厭氧生物處理技術(shù)

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1、厭氧生物處理技術(shù)厭氧生物處理技術(shù)是在厭氧條件下，兼性厭氧和厭氧微生物群體將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳的過程，乂稱為厭氧消化。在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，厭氧消化在理論、技術(shù)和應(yīng)用上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于好氧生物處理的發(fā)展。20世紀(jì)60年代以來，世界能源短缺問題口益突出，這促使人們對■厭氧消化工藝進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)，對處理工藝和反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及甲烷冋收進(jìn)行了大量研究，使得厭氧消化技術(shù)的理論和實(shí)踐都有了很大進(jìn)步，并得到廣泛應(yīng)用。厭氧消化具有下列優(yōu)點(diǎn)：無需攪拌和供氧，動(dòng)力消耗少；能產(chǎn)生大量含甲烷的沼氣，是很好的能源物質(zhì)，可用于發(fā)電和家庭燃?xì)?；可高濃度進(jìn)水，保持高污泥濃度，所以其溶劑冇機(jī)負(fù)荷達(dá)到

2、國家標(biāo)準(zhǔn)仍需要進(jìn)一步處理；初次啟動(dòng)吋間長；對溫度要求較高；對毒物影響較敏感；遭破壞后，恢復(fù)期較長。污水厭氧生物處理工藝按微生物的凝聚形態(tài)可分為厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法。厭氧活性污泥法包括普通消化池、厭氧接觸消化池、升流式厭氧污泥床(upflowanaerobicsludgeblanket,UASB)、厭氧顆粒污泥膨脹床(EGSB)等；厭氧生物膜法包括厭氧生物濾池、厭氧流化床和厭氧生物轉(zhuǎn)盤。厭氧生物處理技術(shù)的機(jī)理研究一、概述厭氧生物處理技術(shù)在水處理行業(yè)中一直都受到環(huán)保工作者們的青睞，由于其具有良好的去除效果，更高的反應(yīng)速率和對毒性物質(zhì)更好的適應(yīng)，更重耍的是由于其相對

3、好氧生物處理廢水來說不需要為氧的傳遞提供大量的能耗，使得厭氧生物處理在水處理行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。但由于總體反應(yīng)式基于莫諾方程的厭氧處理受到低濃度廢水Ks的限制，所以厭氧在處理低濃度廢水方面沒有太大的空間，可最近的一些報(bào)道和試驗(yàn)表明，厭氧如果捉供合適的外部條件，在處理低濃度廢水方而仍然有非常高的處理效果。我們可以根據(jù)厭氧反應(yīng)的原理加以動(dòng)力學(xué)方程推導(dǎo)出厭氧生物處理低濃度廢水尤其在處理生活污水方面的合適條件。二、厭氧反應(yīng)四個(gè)階段一般來說，廢水中復(fù)雜有機(jī)物物料比較多，通過厭氧分解分四個(gè)階段加以降解：（1）水解階段：高分了有機(jī)物由于其大分了體積，不能直接通過厭氧菌的細(xì)胞壁，需要

4、在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機(jī)物質(zhì)比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋口質(zhì)被分解成短肽和氨基酸。分解后的這些小分子能夠通過細(xì)胞壁進(jìn)入到細(xì)胞的體內(nèi)進(jìn)行下一步的分解。（2）酸化階段：上述的小分了有機(jī)物進(jìn)入到細(xì)胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡單的化合物并被分配到細(xì)胞外，這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸（VFA）,同吋還有部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產(chǎn)物產(chǎn)生。（3）產(chǎn)乙酸階段：在此階段，上一步的產(chǎn)物進(jìn)一步被轉(zhuǎn)化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細(xì)胞物質(zhì)。（4）產(chǎn)甲烷階段：在這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉(zhuǎn)

5、化成甲烷、二氧化碳和新的細(xì)胞物質(zhì)。這一階段也是整個(gè)厭氧過程最為重要的階段和整個(gè)厭氧反應(yīng)過程的限速階段。再上述四個(gè)階段中，有人認(rèn)為第二個(gè)階段和第三個(gè)階段可以分為一個(gè)階段，在這兩個(gè)階段的反應(yīng)是在同一類細(xì)菌體類完成的。前三個(gè)階段的反應(yīng)速度很快，如果用莫諾方程來模擬前三個(gè)階段的反應(yīng)速率的話，Ks（半速率常數(shù)）可以在50mg/l以下，□可以達(dá)到5KgC0D/KgMLSS.do而第四個(gè)反應(yīng)階段通常很慢，同時(shí)也是最為重要的反應(yīng)過程，在前面幾個(gè)階段屮，廢水的中污染物質(zhì)只是形態(tài)上發(fā)生變化，COD兒乎沒有什么去除，只是在第四個(gè)階段屮污染物質(zhì)變成甲烷等氣體，使廢水中COD大幅度下降。同時(shí)在

6、第四個(gè)階段產(chǎn)生大量的堿度這與前三個(gè)階段產(chǎn)生的有機(jī)酸相平衡，維持廢水中的PH穩(wěn)定，保證反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行。三水解反應(yīng)水解可定義為復(fù)雜的非溶解性的聚合物被轉(zhuǎn)化成簡單的溶解性單體和二聚體的過程。水解反應(yīng)針對不同的廢水類型差別很大，這要取決于胞外酶能否有效的接觸到底物。因此，大的顆粒比小顆粒底物要難降解很多，比如造紙廢水、印染廢水和制?藥廢水的木質(zhì)素、大分子纖維素就很難水解。水解速度的可由以下動(dòng)力學(xué)方程加以描述：P=Po/（l+Kh.T）P—一可降解的非溶解性底物濃度（g/l）;Po非溶解性底物的初始濃度（g/1）；Kh——水解常數(shù)（d-1）；T——停留時(shí)間（d）o一般來說，影響

7、Kh的因素很多，很難確定一個(gè)特定的方程來求解Kh,但我們可以根據(jù)一些特定條件的Kh,反推導(dǎo)出水解反應(yīng)器的容積和最佳反應(yīng)條件。在實(shí)際工程實(shí)施屮，有條件的話，最好針對要處理的廢水作一些Kh的測試工作。通過對國內(nèi)外一些報(bào)道的研究，提出在低溫下水解對脂肪和蛋白質(zhì)的降解速率非常慢，這個(gè)時(shí)候，可以不考慮厭氧處理方式。對于生活污水來說，在溫度15的情況下，Kh=O.2左右。但在水解階段我們不需要過多的COD去除效果，而且在一個(gè)反應(yīng)器中你很難嚴(yán)格的把厭氧反應(yīng)的幾個(gè)階段區(qū)分開來，一旦停留吋間過長，對工程的經(jīng)濟(jì)性就不太實(shí)用。如果就單獨(dú)的水解反應(yīng)針對生活污水來說，COD可