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文檔簡介
1、1、生化需氧量 biochmical oxygen demand 水樣在一定條件下,于一定期間內(nèi)(一般采用5日、20)進行需氧化所消耗的溶解氧量。英文簡稱BOD。 2、化學需氧量 chemical oxygen demand 水樣中可氧化物從氧化劑重鉻酸鉀中所吸收的氧量。英文簡稱COD。 3、耗氧量 oxygen consumption 水樣中氧化物從氧化劑高錳酸鉀所吸收的氧量。英文簡稱OC或CODMn 。 4、懸浮固體 suspended solid 水中呈懸浮狀態(tài)的固體,一般指用濾紙過濾水樣,將濾后截留物在105溫度中干燥恒重后的固體重量。英文簡稱SS5、污泥 sludge 在水處理過程中
2、產(chǎn)生的,以及排水管渠中沉積的固體與水的混合物或膠體物。 6、污泥處理 sludge treatment 對污泥的最終安排。一般將污泥作農(nóng)肥、制作建筑材料、填埋和投棄等。7、活性污泥法 activated sludge process 污水生物處理的一種方法。該法是在人工充氧條件下,對污水和各微生物群體進行連續(xù)混和培養(yǎng),形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用,以分解去除污水中的有機污染物。然后使污泥與水分離,大部分污泥再回流到曝氣池,多余部分則排出活性污泥系統(tǒng)。8、生物膜法 biomembrance process 污水生物處理的一種方法。該法采用各種不同載體,通過污水與載體的不斷
3、接觸,在載體上繁殖生物膜,利用膜的生物吸附和氧化作用,以降解去除污水中的有機污染物,脫落下來的生物膜與水進行分離。9、初次沉淀池 primary sedimentation tank 污水處理中第一次沉淀的構筑物,主要用以降低污水中的懸浮固體濃度。10、二次沉淀池 secondary sedimentation tank 污水生物處理出水的沉淀構筑物,用以分離其中的污泥。 11、生物濾池 biological filter ,trickling filter 由碎石或塑料制品填料構成的生物處理構筑物。污水與填料表面上生長的微生物膜間歇接觸,使污水得到凈化。 12、生物接觸氧化 bio-cont
4、act oxidation 由浸沒在污水中的填料和人工曝氣系統(tǒng)構成的生物處理工藝。在有氧的條件下,污水與填表面的生物膜反復接觸,使污水獲得凈化。 13曝氣池 aeration tank 利用活性污泥法進行污水生物處理的構筑物。池內(nèi)提供一定污水停留時間,滿足好氧微生物所需的氧量以及污水與活性污泥充分接觸的混合條件。 14好氧消化 aerobic digestion 污泥經(jīng)過較長時間的曝氣,其中一部分有機物由好氧微生物進一步降解和穩(wěn)定的過程。 15、 厭氧消化 anaerobic digestion 在無氧條件下,污泥中的有機物由厭氧微生物進行降解和穩(wěn)定的過程。 3. NH3-N:氨氮數(shù) TN:總
5、氮;6.表曝:表面曝氣技術。表面曝氣機乃是利用馬達直接帶動軸流式葉輪,將廢水由導管經(jīng)導水板向四周噴出并形成一薄片(或水滴狀)的水幕,在飛行途中和空氣接觸形成水滴,在落下時撞擊液面,液面產(chǎn)生亂流及大量的氣泡,使水中含氧增加。表曝機: 用于污水處理中使用的豎軸式機械表面曝氣裝置。7. DO溶解氧dissolved 溶解的 oxygen 氧氣10. CSH:微生物細胞表面的疏水性水體有機污染? 主要是指由城市污水,食品工業(yè)和造紙工業(yè)等排放含有大量有機物的廢水所造成的污染。這些污染物在水中進行生物氧化分解過程中,需消耗大量溶解氧,一旦水體中氧氣供應不足,會使氧化作用停止,引起有機
