① 廢水的厭氧生物處理方法有哪些厭氧處理的原理是什麼
厭氧消化具有下列優點:無需攪拌和供氧,動力消耗少;能產生大量含甲烷的沼氣,是很好的能源物質,可用於發電和家庭燃氣;可高濃度進水,保持高污泥濃度,所以其溶劑有機負荷達到國家標准仍需要進一步處理;初次啟動時間長;對溫度要求較高;對毒物影響較敏感;遭破壞後,恢復期較長。污水厭氧生物處理工藝按微生物的凝聚形態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(upflow anaerobic sludge blanket,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盤。
一般來說,廢水中復雜有機物物料比較多,通過厭氧分解分四個階段加以降解:
(1)水解階段:高分子有機物由於其大分子體積,不能直接通過厭氧菌的細胞壁,需要在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機物質比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖,澱粉被分解成麥芽糖和葡萄糖,蛋白質被分解成短肽和氨基酸。分解後的這些小分子能夠通過細胞壁進入到細胞的體內進行下一步的分解。答案來自環保通。
(2)酸化階段:上述的小分子有機物進入到細胞體內轉化成更為簡單的化合物並被分配到細胞外,這一階段的主要產物為揮發性脂肪酸(VFA),同時還有部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產物產生。
(3)產乙酸階段:在此階段,上一步的產物進一步被轉化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細胞物質。
(4)產甲烷階段:在這一階段,乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉化成甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。這一階段也是整個厭氧過程最為重要的階段和整個厭氧反應過程的限速階段。
② 污水凈化處理厭氧生物處理的三個階段是怎樣的
理論研究認為三個階段,即厭氧消化過程分為水解發酵階段、產內乙酸產氫階段、容產甲烷階段三部分。
水解發酵階段和產乙酸產氫階段又可合稱為酸性發酵階段。在這個階段,污水中的復雜有機物,在酸性腐化菌或產酸菌的作用下,分解成簡單的有機物,如有機酸,醇類等,以及CO2、NH3和H2S等無機物。由於有機酸的積累,污水的pH值下降到6以下。此後,由於有機酸和含氮化合物的分解,產生碳酸鹽和氨等使酸性減退,pH值回升到6.6~6.8左右。
⑴ 水解酸化階段。污水中復雜的大分子、不溶性的有機物在細胞外酶的作用下水解為小分子、溶解性有機物,然後滲入細胞體內,水解產生揮發性有機酸、醇類及醛類等。
⑵ 產氫產乙酸階段。在產氫產酸菌的作用下,各種有機酸分解轉化為乙酸、氫和二氧化碳。
⑶ 產甲烷階段。產甲烷菌將乙酸、氫及二氧化碳轉化為甲烷。
③ 污泥單獨厭氧消化存在的問題有哪些
污泥單獨厭氧消化存在的問題有:
首先, 污泥厭氧消化技術處理污泥的投資較大,我國污泥消化處理的相關工程經驗也不多,大型的污泥消化設備大都是從國外進口的,基礎投資和運行成本較高。
其次,污泥厭氧消化處理除需要投入大量資金建設消化裝置之外,還需投入大量資金建設配套處理設施,污泥經厭氧消化後只能減量1/3到1/2左右的質量。從污泥處置的整個產業鏈角度來看,厭氧消化還沒有達到最終處置的目的,還會留下大量剩餘污泥殘渣需要通過其他技術進行處理。產生的消化液COD濃度相當高,需建立配套的污水處理設施或返回到污水處理廠處理。
這都需要大量的額外投資和運行成本。因此,建設消化處理工程不能僅僅考慮消化裝置的投資和運行成本,還要考慮其他配套條件的投資和運行成本。
再次,我國污泥的含砂量較高,有機質含量比歐美國家低,污泥的可生化性差,消化設備運行的穩定性、沼氣產率等指標普遍都達不到國外的標准。所以在國外普遍使用的消化技術,在我國運行效果並不理想,因此也很難推廣和普及。
