污水好氧厭氧處理

1、污水的好氧厭氧處理污水的好氧厭氧處理一、好氧活性污泥法 活性污泥法是水體自凈的人工強化，是使微生物聚居在活性污泥上，活性污泥在反應(yīng)器（曝氣池）內(nèi)呈懸浮狀，與污水廣泛接觸，使污水凈化的技術(shù)。 活性污泥凈化機理 活性污泥是向污水注入空氣，進(jìn)行一段時間的曝氣，污水中形成一種絮凝體，這種絮凝體主要由大量繁殖的微生物群體構(gòu)成，這是微生物群、動物群和吸附的有機物質(zhì)、無機物質(zhì)的總稱，易于沉淀分離，并使污水澄清。活性污泥微生物能夠連續(xù)從污水中去除有機物，是由以下幾個過程完成的：初期去除和吸附作用；微生的代謝作用；絮凝體的形成與絮凝沉淀性能 。二、活性污泥運行方式及工藝流程發(fā)展1、傳統(tǒng)活性污泥法 傳統(tǒng)活性污泥法

2、是在污水的自凈作用原理下發(fā)展而來的，污水在經(jīng)過預(yù)處理后，去除了大部分懸浮物和部分BOD5，然后進(jìn)入一個人工建造的池子，池內(nèi)有無數(shù)能氧化分解污水中有機物的微生物，同天然河道相比，這一人工的凈化系統(tǒng)效率極高，大氣的天然復(fù)氧根本不能滿足這些微生物氧化分解有機物的耗氧需要。因此，我們設(shè)置鼓風(fēng)機給池中曝氣形成人入供氧系統(tǒng)，池子因此被稱為曝氣池。 污水在曝氣池停留一段時間內(nèi)，污水中的有機污染物大多數(shù)被曝氣池的微生物吸附、氧化分解成無機物，隨后進(jìn)入沉淀池。在二沉池中，成絮狀的微生物（活性污泥下沉），處理后的出水（上清液）溢流而被排放。 為了曝氣池保持高的反應(yīng)速率，我們必須使曝氣池內(nèi)維持足夠高的活性污泥微生物

3、濃度，為此，沉淀后的活性污泥又用泵回流至曝氣池前端，使之進(jìn)入曝氣池的污水接觸，以重復(fù)吸附、氧化分解污水中的有機物。 二、活性污泥運行方式及工藝流程發(fā)展 這一正常的連續(xù)生產(chǎn)（連續(xù)進(jìn)水）條件下，活性污泥中微生物不能利用污水中的有機物進(jìn)行新陳代謝。由于合成作用的結(jié)果，活性污泥數(shù)量不能增長，因此，曝氣池中活性污泥的量愈積愈多，當(dāng)超過一定的濃度時，我們適當(dāng)排放一部分，這部分被排出的活性污泥稱剩余污泥 。 預(yù)處理 好氧池 二沉池供氣污泥回流剩余污泥排放二、活性污泥運行方式及工藝流程發(fā)展 2、階段曝氣法 在階段曝氣池中，污水沿池長多點進(jìn)入，這樣使有機物在曝氣池中的分配較為均勻，避免前端缺氧過剩的弊病，提高了

4、空氣的利用效率和曝氣池的工作能力，并且由于容易改變各個進(jìn)水口的水量，在運行上也有較大的靈活性。階段曝氣池也稱多點進(jìn)水活性污泥法，是傳統(tǒng)活性污泥法的一個簡單改進(jìn)，克服傳統(tǒng)法的供氧與需氧不平衡的矛盾 。 二、活性污泥運行方式及工藝流程發(fā)展二、活性污泥運行方式及工藝流程發(fā)展 3、漸減曝氣法 這種方法也是對傳統(tǒng)法供氧不平衡的一個改進(jìn)方法，是將曝氣池的供氧沿活性污泥推進(jìn)方向逐漸減少 二、活性污泥運行方式及工藝流程發(fā)展 4、延時曝氣法 延時曝氣法即長時間曝氣的活性污泥法，或稱完全氧化法，這種方法曝氣時間長、負(fù)荷低，有機物去除率高，產(chǎn)泥量少，適用于小型污水處理廠。二、活性污泥運行方式及工藝流程發(fā)展 5、吸附