6、物的厭氧發(fā)酵,散發(fā)出惡臭,污染環(huán)境,毒害水生生物。容積負荷 指每立方米池容積每日負擔的有機物量,一般指單位時間單位體積負擔的BOD5其計量單位通常以kg/(m3·d)表示。 這個經(jīng)常指BOD,不是COD的負荷。生物處理方法? 答:生物處理是利用微生物來吸咐、分解、氧化污水中的有機物,把不穩(wěn)定的有機物降解為穩(wěn)定無害的物質(zhì),從而使污水得到凈化?,F(xiàn)代的生物處理法,按作用微生物的不同,可分好氧氧化和厭氧還原兩大類。前者廣泛用于處理城市污水和有機性工業(yè)廢水。好氧氧化應用較廣包含著很多藝種工藝和構筑物。生物膜法(包含生物過濾池、生物轉盤)、生物接觸氧化等
7、多種工藝和構筑物?;钚晕勰喾ê蜕锬しǘ际侨斯ど锾幚矸椒?。此外還有農(nóng)田和池塘的天然生物處理法,即灌溉田和生物塘。生物處理成本低廉,因此是目前應用最廣泛的污水處理方法。 活性污泥生物處理法往往在其前面先加以物理處理,因此,活性污泥法處理屬于二級處理范疇。經(jīng)過物理處理和活性污泥處理后產(chǎn)生污泥,二級處理污水廠的污泥主要有初沉污泥和剩余生物污泥兩種。一般污泥量約是污水量的57(含水率95%)。污泥富有肥效,但又含細菌和寄生蟲卵,還可能含有毒重金屬。在利用應適當處理,處理污泥采用得較多的方法是厭氧消化中會產(chǎn)生大量的消化氣(沼氣),沼氣是可燃的有用氣體。消化后的污泥含水率仍很高,不
8、易運送。因此,還需要進行脫水,干化等處理??偣腆w(TS)? 是指水樣在100溫度下,在水浴鍋上蒸發(fā)至干所余留的總固體數(shù)量。它是污水中溶解性固體和非溶解性固體的總和。它可反映出污水中固體的總濃度。通過進出水固體的分析可反映出污水處理構筑物對去除總固體的效果 6、什么是懸浮固體(SS)? 答:是指污水中能被濾器截留的固體物質(zhì)數(shù)量。10、總氮、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮(N、NH4+、NO2 NO3)指示意義是什么? 污水中有大量的含碳有機物與含氮有機物,前者以碳、氫、氧為基本元素。后者以氮、硫、磷為基
9、本元素。含氮有機物在好氧分解過程中,最終會轉化為氨氮肥、亞硝酸鹽氮肥、硝酸鹽氮、水和二氧化碳等無機物。因此測定上述三個指標可反映污水分解過程與經(jīng)處理后無機化的程度。當二級污水處理廠中只有少量亞硝酸氮出現(xiàn)時,該處理出水尚不能穩(wěn)定,當氧量不足時,則污水中的有機氮大多數(shù)轉化為無機物,出水流入水體后是較為穩(wěn)定的。一般進廠污水的氨氮值約3070mg/L。進廠水中一般不含有亞硝酸鹽與硝酸鹽。二級污水處理廠一般不能大量除氮肥,處理程度較高時,能夠?qū)⒉糠莅钡D化為硝酸鹽氮。 11、磷、氮(P、N)指標意義是什么? 答:污水中磷和鉀的含量影響微生物的生長,活性污泥污處
