第六章 污泥、污水厌氧生物处理.ppt

第六章污水的厌氧生物处理
什么叫污水的厌氧生物处理?
厌氧生物处理是利用厌氧微生物的代谢过程,在无须提供氧气的情况下,把有机物转化为无机物和少量的细胞物质,这些无机物主要包括大量的生物气(沼气)和水。沼气的主要成分是约2/3的甲烷气和约1/3的二氧化碳以及少量的H2、NH3、H2S,是一种可回收的能源。
第十章污水的厌氧生物处理
第一节厌氧生物处理的基本原理
第二节厌氧工艺的类型和发展
第三节 UASB厌氧反应器
厌氧生物处理的基本原理
厌氧生物处理的早期目的和过程
厌氧生物处理机理
厌氧生物处理的早期目的和过程
早期的厌氧处理研究主要针对污泥消化,即将污泥中的固态有机物降解为液态和气态的物质。
污泥的消化过程明显分为两个阶段:固态有机物先液化,称液化阶段;接着降解产物气化,称气化阶段;整个过程历时半年以上。
厌氧生物处理的早期目的和过程
液化阶段:
最显著的特征是液态污泥的PH值迅速下降,不到10d,降到最低值(例如在室温下,露在空气中的食物几天内就变馊发酸),所以又称酸化阶段。污泥中的固态有机物如淀粉、纤维素、油脂、蛋白质等,在无氧环境中降解时,转化为有机酸、醇、醛、水分子等液态产物和C02、H2、NH3、H2S等气体分子。由于转化产物中有机酸是主体,所以导致PH值下降。又由于产生的NH3溶解于水后产生的NH4OH具有碱性,产生中和反应并经过长时间的过程后使PH值回升,并进入气化阶段。
厌氧生物处理的早期目的和过程
气化阶段:
有机酸、醇、醛等中间产物在甲烷菌的作用下转化为生物气,也可称消化气,主体是CH4,因此气化阶段常称甲烷化阶段。该阶段除产生CH4外,还产生CO2和微量H2S。
液化阶段:兼性厌氧菌作用,大量氢产生,也称氢发酵阶段,有机酸大量积累,pH迅速下降,污泥带有粘性,呈灰黄色,并发出恶臭,污泥称为酸性发酵污泥。
气化阶段:专性厌氧菌作用,需隔绝光和空气,-,有机酸浓度不超过2000mg/L,最佳50-500mg/L 碱度不应超过5000mg/L,最佳2000-3000mg/L 污泥呈黑色,稳定不易腐化,无甚恶臭,易于脱水,这种污泥成为熟污泥或消化污泥。
厌氧生物处理机理
厌氧生物处理机理
有机物的厌氧生物降解过程:
厌氧生物处理是一个复杂的过程,大致可分为3个阶段:
第一阶段:水解发酵阶段;
第二阶段:产酸脱氢阶段;
第三阶段:产甲烷阶段。有机物厌氧降解过程模式见下图:
厌氧生物处理机理
厌氧降解模式图
厌氧生物处理机理
1)水解发酵阶段
水解发酵阶段是将大分子不溶性复杂有机物在细胞外酶的作用下,水解成小分子溶解性高级脂肪酸(醇类;醛类、***类等),然后渗入细胞内,参与的微生物主要是兼性细菌与专性厌氧菌。
兼性细菌的附带作用:是消耗掉污水带来的溶解氧,为专性厌氧细菌的生长创造有利条件。此外还有真菌(毛霉Mucor,根霉Rhigopus,共头霉syncephastrum ,曲霉Aspergillus)以及原生动物(鞭毛虫,纤毛虫,变形虫)等。可统称为水解发酵菌。