① 废水的厌氧生物处理方法有哪些厌氧处理的原理是什么
厌氧消化具有下列优点:无需搅拌和供氧,动力消耗少;能产生大量含甲烷的沼气,是很好的能源物质,可用于发电和家庭燃气;可高浓度进水,保持高污泥浓度,所以其溶剂有机负荷达到国家标准仍需要进一步处理;初次启动时间长;对温度要求较高;对毒物影响较敏感;遭破坏后,恢复期较长。污水厌氧生物处理工艺按微生物的凝聚形态可分为厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法。厌氧活性污泥法包括普通消化池、厌氧接触消化池、升流式厌氧污泥床(upflow anaerobic sludge blanket,UASB)、厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)等;厌氧生物膜法包括厌氧生物滤池、厌氧流化床和厌氧生物转盘。
一般来说,废水中复杂有机物物料比较多,通过厌氧分解分四个阶段加以降解:
(1)水解阶段:高分子有机物由于其大分子体积,不能直接通过厌氧菌的细胞壁,需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。废水中典型的有机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖,淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖,蛋白质被分解成短肽和氨基酸。分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分解。答案来自环保通。
(2)酸化阶段:上述的小分子有机物进入到细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外,这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸(VFA),同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生。
(3)产乙酸阶段:在此阶段,上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。
(4)产甲烷阶段:在这一阶段,乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。这一阶段也是整个厌氧过程最为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。
② 污水净化处理厌氧生物处理的三个阶段是怎样的
理论研究认为三个阶段,即厌氧消化过程分为水解发酵阶段、产内乙酸产氢阶段、容产甲烷阶段三部分。
水解发酵阶段和产乙酸产氢阶段又可合称为酸性发酵阶段。在这个阶段,污水中的复杂有机物,在酸性腐化菌或产酸菌的作用下,分解成简单的有机物,如有机酸,醇类等,以及CO2、NH3和H2S等无机物。由于有机酸的积累,污水的pH值下降到6以下。此后,由于有机酸和含氮化合物的分解,产生碳酸盐和氨等使酸性减退,pH值回升到6.6~6.8左右。
⑴ 水解酸化阶段。污水中复杂的大分子、不溶性的有机物在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物,然后渗入细胞体内,水解产生挥发性有机酸、醇类及醛类等。
⑵ 产氢产乙酸阶段。在产氢产酸菌的作用下,各种有机酸分解转化为乙酸、氢和二氧化碳。
⑶ 产甲烷阶段。产甲烷菌将乙酸、氢及二氧化碳转化为甲烷。
③ 污泥单独厌氧消化存在的问题有哪些
污泥单独厌氧消化存在的问题有:
首先, 污泥厌氧消化技术处理污泥的投资较大,我国污泥消化处理的相关工程经验也不多,大型的污泥消化设备大都是从国外进口的,基础投资和运行成本较高。
其次,污泥厌氧消化处理除需要投入大量资金建设消化装置之外,还需投入大量资金建设配套处理设施,污泥经厌氧消化后只能减量1/3到1/2左右的质量。从污泥处置的整个产业链角度来看,厌氧消化还没有达到最终处置的目的,还会留下大量剩余污泥残渣需要通过其他技术进行处理。产生的消化液COD浓度相当高,需建立配套的污水处理设施或返回到污水处理厂处理。
这都需要大量的额外投资和运行成本。因此,建设消化处理工程不能仅仅考虑消化装置的投资和运行成本,还要考虑其他配套条件的投资和运行成本。
再次,我国污泥的含砂量较高,有机质含量比欧美国家低,污泥的可生化性差,消化设备运行的稳定性、沼气产率等指标普遍都达不到国外的标准。所以在国外普遍使用的消化技术,在我国运行效果并不理想,因此也很难推广和普及。
此外,污泥厌氧消化会产生大量的甲烷等易燃气体,对消防安全等级要求和管理要求比较高,在厂区内连带铁钉的鞋子都不能穿。厌氧消化设施的占地面积看起来比好氧发酵小很多,但是污泥厌氧消化设施周边还需要设置几百米的防护距离,实际上工程的总占地面积也并不少。据了解,目前世界各国在污泥处理上仍以污泥厌氧消化工艺为主。厌氧消化工艺是在上世纪四、五十年代开发的成熟的处理工艺。欧美各国多数污水处理厂都建有污泥消化池。
④ 污水厌氧处理的微生物学原理是什么污泥厌氧消化和污水厌氧处理有何异同
污水厌氧处理原理:通过厌氧微生物的新陈代谢,将有机物进行生物转化,生成沼气和二氧化碳,从而达到净化水质的目的。