10、理污水要維持BOD5:N:P的比例在100:5:1以上,在城市污水廠,一般都能達到這個比例。有些工業(yè)廢水達不到這個比例,就必須向污水添加營養(yǎng)劑 12、什么是溶解氧、測定目的是什么? 答:溶解氧是指溶解于水中的氧量,它與溫度、壓力、微生物的生化作用有密切關系。在一定溫度下,水中最多只能溶解一定量的氧,例如20時,蒸餾水的溶解氧飽和值為9.17 mg/L。 在污水處理中常常測定出水和曝氣池中的溶解值,根據(jù)它的大小來調(diào)節(jié)空氣供應量,了kgBOD5需要的空氣量。 衡量污
11、水可生化程度,當BOD5/COD大于0.3時,說明污水可以進行生化處理。小于0.3時,則難以生化處理。比值在0.50.6時,生化過程很容易進行。13、污泥泥齡是曝氣池中工作著的活性污泥總量與每天排放的剩余污泥之比值,單位是d。在運行平穩(wěn)時,可理解為活性污泥在曝氣中平均停留時間。固體停留時間 solid retention time(SRT)固體停留時間SRT是生物體(污泥)在處理構筑物內(nèi)的平均駐留時間,即污泥齡。從直觀上看,可以用處理構筑物內(nèi)的污泥總量與剩余污泥排放量的比值來表示,其單位一般為d?;旌弦簯腋」腆w濃度是曝氣池中污水和活性污泥混合后的混合液懸浮固體數(shù)量,單位(mg/L),它是計量曝
12、氣池中活性污泥數(shù)量的指標,由于測定簡便,往往以它作為粗略計量活性污泥微生物量的指標。混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度是指混合液懸浮固體中有機物的重量(通常用600下的燒灼減量來測定),故有人認為能較MLSS更確切地代表活性污泥微生物的數(shù)量。什么是污泥指數(shù)(SVI)? 答:污泥指數(shù)指曝氣池混合液經(jīng)30min靜沉后,相應的1g干污泥所占的容積(以ml計)即:SVI=混合液30min靜沉后污泥沉積(ml)/污泥干重(g) 。污泥平均停留時間:指在反應系統(tǒng)內(nèi)微生物從生成開始到排除系統(tǒng)的平均停留時間,相當于系統(tǒng)內(nèi)微生物全部更新一次所需要的時間。活性污泥:就是由細菌、原生動物等微生
13、物與懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)混雜在一起形成的具有很強吸附分解有機物能力的絮狀體顆粒。 生物膜:其實就是附著在填料上的膜狀活性污泥。 絲狀細菌:細胞相連成為絲狀的細菌的統(tǒng)稱 污泥膨脹:泥水不能很好分離,即污泥不凝聚、起泡沫、反硝化。起因是污泥絮體(菌膠團)結構不正常造成。 反硝化作用:硝酸鹽和亞硝酸鹽被還原為氣態(tài)氮和氧化亞氮的過程 污泥沉降比:指將混勻的曝氣池活性污泥混合液迅速倒進1000ml量筒中至滿刻度,靜置沉淀30分鐘后,則沉淀污泥與所取混合液之體積比,又稱污泥沉降體積(SV30)以mL/L表示。 混合液懸浮固體濃度:又稱為
14、混合液污泥濃度,它表示的是在曝氣池單位容積混合液內(nèi)所含有的活性污泥固體物的總重量(mg/L)。 生物流化床:以粒徑小于1 mm的石英砂、焦炭、活性炭、套粒和發(fā)泡聚丙烯顆粒等為載體,通過脈沖進水措施使污水由下向上流過,使載體呈流動狀態(tài)(流化),依靠載體表面附著生長的生物膜,使污水得到凈化。 比阻:單位過濾面積上,單位質(zhì)量干污泥所受到的過濾阻力 毛細管吸水時間:污泥水在吸水紙上滲透距離為1cm 所需要的時間。污泥體積指數(shù)SVI:指曝氣池活性污泥混合液經(jīng)30min沉降后,1克干污泥所占的污泥層體積(mL)。 硝化細菌的特點:好氧;自養(yǎng);生長