此外,污泥厭氧消化會產生大量的甲烷等易燃氣體,對消防安全等級要求和管理要求比較高,在廠區內連帶鐵釘的鞋子都不能穿。厭氧消化設施的佔地面積看起來比好氧發酵小很多,但是污泥厭氧消化設施周邊還需要設置幾百米的防護距離,實際上工程的總佔地面積也並不少。據了解,目前世界各國在污泥處理上仍以污泥厭氧消化工藝為主。厭氧消化工藝是在上世紀四、五十年代開發的成熟的處理工藝。歐美各國多數污水處理廠都建有污泥消化池。
④ 污水厭氧處理的微生物學原理是什麼污泥厭氧消化和污水厭氧處理有何異同
污水厭氧處理原理:通過厭氧微生物的新陳代謝,將有機物進行生物轉化,生成沼氣和二氧化碳,從而達到凈化水質的目的。
污泥厭氧消化和污水厭氧處理比較:都是利用厭氧微生物進行的生物轉化過程,只不過處理的對象不同而已。污泥厭氧消化對象是剩餘活性污泥(細菌),而污水厭氧處理的對象是污水中的不溶性和溶解性有機物。
⑤ 什麼是污泥的厭氧消化與高濃度廢水的厭氧處理有何不同
污泥的厭氧消化是利用厭氧微生物經過水解、酸化、產甲烷等過程,將污版泥中的大部分固體有權機物水解、液化後並最終分解掉的過程。產甲烷菌最終將污泥有機物中的碳轉變成甲烷並從污泥中釋放出來,實現污泥的穩定化。
污泥的厭氧消化與高濃度廢水的厭氧處理有所不同。廢水中的有機物主要以溶解狀態存在,而污泥中的有機物則主要以固體狀態存在。按操作溫度不同,污泥厭氧消化分為中溫消化(30~37℃)和高溫消化(45~55℃)兩種。由於高溫消化的能耗較高,大型污水處理場一般不會採用,因此常見的污泥厭氧消化實際都是中溫消化。
⑥ 工業污水處理中污泥厭氧消化池產氣量下降的原因主要有哪些
(1)有機物投配負荷太低:在其他條件正常時,沼氣產量與投入的有機物成正比,投入的有機物越多,沼氣產量越多。反之,投入的有機物越少,則沼氣產量越少。出現產氣量下降的原因,往往是由於濃縮池運行不佳,濃縮效果較差,大量有機固體隨濃縮池上清液流失,導致進入消化池的污泥濃度降低,即相同體積進泥的情況下有機物數量減少。此時可通過加強對污泥濃縮工藝的控制,保證達到合格的濃縮效果。
(2)甲烷菌活性降低:由於某種原因導致甲烷菌活性降低,分解VFA速率降低,因而沼氣產量也隨之降低。水力負荷過大、有機物投配負荷過大、溫度波動過大、攪拌效果不均勻、進水存在毒物等因素均可使甲烷菌活性降低,要分析具體原因,採取相應的對策。
(3)排泥量過大:使消化池內厭氧微生物的數量減少,破壞了微生物量與營養量的平衡,使產氣量隨之降低,對策自然是減少排泥量。
(4)消化池有效容積減少:由於池內液面浮渣的積累和池底泥沙的堆積使消化池有效容積減小,整體消化效果下降,產氣量也隨之降低。此時應排空消化池進行清理,同時檢查浮渣消除設施的運行情況和預處理設施沉砂池的除砂效率,對存在的故障及時消除。
(5)沼氣泄漏:消化池和輸氣系統的管道或設施出現漏氣現象使計量到的產氣量比實際產氣量小,此時應立即查找漏點並予以修補,以防止出現沼氣爆炸等更大的事故。
(6)消化池內溫度下降:進泥量過大或加熱設施出現故障使消化池內溫度下降,產氣量也隨之降低。此時對策是把消化池內的污泥加熱到規定的溫度,同時減少進泥量和排泥量。
武漢格林環保在污水處理方面有著不錯的工藝和經驗,可以多了解一下。
⑦ 污泥滯留型厭氧消化器有哪些類型
污泥滯留型厭氧消化器特徵為通過採用各種固液分離方式使污泥滯留於消化器內,從而提高了消化器的效率,縮小了所需消化器的體積。該類消化器包括厭氧接觸工藝、升流式厭氧污泥床、升流式固體反應器和折流式反應器。
(1)厭氧接觸工藝
該工藝是在完全混合消化器之外加了一個沉澱池來收集污泥,並使其再迴流入消化器內,其工藝流程如圖8-9所示。從完全混合消化器排出的混合液,首先在沉澱池中進行固液分離,上清液由沉澱池上部排出,沉澱下的污泥再迴流至消化器內,這樣既減少了出水中的固體物含量,又提高了消化器內的污泥濃度,從而在一定程度上提高了設備的有機負荷率和處理效率。由於厭氧接觸工藝具有這些優點,故在生產上被普遍採用。
圖8-12 折流式反應器示意圖