污泥厌氧消化和污水厌氧处理比较:都是利用厌氧微生物进行的生物转化过程,只不过处理的对象不同而已。污泥厌氧消化对象是剩余活性污泥(细菌),而污水厌氧处理的对象是污水中的不溶性和溶解性有机物。
⑤ 什么是污泥的厌氧消化与高浓度废水的厌氧处理有何不同
污泥的厌氧消化是利用厌氧微生物经过水解、酸化、产甲烷等过程,将污版泥中的大部分固体有权机物水解、液化后并最终分解掉的过程。产甲烷菌最终将污泥有机物中的碳转变成甲烷并从污泥中释放出来,实现污泥的稳定化。
污泥的厌氧消化与高浓度废水的厌氧处理有所不同。废水中的有机物主要以溶解状态存在,而污泥中的有机物则主要以固体状态存在。按操作温度不同,污泥厌氧消化分为中温消化(30~37℃)和高温消化(45~55℃)两种。由于高温消化的能耗较高,大型污水处理场一般不会采用,因此常见的污泥厌氧消化实际都是中温消化。
⑥ 工业污水处理中污泥厌氧消化池产气量下降的原因主要有哪些
(1)有机物投配负荷太低:在其他条件正常时,沼气产量与投入的有机物成正比,投入的有机物越多,沼气产量越多。反之,投入的有机物越少,则沼气产量越少。出现产气量下降的原因,往往是由于浓缩池运行不佳,浓缩效果较差,大量有机固体随浓缩池上清液流失,导致进入消化池的污泥浓度降低,即相同体积进泥的情况下有机物数量减少。此时可通过加强对污泥浓缩工艺的控制,保证达到合格的浓缩效果。
(2)甲烷菌活性降低:由于某种原因导致甲烷菌活性降低,分解VFA速率降低,因而沼气产量也随之降低。水力负荷过大、有机物投配负荷过大、温度波动过大、搅拌效果不均匀、进水存在毒物等因素均可使甲烷菌活性降低,要分析具体原因,采取相应的对策。
(3)排泥量过大:使消化池内厌氧微生物的数量减少,破坏了微生物量与营养量的平衡,使产气量随之降低,对策自然是减少排泥量。
(4)消化池有效容积减少:由于池内液面浮渣的积累和池底泥沙的堆积使消化池有效容积减小,整体消化效果下降,产气量也随之降低。此时应排空消化池进行清理,同时检查浮渣消除设施的运行情况和预处理设施沉砂池的除砂效率,对存在的故障及时消除。
(5)沼气泄漏:消化池和输气系统的管道或设施出现漏气现象使计量到的产气量比实际产气量小,此时应立即查找漏点并予以修补,以防止出现沼气爆炸等更大的事故。
(6)消化池内温度下降:进泥量过大或加热设施出现故障使消化池内温度下降,产气量也随之降低。此时对策是把消化池内的污泥加热到规定的温度,同时减少进泥量和排泥量。
武汉格林环保在污水处理方面有着不错的工艺和经验,可以多了解一下。
⑦ 污泥滞留型厌氧消化器有哪些类型
污泥滞留型厌氧消化器特征为通过采用各种固液分离方式使污泥滞留于消化器内,从而提高了消化器的效率,缩小了所需消化器的体积。该类消化器包括厌氧接触工艺、升流式厌氧污泥床、升流式固体反应器和折流式反应器。
(1)厌氧接触工艺
该工艺是在完全混合消化器之外加了一个沉淀池来收集污泥,并使其再回流入消化器内,其工艺流程如图8-9所示。从完全混合消化器排出的混合液,首先在沉淀池中进行固液分离,上清液由沉淀池上部排出,沉淀下的污泥再回流至消化器内,这样既减少了出水中的固体物含量,又提高了消化器内的污泥浓度,从而在一定程度上提高了设备的有机负荷率和处理效率。由于厌氧接触工艺具有这些优点,故在生产上被普遍采用。
图8-12 折流式反应器示意图
以上几种污泥滞留型消化器中,活性污泥以悬浮状态存在,人们采用各种方法使污泥滞留于消化器内,从而取得了较长的固体滞留时间以及微生物滞留期,因而效率明显比常规型消化器要高,但是在受到冲击负荷或有毒物质时,常会因挥发酸上升而引起污泥流失。因而要定时对发酵情况进行监测,以保持消化器的正常运行。
⑧ 污水处理消化和反消化是什么意思
硝化是 将污水中有机氮转化为氨氮,再变为硝态氮 这个过程称为硝化
反消化是 将硝态氮 转化为氮气(异化反消化)
将硝态氮转化为微生物本身的有机氮(同化反消化)
详细的:
2.18 硝化与反硝化
(1)硝化:
现行的以传统活性污泥法为代表的好氧生物处理法,其传统功能是去除废水中呈溶解性的有机物。至于氮、磷只能去除细菌细胞由于生理上的需要而摄取的数量,这样,废水中氮的去除率为20%~40%,而磷的去除率仅为5%~20%。
在自然界存在着氮循环的自然现象。在采取适当的运行条件后,是能够将这一自然作用运用在活性污泥反应系统的。
在未经处理的新鲜废水中,含氮化合物的主要形式有:有机氮,如蛋白质、氨基酸、尿素、胺类化合物、硝基化合物等;氨态氮(NH3 NH4+),一般以前者为主。
含氮化合物在微生物的作用下,相继产生下列各项反应。
l)氨化反应
有机氮化合物,在氨化菌的作用下,分解、转化为氨态氮(NH3 NH4+),这一过程称之为“氨化反应”。
2)硝化反应
在硝化反应的作用下,氨态氮进一步分解氧化,并分两个阶段进行,首先在亚硝化菌的作用下,使氨(NH4)氧化为亚硝酸氮,反应式为:
亚硝化菌
NH4+3/2O2 N2O-+H2O+2H+
继之,亚硝酸氮在硝酸菌的作用下,进一步氧化为硝酸氮,其反应式为:
硝酸菌
NO2-+1/2 O2 NO3-
硝化反应的总反应式为:
NH4++2O2 NO3-+H2O+2H+
(2)反硝化
反硝化反应是指硝酸氮(NO3-N)和亚硝酸氮(NO2-N)在反硝化菌的作用下,被还原为气态氮(N2)的过程。
⑨ 污水处理厌氧池是什么
厌氧生物处理技术即为在厌氧状态下,污水中的有机物被厌氧细菌分解、代谢、消化,使得污水中的有机物含量大幅减少,同时产生沼气的一种高效的污水处理方式。