5、再生活性污泥法 吸附再生活性污泥法是把曝氣池一隔為二，分吸附池和再生池，污水在吸附池內(nèi)停留數(shù)十分鐘，污水中的有機物被污泥所吸附，進(jìn)入二沉池。泥水分離后的回流污泥進(jìn)入再生池，再生池實行悶曝，使污泥中吸附的有機物進(jìn)一步氧化分解，恢復(fù)了活性的污泥隨后再次進(jìn)行吸附池同新的進(jìn)入的污水接觸并重復(fù)上述過程 。二、活性污泥運行方式及工藝流程發(fā)展二、活性污泥運行方式及工藝流程發(fā)展 6、完全混合活性污泥法 完全混合活性污泥法的流程和傳統(tǒng)法相同，區(qū)別是污水和回流污泥進(jìn)入曝氣池時，立即與池內(nèi)原先存在的混合液充分混合。二、活性污泥運行方式及工藝流程發(fā)展 7、A-B法 A-B法（也稱為生物吸附活性污泥法）是兩級活性污泥法

6、的一種形式，整個系統(tǒng)分成負(fù)荷不同的A級和B級，A級污泥負(fù)荷高，B級為標(biāo)準(zhǔn)的低負(fù)荷活性污泥裝置。A-B法的BOD5和COD的去除率比相應(yīng)的一般活性污泥法高，特別是COD的去除率，提高更顯著 。二、活性污泥運行方式及工藝流程發(fā)展二、活性污泥運行方式及工藝流程發(fā)展 8、氧化溝工藝的原理 氧化溝法處理污水，其本質(zhì)是延時曝氣活性污泥法，污水在溝內(nèi)完成20-120次循環(huán)，使氧化溝基本上是混合式，但又具有推流式的基本特征。從整個氧化溝看，可以認(rèn)為它是一個完全混合水池，氧化溝集中了幾次處理方法的優(yōu)點 。厭氧生物處理厭氧污水污泥處理技術(shù)的發(fā)展厭氧污水污泥處理技術(shù)的發(fā)展18601860年法國的年法國的MurasM

7、uras將簡易沉淀池改為污泥處理構(gòu)筑物；將簡易沉淀池改為污泥處理構(gòu)筑物；18951895年英國年英國CameronCameron進(jìn)一步改進(jìn)為腐化池；進(jìn)一步改進(jìn)為腐化池；19031903年英國的年英國的TravisTravis首先建成了雙層沉淀池；首先建成了雙層沉淀池；19061906年德國的年德國的ImhoffImhoff發(fā)明發(fā)明ImhoffImhoff雙層沉淀池；雙層沉淀池；19121912年英國的伯明翰市建了第一個消化池；年英國的伯明翰市建了第一個消化池；19201920年英國年英國WatsonWatson建成最早二級消化池，同時利用了沼氣；建成最早二級消化池，同時利用了沼氣；192519

8、2519261926年在德國、美國相繼建成較標(biāo)準(zhǔn)的消化池。年在德國、美國相繼建成較標(biāo)準(zhǔn)的消化池。 厭氧生物處理法或厭氧消化法厭氧生物處理法或厭氧消化法：在厭氧條件下，依賴：在厭氧條件下，依賴兼性厭氧菌和兼性厭氧菌和專性厭氧菌專性厭氧菌的生物化學(xué)作用，對有機物進(jìn)行生物降解的過程。的生物化學(xué)作用，對有機物進(jìn)行生物降解的過程。厭氧生物處理法的處理對象是：高濃度有機工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)污水的厭氧生物處理法的處理對象是：高濃度有機工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)污水的污泥、動植物殘體及糞便等。污泥、動植物殘體及糞便等。厭氧法的基本原理 厭氧消化機理厭氧消化機理: :在無氧條件下，由兼性厭氧菌和專性厭氧菌降解有機物在無氧條件下，

