厭氧生物處理技術(shù)(I)

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1、厭氧生物處理過(guò)程又稱(chēng)厭氧消化，是在厭氧條件下由多種微生物的共同作用，使有機(jī)物分解外生成CH4和CO2的過(guò)程。厭氧消化三階段理論如下圖：一、厭氧處理的原理分解乙酸產(chǎn)甲烷菌發(fā)酵性細(xì)菌產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌復(fù)雜有機(jī)物水解1簡(jiǎn)單溶解性有機(jī)物發(fā)酵1脂肪酸、醇類(lèi)、丙酸、丁酸、乳酸等氫氣、二氧化碳1231245乙酸甲烷、二氧化碳同型產(chǎn)乙酸菌利用氫氣和二氧化碳產(chǎn)甲烷菌如果有機(jī)污染物生物處理系統(tǒng)不充氧，由于好氧微生物活動(dòng)造成厭氧環(huán)境，使厭氧微生物生長(zhǎng)繁殖，最終成為優(yōu)勢(shì)菌群，并對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行厭氧分解。好氧與厭氧處理與好氧生物處理相比較，厭氧生物處理的主要特征是：(1)能量需求大大降低．還可產(chǎn)

2、生能量。這是因?yàn)閰捬跎锾幚聿灰蠊┙o氧氣，相反卻能生產(chǎn)出含有50％一70％甲烷的沼氣，含有較高的熱值(21000一25000KJ／m3)，可以用作能源。(2)污泥產(chǎn)量極低。這是因?yàn)閰捬跷⑸锏脑鲋乘俾时群醚跷⑸锏偷枚唷?3)對(duì)溫度、pH等環(huán)境因素更為敏感。厭氧細(xì)菌可分為高溫菌和中溫菌兩大類(lèi)。其適宜的溫度范圍分別為55℃左右和35℃左右。如溫度降至10℃以下，厭氧微生物的活動(dòng)能力將非常低。產(chǎn)甲烷菌的最適pH范圍也較好氧菌為小。(4)處理后廢水有機(jī)物濃度高于好氧處理。(5)厭氧微生物可對(duì)好氧微生物所不能降解的一些有機(jī)物進(jìn)行降解(或部分降解)。(6)處理過(guò)程的反應(yīng)較復(fù)

3、雜。如前所述，厭氧消化是由多種不同性質(zhì)、不同功能的微生物協(xié)同工作的一個(gè)連續(xù)的微生物學(xué)過(guò)程，遠(yuǎn)比好氧生物處理中的微生物過(guò)程復(fù)雜。厭氧條件下，簡(jiǎn)單有機(jī)物或無(wú)機(jī)物成為最終電子受體，而好氧條件下氧是最終電子受體。兩者比較，厭氧分解過(guò)程產(chǎn)生的能量少，細(xì)胞產(chǎn)量和污染物分解速率低，有機(jī)物只能進(jìn)行不完全的分解，最后由產(chǎn)甲烷細(xì)菌作用而生成甲烷。優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：有機(jī)負(fù)荷高，產(chǎn)生的剩余污泥少，運(yùn)行費(fèi)用低，對(duì)氮磷等需求低，產(chǎn)生甲烷可作為能源。缺點(diǎn)：厭氧微生物生長(zhǎng)慢，產(chǎn)生臭味，對(duì)進(jìn)水水質(zhì)和操作控制要求高，對(duì)低濃度有機(jī)廢水處理效果低，出水水質(zhì)一般達(dá)不到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)一步處理。應(yīng)用可以處理高

4、濃度的有機(jī)廢水，也能處理中低濃度的廢水；廣泛應(yīng)用于食品、釀造、有機(jī)化工和制藥等工業(yè)廢水處理。1、發(fā)酵細(xì)菌(產(chǎn)酸細(xì)菌)主要包括梭菌屬、擬桿菌屬、丁酸弧菌屬、真細(xì)菌屬和雙歧桿菌屬等。這類(lèi)細(xì)菌的主要功能是先通過(guò)胞外酶的作用將不溶性有機(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(lèi)等。發(fā)酵細(xì)菌大多數(shù)為專(zhuān)性厭氧菌，但也有大量兼性厭氧菌。按照其代謝功能，發(fā)酵細(xì)菌可分為纖維素分解菌、半纖維素分解菌、淀粉分解菌、蛋白質(zhì)分解菌和脂肪分解菌等。除發(fā)酵細(xì)菌外，在厭氧消化的發(fā)酵階段，也可發(fā)現(xiàn)真菌和為數(shù)不多的原生動(dòng)物。二、厭氧處理微生物2、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌研究所發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)氫產(chǎn)乙

