理與工藝》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。

1、廢水厭氧生物處理厭氧生物處理廢水厭氧處理內(nèi)容概要:1.厭氧生物處理概述2.厭氧工藝流程3．厭氧生物處理反應(yīng)器第一節(jié)廢水厭氧生物處理概述厭氧生物處理1．厭氧生物處理概述19世紀(jì)末－20世紀(jì)初：廢水和糞便處理,反應(yīng)時(shí)間長,出水水質(zhì)差;1860年法國人Mouras把簡易沉淀池改進(jìn)作為污水污泥處理構(gòu)筑物使用，1881年法國雜志將Mouras創(chuàng)造的稱為自動(dòng)凈化器(AutomaticScasenger)。1895年英國Donald設(shè)計(jì)了厭氧化糞池。厭氧化糞池的創(chuàng)建，是厭氧處理工藝發(fā)展史上的里程碑。從此，廁所等家庭用

2、生活污水可通過化糞池得到較好的處理。1903年英國出現(xiàn)了Travis池。廢水從一端流入，從另一端流出，兩側(cè)沉淀區(qū)分離出的污泥，在池中間的中下部分消化，產(chǎn)生的沼氣從中間上部分排出，不會影響兩側(cè)的沉淀區(qū)。1905年德國人Imhoff對Travis池作了改進(jìn)，設(shè)計(jì)了Imhoff池，又稱隱化池，我國也稱雙層沉淀池。這種池型構(gòu)造把污水的沉淀與污泥的消化完全分開，彼此不發(fā)生干擾。這種裝置在本世紀(jì)20年代被廣泛應(yīng)用與歐美各國。化糞池和雙層沉淀池至今在排水工程中仍占有重要地位。厭氧生物處理中期--被好氧工藝取代,在污泥

3、處理方面有應(yīng)用,污泥的厭氧消化;普通消化池是這時(shí)期的主要反應(yīng)器。70年代后--重新發(fā)展,環(huán)境問題和能源危機(jī),開發(fā)了新的厭氧生物處理反應(yīng)器.以UASB,厭氧接觸工藝為代表的多種工藝，均實(shí)現(xiàn)高的污泥濃度高的負(fù)荷，得到廣泛應(yīng)用。應(yīng)用現(xiàn)狀:(A).廢水處理,高濃度和高溫度廢水;(B).污泥處理和城市垃圾處理;(C).生物質(zhì)的資源化和能源化應(yīng)用.厭氧生物處理WaterPollutionControlEngineering厭氧生物處理1.1厭氧生物處理的原理(1).復(fù)雜有機(jī)物的厭氧生物處理：(A).水解.在細(xì)胞外酶

4、作用下,將大分子有機(jī)物水解為小分子溶解性有機(jī)物,如多糖-單糖，脂肪-脂肪酸甘油,蛋白質(zhì)-氨基酸,小分子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi).難降解或高分子的有機(jī)物水解過程較慢,或可能成為速率限制步驟,顆粒有機(jī)物的大小,溫度,pH,有機(jī)物組成成分,氨濃度,水力停留時(shí)間等影響水解速率.厭氧生物處理水解可以部分實(shí)現(xiàn)對難生物降解有機(jī)物的分解,促進(jìn)后續(xù)處理過程的生物有效性,故對難降解廢水可以預(yù)置厭氧反應(yīng)器.WaterPollutionControlEngineering溫度(℃)停留時(shí)間d脂肪纖維素蛋白質(zhì)15601560156015000

5、.030.0180.020.01250.090.030.270.160.030.01350.110.040.620.210.030.01溫度,停留時(shí)間對水解速率常數(shù)Kh的影響厭氧生物處理(B)．酸化.產(chǎn)酸細(xì)菌酸化,將溶解性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸和醇為主要產(chǎn)物的過程,主要生成有機(jī)酸(甲酸,乙酸,丙酸,丁酸等)、醇(乙醇),H2,CO2,NH3,N2,H2S等；酸化過程速率較快,產(chǎn)物對產(chǎn)甲烷過程影響較大,酸化過程產(chǎn)物與厭氧的條件,底物種類和微生物組成有關(guān)系,主要有三類:丙酸型,丁酸型和乙醇型.人們常常將不

6、完全厭氧處理過程稱為水解酸化.厭氧生物處理(C)．產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸.水解酸化產(chǎn)物(主要是2個(gè)C以上的有機(jī)酸,不包括乙酸)在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌作用下生成氫,乙酸和CO2；主要反應(yīng):(醇和高級脂肪酸反應(yīng)生成乙酸)CH3CH2OH+H2O=CH3COO-+H++2H2CH3CH2COO-+H2O=CH3COO-+H++HCO3-+3H2丁酸,丙酸等轉(zhuǎn)化為乙酸的過程由于標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能為正值,只有反應(yīng)產(chǎn)物H+和H2的濃度低反應(yīng)可以進(jìn)行.WaterPollutionControlEngineering厭氧生物處理(D)．產(chǎn)

7、甲烷.主要在兩類不同的甲烷細(xì)菌下產(chǎn)生CH4,是嚴(yán)格厭氧過程.乙酸脫羧:2CH3COOH＝2CH4+2CO2氫還原CO2:4H2+CO2＝CH4+2H2O3H2+CO＝CH4+H2O2H2O+4CO＝CH4+3CO2此外還有利用醇還原CO2得到甲烷和有機(jī)酸等途徑.厭氧生物處理厭氧生物處理的原理和過程示意:WaterPollutionControlEngineering復(fù)雜有機(jī)物揮發(fā)酸醇CO2+H2乙酸CH4水解酸化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸產(chǎn)甲烷5%20%28%72%簡單有機(jī)物10%13%35%17%30%厭氧生物處理(

8、2).其他厭氧生物處理A.硫酸鹽還原:化能異氧型的硫酸鹽還原細(xì)菌(SRB,SulfateReducingBacteria)利用廢水的有機(jī)物作為電子供體,將氧化態(tài)硫化合物(SO42-,SO32-等)還原為低價(jià)態(tài)硫化合物(HS-,H2S,S2-等)的過程。低濃度硫化合物由于存在對H2的利用,對厭氧處理有機(jī)物一定程度是促進(jìn)的;但較高濃度的硫酸鹽會嚴(yán)重抑制有機(jī)物的厭氧生物降解過程(競爭底物對產(chǎn)甲烷菌不利;產(chǎn)生的H2S對微生物不利)。厭氧生物處理B.