15、緩慢 反硝化菌是兼性異養(yǎng)細菌。碳源在反硝化過程中的作用:1反硝化脫氮時的電子供體;2合成微生物細胞;3異養(yǎng)菌氧化而耗氧,創(chuàng)造缺氧環(huán)境,使反硝化作用啟動。污泥負荷:污泥負荷(Ns)是指單位質(zhì)量的活性污泥在單位時間內(nèi)所去除的污染物的量。污泥負荷在微生物代謝方面的含義就是F/M比值,單位kgCOD(BOD)/(kg污泥.d)曝氣池內(nèi)每公斤活性污泥單位時間負擔的五日生化需氧量公斤數(shù)。其計量單位通常以kg/(kg·d)表示。水力停留時間(Hydraulic Retention Time)簡寫作HRT,水處理工藝名詞,水力停留時間是指待處理污水在反應器內(nèi)的平均停
16、留時間,也就是污水與生物反應器內(nèi)微生物作用的平均反應時間。因此,如果反應器的有效容積為V(立方米),則:HRT = V / Q (h)。即水力停留時間等于反應器高度與水流速度之比。水力負荷是單位體積濾料或單位面積每天可以處理的廢水水量(如果采用回流系統(tǒng),則包括回流水量)。單位是立方米(廢水)/立方米(濾料)·日或立方米(廢水)/平方米(水池)·日。是沉淀池、生物濾池等設計和運行的重要參數(shù)。單位時間內(nèi),通過單位面積的水體叫水力負荷。表面水力負荷Hydraulicsurface loading每平方米表面積單位時間內(nèi)通過的污水體積數(shù)。其計量單位通常以m3/m2.h表示。污泥濃度
17、sludge concentration 單位體積污泥含有的干固體重量,或干固體占污泥重量的百分比。污泥總固體濃度 mud total solid density 是用于表示及控制混合液中活性污泥微生物量的指標,單位為mg/L或kg/m3,包括MLSS和MLVSS.它表示混合液活性污泥中有機性固體物質(zhì)部分的濃度。1、生物強化技術怎么樣才能高效的應用?是指通過向傳統(tǒng)的生物處理系統(tǒng)中引入具有特定功能的微生物,提高有效微生物的濃度,增強對難降解有機物的降解能力,提高其降解速率,并改善原有生物處理體系對難降解有機物的去除效能。高效菌種2、從“生物膜”的兩面性即優(yōu)點和缺點,談談它在水環(huán)境方面的應用和防治
18、?生物膜可認為是由一種或是多種微生物群體組成的,并附著在一種載體表面上進行生長發(fā)育。生物膜主要由微生物細胞和它們所產(chǎn)生的胞外多聚物組成。微生物生長在惰性載體的表面且分布不均勻、不連續(xù),具有較強的吸附和生物降解性能的結構。生物膜法技術具有很強的抗沖擊負荷能力,處理效率高、剩余污泥產(chǎn)泥量少、運行管理方便,運行維護簡單等特點,因此在污水處理中有著廣泛的應用。 生物膜法優(yōu)點: 1)微生物多樣化,生物的食物鏈長,有利于提高污水處理效果和單位面積的處理負荷; 2)能夠繁殖世代時間較長的微生物,優(yōu)勢菌群分段運行,有利于提高微生物對有機污染物的降解效率和增加難降解污染物的去除率,提高脫氮除
19、磷效果; 3)對水質(zhì)、水量變動有較強的適應性,耐沖擊負荷力增強;微生物量多,處理能力大、凈化功能強 4)污泥沉降性能好,易于固液分離,剩余污泥產(chǎn)量少,降低了污泥處理費用,進而降低投資費用 5)適合低濃度污水的處理; 6)易于維護,運行管理方便,耗能低。 生物膜法缺點:1)生物膜法對環(huán)境溫度的要求較高,氣溫過高或過低都會影響生物膜的活性,引起生物膜的壞死和脫落。出水常常攜帶較大的脫落的生物膜片,大量非活性細小懸浮物分散在水中使處理水的澄清度降低; 2)載體材料的比表面積小,BOD容積負荷有限; 3)生物膜法中使用的濾料屬于消耗品,需要對其進行周性