9、由兼性厭氧菌和專性厭氧菌降解有機物使污泥得到穩(wěn)定，最終產(chǎn)物是二氧化碳和甲烷氣。使污泥得到穩(wěn)定，最終產(chǎn)物是二氧化碳和甲烷氣。兩階段理論兩階段理論： 1、酸化階段、酸化階段: 天然高分子化合物在無氧條件下被降解成有機酸、醛、醇等天然高分子化合物在無氧條件下被降解成有機酸、醛、醇等 液態(tài)產(chǎn)物；液態(tài)產(chǎn)物； 2、氣化階段：主要產(chǎn)甲烷、氣化階段：主要產(chǎn)甲烷三階段理論三階段理論第一階段第一階段:水解發(fā)酵階段水解發(fā)酵階段 第二階段第二階段:產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段第三階段第三階段:產(chǎn)甲烷階段產(chǎn)甲烷階段 在該階段，復(fù)雜的有機物在厭氧菌胞外酶作用下，首先被分解成簡單的有機物。繼而這些有機物在產(chǎn)酸菌作用下經(jīng)過厭

10、氧發(fā)酵和氧化轉(zhuǎn)化成乙酸、丙酮、丁酸等脂肪酸和醇類等。主要水解發(fā)酵菌：專性厭氧菌和兼性厭氧菌產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌把除乙酸、甲烷、甲醇以外的第一階段產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，如丙酮、丁酸等脂肪酸和醇類等轉(zhuǎn)化成乙酸和氫，并有CO2產(chǎn)生。產(chǎn)甲烷菌把第一階段和第二階段產(chǎn)生的乙酸H2和CO2等轉(zhuǎn)化為甲烷 I 甲 酸 類 甲 醇 產(chǎn) 甲 胺 通 過 不 同 廢 水 或 污 泥 蛋 白 質(zhì) 氨 基 酸 物 乙 酸 等 途 徑 轉(zhuǎn) 化 中 不 溶 態(tài) 大 多 糖 C6H12O6 為 CH4、 分 子 有 機 物 脂 類 甘 油 II 丙 酸 CO2等 脂 肪 酸 類 丁 酸 CO2 、 H 產(chǎn) 乳 酸 和 乙 酸 物 乙 醇 等

11、 水 解 階 段 酸 化 階 段 氣 化 階 段 酸 化 I 酸 化 II 不 完 全 厭 氧 消 化 (酸 發(fā) 酵 ) 發(fā) 酵 菌 發(fā) 酵 菌 甲 烷 菌 產(chǎn) 氫 產(chǎn) 乙 酸 菌 三階段理論過程圖三階段理論過程圖厭氧法的影響因素厭氧法的影響因素 甲烷發(fā)酵階段是厭氧消化反應(yīng)的控制階段，因此厭氧反應(yīng)的各項甲烷發(fā)酵階段是厭氧消化反應(yīng)的控制階段，因此厭氧反應(yīng)的各項影響因素也以對甲烷菌的影響因素為準(zhǔn)。影響因素也以對甲烷菌的影響因素為準(zhǔn)。 一、溫度一、溫度 溫度是影響微生物生存及生物化學(xué)反應(yīng)最重要的因素之一。一般認(rèn)溫度是影響微生物生存及生物化學(xué)反應(yīng)最重要的因素之一。一般認(rèn)為，產(chǎn)甲烷菌的溫度范圍為為，產(chǎn)甲

12、烷菌的溫度范圍為5 56060，在，在35(35(中溫消化，中溫消化，20d)20d)和和5353（高溫消化，（高溫消化，1010天）上下可以分別獲得較高的消化效率，溫度為天）上下可以分別獲得較高的消化效率，溫度為40404545時，氧消化效率較低。溫度的急劇變化和上下波動不利于厭時，氧消化效率較低。溫度的急劇變化和上下波動不利于厭氧消化作用。短時間內(nèi)溫度升降氧消化作用。短時間內(nèi)溫度升降55，沼氣產(chǎn)量明顯下降，波動的幅，沼氣產(chǎn)量明顯下降，波動的幅度過大時，甚至停止產(chǎn)氣。溫度的波動，不僅影響沼氣產(chǎn)量，還影響度過大時，甚至停止產(chǎn)氣。溫度的波動，不僅影響沼氣產(chǎn)量，還影響沼氣中的甲烷含量，此其高溫消化