5、酸細(xì)菌包括互營(yíng)單胞菌屬、互營(yíng)桿菌屬、梭菌屬和暗桿菌屬等。這類(lèi)細(xì)菌能把各種揮發(fā)性脂肪酸降解為乙酸和H2。只有在乙酸濃度低、液體中氫分壓也很低時(shí)才能完成。3、產(chǎn)甲烷細(xì)菌產(chǎn)甲烷菌大致可分為兩類(lèi)：一類(lèi)主要利用乙酸產(chǎn)生甲烷，另一類(lèi)數(shù)量較少，利用氫和CO2的合成生成甲烷。也有極少量細(xì)菌，既能利用乙酸，也能利用氫。以下是兩個(gè)典型的產(chǎn)甲烷反應(yīng)：氧和氧化劑對(duì)產(chǎn)甲烷菌有很強(qiáng)的毒害作用。4、厭氧微生物群體間的關(guān)系在厭氧生物處理反應(yīng)器中．不產(chǎn)甲烷菌和產(chǎn)甲烷茵相互依賴(lài)，互為對(duì)方創(chuàng)造與維持生命活動(dòng)所需要的良好環(huán)境和條件。但又相互制約。厭氧微生物群體間的相互關(guān)系表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：A、不產(chǎn)甲烷細(xì)

6、菌為產(chǎn)甲烷細(xì)菌提供生長(zhǎng)和產(chǎn)甲烷所需要的基質(zhì)；B、不產(chǎn)甲烷細(xì)菌為產(chǎn)甲烷細(xì)菌創(chuàng)造適宜的氧化還原條件；C、不產(chǎn)甲烷細(xì)菌為產(chǎn)甲烷細(xì)菌清除有毒物質(zhì)；D、產(chǎn)甲烷細(xì)菌由為不產(chǎn)甲烷細(xì)菌的生化反應(yīng)解除反饋抑制；E、不產(chǎn)甲烷細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌共同維持環(huán)境中適宜的pH值。三、厭氧處理的影響因子pH6.8～7.2溫度（中溫35℃、高溫55℃）營(yíng)養(yǎng)鹽毒物—高濃度的離子以及其他有機(jī)毒物氧濃度（厭氧菌的生活環(huán)境）氧化還原電位食料微生物比溫度因素溫度與有機(jī)物負(fù)荷、產(chǎn)氣量關(guān)系見(jiàn)圖1消化溫度與消化時(shí)間的關(guān)系見(jiàn)圖2厭氧消化中的微生物對(duì)溫度的變化非常敏感，溫度的突然變化，對(duì)沼氣產(chǎn)量有明顯影響，溫度突變超過(guò)一

7、定范圍時(shí)，則會(huì)停止產(chǎn)氣。根據(jù)采用消化溫度的高低，可以分為常溫消化（10~30℃）、中溫消化（35℃左右）和高溫消化（55℃左右）。攪拌和混合攪拌可使消化物料分布均勻，增加微生物與物料的接觸，并使消化產(chǎn)物及時(shí)分離，從而提高消化效率、增加產(chǎn)氣量。同時(shí)，對(duì)消化池進(jìn)行攪拌，可使池內(nèi)溫度均勻，加快消化速度，提高產(chǎn)氣量。消化池在不攪拌的情況下，消化料液明顯地分成結(jié)殼層、清液層、沉渣層，嚴(yán)重影響消化效果。污水處理廠污泥厭氧消化池的厭氧消化攪拌方法包括機(jī)械攪拌、泵循環(huán)、氣體攪拌等。機(jī)械攪拌時(shí)機(jī)械攪拌器安裝在消化池液面以下，定位于上、中、下層皆可，如果料液濃度高，安裝要偏下一些；