20、的更新,增大了運行期間的管理費用 4)生物膜法對工藝設計和運行條件的要求較為嚴格,一旦發(fā)生問題,便會引起濾料的破損和堵塞,降低出水的水質(zhì)。 5)活性生物量較難控制,在運行方面靈活性差;6)采用自然通風供氧,在生物膜內(nèi)層往往形成厭氧層,從而縮小了具有凈化功能的有效容積。 特別是對微生物對物質(zhì)的代謝機理、微生物的群落結構和功能、曝氣生物濾池和膜反應器的創(chuàng)新改進及濾料的選擇應用。這些都將直接影響生物膜法對污水的處理能力。3、為什么A-B工藝中A段優(yōu)勢微生物種群屬原核生物,而B段占優(yōu)勢微生物種群以原生動物及后生動物為主?這種分布是人為造成的,還是在該條件下微生物的自然選擇?其環(huán)境主導因素是什
21、么?廢水生物處理新技術P73-744、基質(zhì)和傳質(zhì)?基質(zhì)稱為“一種分析物(analyte)的環(huán)境(milieu)”,即指標本中除分析物以外的一切組成。傳質(zhì)是體系中由于物質(zhì)濃度不均勻而發(fā)生的質(zhì)量轉移過程。體系中由于熵自動向最大值移動,即趨向均勻,如果各部分溫度不均勻,會趨向一個平均溫度,如果濃度不均勻,也會趨向一個平均濃度,但濃度的傳遞必須發(fā)生在流體中間,可以是兩種流體之間,也可以是一種流體和固體之間傳質(zhì)(如萃取),但不可能在兩種固體之間發(fā)生傳質(zhì)過程(雖然可以發(fā)生傳熱過程)。在化學工業(yè)中,一般應用的是氣-液系統(tǒng);液-液系統(tǒng)和固-液系統(tǒng)之間的傳質(zhì)過程。5、 BMTS的全稱是什么?它是如何工作進行固液
22、分離的?BOOK_P446、 不同種類的微生物在氧化溝工藝中是如何分布的?各微生物的功能與該工藝本身是如何結合的?好氧條件實現(xiàn)生物強化除磷( enhanced biological phosphorus removal,EBPR) ,是一種經(jīng)濟、環(huán)境友好的除磷方法,活性污泥中聚磷菌( phosphorus accumulating oranisms,PAOs) 的富集是生物強化除磷系統(tǒng)正常運行的主要條件1 厭氧條件下,PAOs 利用胞內(nèi)聚磷分解和糖原降解所產(chǎn)生的能量吸收揮發(fā)性脂肪酸( volatile fatty acids,VFAs) 等碳源,并儲存為聚羥基脂肪酸( poly-hydroxy
23、alkanoates,PHAs) ;好氧時,PAOs 以氧化PHAs 為能量來源實現(xiàn)生物生長、糖原合成以及磷的吸收,最終通過剩余污泥的排放實現(xiàn)污水中磷的有效去除27、根據(jù)推動力的不同,膜分離原理主要有哪幾種?并作簡要解釋。過程推動力傳遞機理說明微濾壓力差(100kPa)篩分孔徑為0.0510m,能截留膠體顆粒、微生物及懸浮粒子超濾壓力差(1001000kPa)篩分孔徑為220nm,能截留小膠體粒子、大分子物質(zhì)納濾壓力差(5001500kPa)溶解-擴散唐南效應孔徑為25nm,表面分離層由聚電解質(zhì)構成,能截留部分離子及有機物。反滲透壓力差(100010000kPa)優(yōu)先吸附、毛細管流動、溶解-擴