以上幾種污泥滯留型消化器中,活性污泥以懸浮狀態存在,人們採用各種方法使污泥滯留於消化器內,從而取得了較長的固體滯留時間以及微生物滯留期,因而效率明顯比常規型消化器要高,但是在受到沖擊負荷或有毒物質時,常會因揮發酸上升而引起污泥流失。因而要定時對發酵情況進行監測,以保持消化器的正常運行。
⑧ 污水處理消化和反消化是什麼意思
硝化是 將污水中有機氮轉化為氨氮,再變為硝態氮 這個過程稱為硝化
反消化是 將硝態氮 轉化為氮氣(異化反消化)
將硝態氮轉化為微生物本身的有機氮(同化反消化)
詳細的:
2.18 硝化與反硝化
(1)硝化:
現行的以傳統活性污泥法為代表的好氧生物處理法,其傳統功能是去除廢水中呈溶解性的有機物。至於氮、磷只能去除細菌細胞由於生理上的需要而攝取的數量,這樣,廢水中氮的去除率為20%~40%,而磷的去除率僅為5%~20%。
在自然界存在著氮循環的自然現象。在採取適當的運行條件後,是能夠將這一自然作用運用在活性污泥反應系統的。
在未經處理的新鮮廢水中,含氮化合物的主要形式有:有機氮,如蛋白質、氨基酸、尿素、胺類化合物、硝基化合物等;氨態氮(NH3 NH4+),一般以前者為主。
含氮化合物在微生物的作用下,相繼產生下列各項反應。
l)氨化反應
有機氮化合物,在氨化菌的作用下,分解、轉化為氨態氮(NH3 NH4+),這一過程稱之為「氨化反應」。
2)硝化反應
在硝化反應的作用下,氨態氮進一步分解氧化,並分兩個階段進行,首先在亞硝化菌的作用下,使氨(NH4)氧化為亞硝酸氮,反應式為:
亞硝化菌
NH4+3/2O2 N2O-+H2O+2H+
繼之,亞硝酸氮在硝酸菌的作用下,進一步氧化為硝酸氮,其反應式為:
硝酸菌
NO2-+1/2 O2 NO3-
硝化反應的總反應式為:
NH4++2O2 NO3-+H2O+2H+
(2)反硝化
反硝化反應是指硝酸氮(NO3-N)和亞硝酸氮(NO2-N)在反硝化菌的作用下,被還原為氣態氮(N2)的過程。
⑨ 污水處理厭氧池是什麼
厭氧生物處理技術即為在厭氧狀態下,污水中的有機物被厭氧細菌分解、代謝、消化,使得污水中的有機物含量大幅減少,同時產生沼氣的一種高效的污水處理方式。
厭氧處理作為生物處理的一個重要形式,正在陸續地開發出一系列新的厭氧處理工藝和構築物,逐步克服了傳統厭氧工藝的缺點,在理論和實踐上取得了很大的進步。
在厭氧處理過程中,廢水中的有機物經大量微生物的共同作用,被最終轉化為甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨等。
在此過程中,不同微生物的代謝過程相互影響,相互制約,形成了復雜的生態系統。對高分子有機物的厭氧過程的敘述,有助於我們了解這一過程的基本內容。
(9)污水厭氧消化酸敗擴展閱讀:
厭氧消化
有機物質被厭氧菌在厭氧條件下分解產生甲烷和二氧化碳的過程,厭氧是在空氣缺乏的條件下從有機物中移出而生成CO2的。無論是酸性發酵,還是沼氣發酵,參與生化反應的氧都是來自於水、有機物、硝酸鹽或被分解的亞硝酸鹽。
厭氧消化的優點是有機質經消化產生了能源,殘余物可作肥料。厭氧消化開始用於廢物處理等多個領域,如工業廢水處理、城市垃圾的處理及潛在能源的開發、作燃料與動力、並且已建立了大規模的厭氧消化工廠。
⑩ 厭氧污水處理的原理
在厭氧處理過程中,廢水中的有機物經大量微生物的共同作用,被最終轉化為甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨等。在此過程中,不同微生物的代謝過程相互影響,相互制約,形成了復雜的生態系統。對高分子有機物的厭氧過程的敘述,有助於我們了解這一過程的基本內容。
高分子有機物的厭氧降解過程可以被分為四個階段:水解階段、發酵(或酸化)階段、產乙酸階段和產甲烷階段。 水解可定義為復雜的非溶解性的聚合物被轉化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。