13、對溫度變化更為敏感。沼氣中的甲烷含量，此其高溫消化對溫度變化更為敏感。 二、二、pHpH值值 pH pH值條件失常首先使產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸作用和產(chǎn)甲烷作用受抑制，使產(chǎn)酸值條件失常首先使產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸作用和產(chǎn)甲烷作用受抑制，使產(chǎn)酸過程所形成的有機酸不能被正常地代謝降解，從而使整個消化過程的過程所形成的有機酸不能被正常地代謝降解，從而使整個消化過程的各階段間的協(xié)調(diào)平衡喪失。若各階段間的協(xié)調(diào)平衡喪失。若pHpH值降到值降到5 5以下，對產(chǎn)甲烷菌毒性較大，以下，對產(chǎn)甲烷菌毒性較大，同時產(chǎn)酸作用本身也受抑制，整個厭氧消化過程即停滯。即使同時產(chǎn)酸作用本身也受抑制，整個厭氧消化過程即停滯。即使pHpH值恢值恢復(fù)到復(fù)到7

14、.07.0左右，厭氧裝置的處理能力仍不易恢復(fù)；而在稍高左右，厭氧裝置的處理能力仍不易恢復(fù)；而在稍高pHpH值時，值時，只要恢復(fù)中性，產(chǎn)甲烷菌能較快地恢復(fù)活性。所以厭氧裝置適宜在中只要恢復(fù)中性，產(chǎn)甲烷菌能較快地恢復(fù)活性。所以厭氧裝置適宜在中性或稍偏堿性的狀態(tài)下運行。性或稍偏堿性的狀態(tài)下運行。最適最適pHpH值為值為7.07.07.27.2，pH6.6pH6.67.47.4較為較為適宜。適宜。 三、氧化還原電位三、氧化還原電位 無氧環(huán)境是嚴(yán)格厭氧的產(chǎn)甲烷菌繁殖的最基本條件之一，產(chǎn)甲烷無氧環(huán)境是嚴(yán)格厭氧的產(chǎn)甲烷菌繁殖的最基本條件之一，產(chǎn)甲烷菌對氧和氧化劑非常敏感。產(chǎn)甲烷菌初始繁殖的環(huán)境條件是氧化還原

15、電菌對氧和氧化劑非常敏感。產(chǎn)甲烷菌初始繁殖的環(huán)境條件是氧化還原電位不能高于位不能高于-330mV-330mV。在厭氧消化全過程中，不產(chǎn)甲烷階段可在兼氧條件下完成，氧化在厭氧消化全過程中，不產(chǎn)甲烷階段可在兼氧條件下完成，氧化還原電位為還原電位為+0.1+0.1-0.1V-0.1V，而在產(chǎn)甲烷階段，氧化還原電位須控制為，而在產(chǎn)甲烷階段，氧化還原電位須控制為- -0.30.3-0.35V-0.35V（中溫消化）與（中溫消化）與-0.56-0.560.6V0.6V（高溫消化），常溫消化與中（高溫消化），常溫消化與中溫相近。產(chǎn)甲烷階段氧化還原電位的臨界值為溫相近。產(chǎn)甲烷階段氧化還原電位的臨界值為-0.2

16、V-0.2V。 四、有機負(fù)荷四、有機負(fù)荷 在一定范圍內(nèi)，隨著有機負(fù)荷的提高，產(chǎn)氣率趨向下降，而消化器的在一定范圍內(nèi)，隨著有機負(fù)荷的提高，產(chǎn)氣率趨向下降，而消化器的容積產(chǎn)氣量則增多。容積產(chǎn)氣量則增多。 若有機負(fù)荷過高，則產(chǎn)酸率將大于用酸（產(chǎn)甲烷）率，揮發(fā)酸將累積若有機負(fù)荷過高，則產(chǎn)酸率將大于用酸（產(chǎn)甲烷）率，揮發(fā)酸將累積而使而使pHpH值下降、破壞產(chǎn)甲烷階段的正常進(jìn)行，嚴(yán)重時產(chǎn)甲烷作用停頓，值下降、破壞產(chǎn)甲烷階段的正常進(jìn)行，嚴(yán)重時產(chǎn)甲烷作用停頓，系統(tǒng)失敗，并難以調(diào)整復(fù)蘇。此外，有機負(fù)荷過高，則過高的水力負(fù)荷系統(tǒng)失敗，并難以調(diào)整復(fù)蘇。此外，有機負(fù)荷過高，則過高的水力負(fù)荷還會使消化系統(tǒng)中污泥的流失速