24、散幾乎無孔,可以截留大多數(shù)溶質(zhì)(包括離子)而使溶劑通過,操作壓力較高。透析濃度差反離子經(jīng)離子交換膜的遷移穿過膜的選擇性擴散過程,是通過小分子經(jīng)過半透膜擴散到水(或緩沖液)的原理,從高分子溶液中去除小分子溶質(zhì)。電滲析電化學勢電滲透溶解-擴散電滲析采用帶電的離子交換膜,在電場作用下膜能允許陰、陽離子通過,可用于溶液去除離子。氣體分離壓力差(100010000kPa)濃度差溶解-擴散氣體分離是依據(jù)混合氣體中各組分在膜中滲透性的差異而實現(xiàn)的膜分離過程。滲透汽化分壓差濃度差溶解-擴散滲透汽化是在膜兩側濃度差的作用下,原料液中的易滲透組分通過膜并汽化,從而使原液體混合物得以分離的膜過程。乳化液膜分離濃度差
25、PH差促進傳遞和溶解-擴散以液膜為分離介質(zhì)、以濃度差等作為推動力將液-液萃取過程同反萃取過程相結合的分離過程。膜蒸餾溫度差蒸氣壓差氣化 擴散膜技術與蒸發(fā)過程相結合,膜熱側和冷側水溶液間的溫度差引起傳質(zhì)組分的氣相分壓差,水蒸氣透過膜孔從暖側進入冷側而冷凝。膜萃取濃度差化學位差溶解-擴散膜技術和液液萃取過程相結合,萃取劑和料液不直接接觸,分別在膜兩側流動,即通過化學反應給流動載體不斷提供能量,使其可能從低濃度區(qū)向高濃度區(qū)輸送溶質(zhì)。親和膜生物特異性和選擇性載體與配基互補匹配一種利用親和配基修飾的膜為介質(zhì)的分離純化生物大分子的技術,是膜分離技術和親和層析技術的有機結合。8、試舉例說明厭氧發(fā)酵三階段理論
26、,并寫出每個階段的代表性微生物名稱。(采用標準的雙名法寫)實例:沼氣池產(chǎn)沼氣,主要成分是甲烷。厭氧發(fā)酵三階段:第一階段為水解發(fā)酵階段。分解細菌將糞便、秸稈、雜草等復雜的有機物加工成結構簡單的化合物。在水解與發(fā)酵細菌作用下,碳水化合物,蛋白質(zhì)與脂肪水解與發(fā)酵轉化成單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氫等;代表微生物:纖維素分解菌 cellulolytic bacteria第二階段為產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸階段。在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下,把第一階段的產(chǎn)物轉化成氫、二氧化碳和乙酸;這一階段產(chǎn)酸速率很快,致使料液pH值迅速下降,使料液具有腐爛氣味。代表微生物:木質(zhì)醋酸菌 Acetobacter Xylinium第
27、三階段為產(chǎn)甲烷階段。有機酸和溶解性含氮化合物分解成氨、胺、碳酸鹽和二氧化碳、甲烷、氮氣、氫氣等。甲烷菌將乙酸分解產(chǎn)生甲烷和二氧化碳,利用氫將二氧化碳還原為甲烷,在此階段pH值上升。代表微生物:嗜堿產(chǎn)甲烷桿菌 Methanbacterium alcaliphilum 甲烷八疊球菌 Methanosarcina thermophila 索氏甲烷絲菌 Methanothrix soehgenii 9、(1)你是如何理解自由懸浮的微生物的?舉例說明這樣的微生物生長的環(huán)境。(2)如何理解活性污泥?(3)試說明懸浮微生物個體、生物膜、活性污泥的區(qū)別和聯(lián)系?1)自由懸浮的微生物能夠自由移動,很容易接觸到營養(yǎng)