厌氧处理作为生物处理的一个重要形式,正在陆续地开发出一系列新的厌氧处理工艺和构筑物,逐步克服了传统厌氧工艺的缺点,在理论和实践上取得了很大的进步。
在厌氧处理过程中,废水中的有机物经大量微生物的共同作用,被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨等。
在此过程中,不同微生物的代谢过程相互影响,相互制约,形成了复杂的生态系统。对高分子有机物的厌氧过程的叙述,有助于我们了解这一过程的基本内容。
(9)污水厌氧消化酸败扩展阅读:
厌氧消化
有机物质被厌氧菌在厌氧条件下分解产生甲烷和二氧化碳的过程,厌氧是在空气缺乏的条件下从有机物中移出而生成CO2的。无论是酸性发酵,还是沼气发酵,参与生化反应的氧都是来自于水、有机物、硝酸盐或被分解的亚硝酸盐。
厌氧消化的优点是有机质经消化产生了能源,残余物可作肥料。厌氧消化开始用于废物处理等多个领域,如工业废水处理、城市垃圾的处理及潜在能源的开发、作燃料与动力、并且已建立了大规模的厌氧消化工厂。
⑩ 厌氧污水处理的原理
在厌氧处理过程中,废水中的有机物经大量微生物的共同作用,被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨等。在此过程中,不同微生物的代谢过程相互影响,相互制约,形成了复杂的生态系统。对高分子有机物的厌氧过程的叙述,有助于我们了解这一过程的基本内容。
高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段:水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。 水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。
高分子有机物因相对分子量巨大,不能透过细胞膜,因此不可能为细菌直接利用。它们在第一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如,纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖,淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖,蛋白质被蛋白质酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。水解过程通常较缓慢,因此被认为是含高分子有机物或悬浮物废液厌氧降解的限速阶段。多种因素如温度、有机物的组成、水解产物的浓度等可能影响水解的速度与水解的程度。水解速度的可由以下动力学方程加以描述:ρ=ρo/(1+Kh.T)
ρ ——可降解的非溶解性底物浓度(g/L);
ρo———非溶解性底物的初始浓度(g/L);
Kh——水解常数(d^-1);
T——停留时间(d) 发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程,在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物,因此这一过程也称为酸化。
在这一阶段,上述小分子的化合物发酵细菌(即酸化菌)的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。发酵细菌绝大多数是严格厌氧菌,但通常有约1%的兼性厌氧菌存在于厌氧环境中,这些兼性厌氧菌能够起到保护像甲烷菌这样的严格厌氧菌免受氧的损害与抑制。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等,产物的组成取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。与此同时,酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质,因此,未酸化废水厌氧处理时产生更多的剩余污泥。
在厌氧降解过程中,酸化细菌对酸的耐受力必须加以考虑。酸化过程pH下降到4时能可以进行。但是产甲烷过程pH值的范围在6.5~7.5之间,因此pH值的下降将会减少甲烷的生成和氢的消耗,并进一步引起酸化末端产物组成的改变。 在产氢产乙酸菌的作用下,上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。
其某些反应式如下:
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 这一阶段,乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、二氧化碳和氢气等转化为甲烷的过程有两种生理上不同的产甲烷菌完成,一组把氢和二氧化碳转化成甲烷,另一组从乙酸或乙酸盐脱羧产生甲烷,前者约占总量的1/3,后者约占2/3。
最主要的产甲烷过程反应有:
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
在甲烷的形成过程中,主要的中间产物是甲基辅酶M(CH3-S-CH2-SO3-)。
需要指出的是:一些书把厌氧消化过程分为三个阶段,把第一、第二阶段合成为一个阶段,称为水解酸化阶段。在这里我们则认为分为四个阶段能更清楚反应厌氧消化过程。