17、率大于增長速率而降低消化效率。若有還會使消化系統(tǒng)中污泥的流失速率大于增長速率而降低消化效率。若有機負(fù)荷過低，物料產(chǎn)氣率或有機物去除率雖可提高，但容積產(chǎn)氣率降低，機負(fù)荷過低，物料產(chǎn)氣率或有機物去除率雖可提高，但容積產(chǎn)氣率降低，反應(yīng)器容積將增大，使消化設(shè)備利用效率降低，投資和運行費用提高。反應(yīng)器容積將增大，使消化設(shè)備利用效率降低，投資和運行費用提高。 五、厭氧活性污泥五、厭氧活性污泥 厭氧活性污泥主要由厭氧微生物及其代謝的和吸附的有機物、無厭氧活性污泥主要由厭氧微生物及其代謝的和吸附的有機物、無機物組成。厭氧活性污泥的濃度和性狀與消化的效能有密切的關(guān)系。機物組成。厭氧活性污泥的濃度和性狀與消化的效

18、能有密切的關(guān)系。性狀良好的污泥是厭氧消化效率的基礎(chǔ)保證。厭氧活性污泥的性質(zhì)主性狀良好的污泥是厭氧消化效率的基礎(chǔ)保證。厭氧活性污泥的性質(zhì)主要表現(xiàn)為它的作用效能與沉淀性能，前者主要取決于活微生物的比例要表現(xiàn)為它的作用效能與沉淀性能，前者主要取決于活微生物的比例及其對廢物的適應(yīng)性和活微生物中生長速率低的產(chǎn)甲烷菌的數(shù)量是否及其對廢物的適應(yīng)性和活微生物中生長速率低的產(chǎn)甲烷菌的數(shù)量是否達(dá)到與不產(chǎn)甲烷菌數(shù)量相適應(yīng)的水平。活性污泥的沉淀性能與污泥的達(dá)到與不產(chǎn)甲烷菌數(shù)量相適應(yīng)的水平?；钚晕勰嗟某恋硇阅芘c污泥的凝聚性有關(guān)、與好氧處理一樣，厭氧活性污泥的沉淀性能也以凝聚性有關(guān)、與好氧處理一樣，厭氧活性污泥的沉淀性能

19、也以SVISVI衡衡量。量。 六、攪拌和混合六、攪拌和混合 混合攪拌是提高消化效率的工藝條件之一。沒有攪拌的厭氧消化池，混合攪拌是提高消化效率的工藝條件之一。沒有攪拌的厭氧消化池，池內(nèi)料液常有分層現(xiàn)象。池內(nèi)料液常有分層現(xiàn)象。通過攪拌可消除池內(nèi)梯度，增加食料與微生通過攪拌可消除池內(nèi)梯度，增加食料與微生物之間的接觸，避免產(chǎn)生分層，促進(jìn)沼氣分離。在連續(xù)投料的消化池物之間的接觸，避免產(chǎn)生分層，促進(jìn)沼氣分離。在連續(xù)投料的消化池中，還使進(jìn)料迅速與池中原有料液相混勻中，還使進(jìn)料迅速與池中原有料液相混勻。 攪拌的方法有攪拌的方法有: :（1 1）機械攪拌器攪拌法；（）機械攪拌器攪拌法；（2 2）消化液循環(huán)攪拌法；）消化液循環(huán)攪拌法；（3 3）沼氣循環(huán)攪拌法等。其中沼氣循環(huán)攪拌，還有利于使沼氣中的）沼氣循環(huán)攪拌法等。其中沼氣循環(huán)攪拌，還有利于使沼氣中的CO