高分子有機物因相對分子量巨大,不能透過細胞膜,因此不可能為細菌直接利用。它們在第一階段被細菌胞外酶分解為小分子。例如,纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖,澱粉被澱粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖,蛋白質被蛋白質酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產物能夠溶解於水並透過細胞膜為細菌所利用。水解過程通常較緩慢,因此被認為是含高分子有機物或懸浮物廢液厭氧降解的限速階段。多種因素如溫度、有機物的組成、水解產物的濃度等可能影響水解的速度與水解的程度。水解速度的可由以下動力學方程加以描述:ρ=ρo/(1+Kh.T)
ρ ——可降解的非溶解性底物濃度(g/L);
ρo———非溶解性底物的初始濃度(g/L);
Kh——水解常數(d^-1);
T——停留時間(d) 發酵可定義為有機物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程,在此過程中溶解性有機物被轉化為以揮發性脂肪酸為主的末端產物,因此這一過程也稱為酸化。
在這一階段,上述小分子的化合物發酵細菌(即酸化菌)的細胞內轉化為更為簡單的化合物並分泌到細胞外。發酵細菌絕大多數是嚴格厭氧菌,但通常有約1%的兼性厭氧菌存在於厭氧環境中,這些兼性厭氧菌能夠起到保護像甲烷菌這樣的嚴格厭氧菌免受氧的損害與抑制。這一階段的主要產物有揮發性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等,產物的組成取決於厭氧降解的條件、底物種類和參與酸化的微生物種群。與此同時,酸化菌也利用部分物質合成新的細胞物質,因此,未酸化廢水厭氧處理時產生更多的剩餘污泥。
在厭氧降解過程中,酸化細菌對酸的耐受力必須加以考慮。酸化過程pH下降到4時能可以進行。但是產甲烷過程pH值的范圍在6.5~7.5之間,因此pH值的下降將會減少甲烷的生成和氫的消耗,並進一步引起酸化末端產物組成的改變。 在產氫產乙酸菌的作用下,上一階段的產物被進一步轉化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細胞物質。
其某些反應式如下:
CH3CHOHCOO-+2H2O —> CH3COO-+HCO3-+H++2H2 ΔG』0=-4.2KJ/MOL
CH3CH2OH+H2O-> CH3COO-+H++2H2O ΔG』0=9.6KJ/MOL
CH3CH2CH2COO-+2H2O-> 2CH3COO-+H++2H2 ΔG』0=48.1KJ/MOL
CH3CH2COO-+3H2O-> CH3COO-+HCO3-+H++3H2 ΔG』0=76.1KJ/MOL
4CH3OH+2CO2-> 3CH3COO-+2H2O ΔG』0=-2.9KJ/MOL
2HCO3-+4H2+H+->CH3COO-+4H2O ΔG』0=-70.3KJ/MOL 這一階段,乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇被轉化為甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。
甲烷細菌將乙酸、乙酸鹽、二氧化碳和氫氣等轉化為甲烷的過程有兩種生理上不同的產甲烷菌完成,一組把氫和二氧化碳轉化成甲烷,另一組從乙酸或乙酸鹽脫羧產生甲烷,前者約占總量的1/3,後者約佔2/3。
最主要的產甲烷過程反應有:
CH3COO-+H2O->CH4+HCO3- ΔG』0=-31.0KJ/MOL
HCO3-+H++4H2->CH4+3H2O ΔG』0=-135.6KJ/MOL
4CH3OH->3CH4+CO2+2H2O ΔG』0=-312KJ/MOL
4HCOO-+2H+->CH4+CO2+2HCO3- ΔG』0=-32.9KJ/MOL
在甲烷的形成過程中,主要的中間產物是甲基輔酶M(CH3-S-CH2-SO3-)。
需要指出的是:一些書把厭氧消化過程分為三個階段,把第一、第二階段合成為一個階段,稱為水解酸化階段。在這里我們則認為分為四個階段能更清楚反應厭氧消化過程。