廢水厭氧生物處理工程

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1、廢水厭氧生物處理工程2.1厭氧生物處理的基本原理2.2厭氧消化池2.3厭氧接觸法2.4厭氧濾池2.5升流式厭氧污泥床2.6厭氧膨脹床和厭氧流化床2.7厭氧生物轉(zhuǎn)盤2.8厭氧擋板反應(yīng)器2.9兩相厭氧消化工藝厭氧生物處理與好氧生物處理的區(qū)別⑴起分解作用的微生物類群不同。⑵對環(huán)境要求不同。⑶好氧處理所需時間比厭氧處理短，沒有臭氣產(chǎn)生。⑷厭氧法的降解不徹底，放熱少，反應(yīng)速度低，處理的有機(jī)物負(fù)荷低。⑸處理對象不同:厭氧生物處理多用于處理沉降的有機(jī)污泥和高濃度的有機(jī)廢水；好氧生物處理則多用于處理有機(jī)污染濃度較低或適中的廢水。2.1厭氧生物處理的基本原理在缺氧條件下利用

2、厭氧微生物(包括兼性厭氧微生物)分解污水中有機(jī)物的方法，也稱厭氧消化法。其代謝產(chǎn)物沼氣主要成分是甲烷，故又稱作沼氣發(fā)酵法或甲烷發(fā)酵法。人工沼氣發(fā)酵研究已有100多年的歷史，從19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，許多國家的微生物學(xué)者對纖維素的發(fā)酵進(jìn)行研究。前蘇聯(lián)微生物學(xué)者奧梅梁斯基發(fā)現(xiàn)奧氏甲烷桿菌，提出沼氣發(fā)酵理論，并為開辟沼氣應(yīng)用的途徑奠定了基礎(chǔ)。⑴厭氧消化的生化階段厭氧生物處理的四階段理論（1967年，Bryant)有機(jī)物質(zhì)Ⅰ發(fā)酵細(xì)菌長鏈脂肪酸、醇類Ⅱ產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌乙酸H2/CO2Ⅲ產(chǎn)甲烷細(xì)菌CH4厭氧生物處理的三階段理論（1979年）第Ⅰ階段——水解產(chǎn)酸階段水解和

3、發(fā)酵性細(xì)菌群將復(fù)雜有機(jī)物轉(zhuǎn)化成有機(jī)酸：纖維素、淀粉等水解為單糖，再酵解為丙酮酸；將蛋白質(zhì)水解為氨基酸，脫氨基成有機(jī)酸和氨；脂類水解為各種低級脂肪酸和醇，例如乙酸、丙酸、丁酸、長鏈脂肪酸、乙醇、二氧化碳、氫、氨和硫化氫等。微生物群落是水解、發(fā)酵性細(xì)菌群，有專性厭氧的:梭菌屬(Clostridium)擬桿菌屬(Bacteriodes)丁酸弧菌屬(Butyrivibrio)真桿菌(Eubacterium)雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)革蘭氏陰性桿菌兼性厭氧的有:鏈球菌腸道菌據(jù)研究，每mL下水污泥中含有水解、發(fā)酵性細(xì)菌108~109個，每克揮發(fā)性固體

4、含1010~1011個，其中蛋白質(zhì)水解菌有107個，纖維素水解菌有105個。第二階段：乙酸和氫氣的產(chǎn)生產(chǎn)氫和產(chǎn)乙酸細(xì)菌群進(jìn)一步把第一階段的產(chǎn)物分解為乙酸和氫氣；將第一階段發(fā)酵的有機(jī)酸、長鏈脂肪酸、芳香族酸及醇等分解為乙酸和氫氣。微生物群落：互營單胞菌屬(Syntrophomonas)、互營桿菌屬(Syntrophobacter)、梭菌屬(Clostridium)、暗桿菌屬(Pelobacter)等。只有少數(shù)被分離出來。第三階段：甲烷的產(chǎn)生微生物：兩組生理不同的專性厭氧的產(chǎn)甲烷菌群一組將H2和CO2合成CH4或CO和H2合成CH4；另一組將乙酸脫羧生成CH4

5、和CO2；或利用甲酸、甲醇、及甲基胺裂解為CH4。有28％的甲烷來自H2的氧化和CO2的還原。72％的甲烷來自乙酸鹽的裂解。由于大部分甲烷和二氧化碳逸出，氨(NH3)以亞硝酸銨(NH4NO2)、碳酸氫銨(NH4HCO3)形式留在污泥中，它們可中和第一階段產(chǎn)生的酸，為產(chǎn)甲烷菌創(chuàng)造了生存所需的弱堿性環(huán)境。氨可被產(chǎn)甲烷菌用作氮源。研究表明：有機(jī)物厭氧分解生成甲烷的過程1)發(fā)酵性細(xì)菌(2)產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌(3)利用H2和CO2產(chǎn)甲烷菌（30%）(4)分解乙酸的產(chǎn)甲烷菌（70%）4H2+C02→CH4＋2H20CH3C00H→CH4+C02產(chǎn)甲烷化學(xué)過程⑵厭氧生物處理

6、中的微生物類型非產(chǎn)甲烷菌發(fā)酵細(xì)菌產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌同型產(chǎn)乙酸菌產(chǎn)甲烷菌（一）發(fā)酵細(xì)菌（產(chǎn)酸細(xì)菌)屬別包括梭菌屬、擬桿菌屬、丁酸弧菌屬、真細(xì)菌屬和雙歧桿菌屬。大多數(shù)為專性厭氧菌，也有大量兼性厭氧菌。功能通過胞外酶將不溶性有機(jī)物水解成可溶性有機(jī)物，再將可溶性的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化成脂肪酸、醇類等。（二）產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌屬別包括互營單胞菌屬、互營桿菌屬、梭菌屬和暗桿菌屬。為絕對厭氧菌或是兼性厭氧菌。功能把各種揮發(fā)性脂肪酸降解為乙酸、H2，反應(yīng)如下：乙醇：CH3CH2OH+H2OCH3COOH+2H2丙酸：CH3CH2COOH+2H2OCH3COOH+3H2+CO2丁酸：C

7、H3CH2CH2COOH+2H2O2CH3COOH+2H2(三）產(chǎn)甲烷細(xì)菌最常見的是：產(chǎn)甲烷桿菌、產(chǎn)甲烷球菌、產(chǎn)甲烷八疊球菌、產(chǎn)甲烷螺菌和產(chǎn)甲烷絲菌等。絕對厭氧菌，在分類學(xué)上屬于古細(xì)菌?？煞譃閮深悾海?）利用乙酸產(chǎn)生甲烷CH3COOHCH4+CO2(2)利用H2和CO2合成CH44H2+CO2CH4+2H2O甲烷細(xì)菌一般性質(zhì)桿狀、球狀、螺旋狀碳源：有機(jī)酸、醇類氮源：NH4+通氣：嚴(yán)格厭氣溫度：多為中溫性酸堿性：中性或微堿性厭氧生物處理微生物群體間的關(guān)系（一）不產(chǎn)甲烷細(xì)菌（包括發(fā)酵細(xì)菌和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌）為產(chǎn)甲烷細(xì)菌提供生長和產(chǎn)甲烷所需要的基質(zhì)。（二）不產(chǎn)甲烷

8、細(xì)菌為產(chǎn)甲烷細(xì)菌創(chuàng)造適宜的氧化還原條件。（三）不產(chǎn)甲烷細(xì)菌為產(chǎn)甲烷