28、物質(zhì),在對營養(yǎng)物質(zhì)的爭食中占明顯的優(yōu)勢。漂浮在空氣中,液體中。固體表面。2)活性污泥是一種由無數(shù)細菌和其他微生物組成的絮凝體,其表面有一多糖類粘質(zhì)層?;钚晕勰喾ň褪抢眠@種活性污泥的吸附、氧化作用,去除廢水澡的有機污染物。 3)活性污泥中復雜的微生物與廢水中的有機營養(yǎng)物形成了復雜的食物鏈。生物膜法是利用附著生長于某些固體物表面的微生物(即生物膜)進行有機污水處理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類等組成的生態(tài)系統(tǒng),其附著的固體介質(zhì)稱為濾料或載體。因微生物群體沿固體表面生長成粘膜狀,故名。廢水和生物膜接觸時,污染物從水中轉移到膜上,從而得到處理。10、什么是
29、“生物膜”? 是 附著生長在固體狀材料表面的由多種微生物形成的膜狀生物聚集體; 什么是“生物膜法”? 以生物膜作為去除廢水中的污染物主體的工藝,通稱為生物膜法工藝; 又稱固定膜法,是與活性污泥法并列的一類廢水好氧生物處理技術。11、SBR利用了防止活性污泥膨脹中的“選擇性準則”,通過溶解氧和有機負荷的變換,可有效地控制污泥膨脹。什么是“選擇性準則”?1973年Chudoba等人提出了在活性污泥混合培養(yǎng)中的動力學選擇性準則,這個理論是基于不同種屬的微生物在Monod方程中的參數(shù)(KS、max)不同,并且不同基質(zhì)的生長速度常數(shù)也不同。Monod方程可以寫成:dX/Xdt=maxS/(KS+S) (
30、2)式中 X生物體濃度 S生長限制性基質(zhì)濃度 Ks飽和或半速度常數(shù) 、max分別為實際和最大比增長速率按照Chudoba所提出的理論,具有低KS和max值的微生物在混合培養(yǎng)的曝氣池中,當基質(zhì)濃度很低時其生長速率高并占有優(yōu)勢,而基質(zhì)濃度高時則恰好相反。Chudoba認為大多數(shù)絲狀菌的KS和max值比較低,而菌膠團細菌的KS和max值比較高,這也解釋了完全混合曝氣池容易發(fā)生污泥膨脹的原因。有機物濃度在推流式曝氣池的整個池長上具有一定的濃度梯度,使得大部分情況下絮狀菌的生長速率都大于絲狀菌,只有在反應末期絮狀菌的生長沒有絲狀菌快,但絲狀菌短時間內(nèi)的優(yōu)勢生長并不會引起污泥膨脹。因此,SBR系統(tǒng)具有防止
31、污泥膨脹的功能。三生物法 在自然界,存活著巨額數(shù)量的以有機物為營養(yǎng)物質(zhì)的微生物,它們具有氧化分解有機物并將其轉化為無機物的楞功能。廢水的生物處理法就是采取一定的人工措施,創(chuàng)造有利于微生物生長、繁殖的環(huán)境,使微生物大量增殖,以提高微生物氧化、分解有機物能力有一種技術。生物處理法主要用于去除廢水中呈溶解狀態(tài)度和膠體狀態(tài)的有機污染物。 根據(jù)作用微生物的類型,生物處理法可分為好氧處理法厭氧處理法兩大類.前者處理效率高.效果,使用廣泛,是生物處理法的主要方法.另外也可根據(jù)微生
32、物在廢水中是處于懸浮狀態(tài)還是附著在某種填料上來分.,可分為活性污染泥法和生物膜法. 1. 活性污泥法 是當前應用最為廣泛的一種生物處理技術。活性污泥是一種由無數(shù)細菌和其他微生物組成的絮凝體,其表面有一多糖類粘質(zhì)層?;钚晕勰喾ň褪抢眠@種活性污泥的吸附、氧化作用,去除廢水澡的有機污染物。 2生物膜法
33、; 廢水連續(xù)流經(jīng)固體填料(碎石、塑料填料等),在填料上就會生成污泥狀的生物膜,生物膜中繁殖著大量的微生物,起到與活性污泥同樣的凈化廢水的作用. 生物膜法有多種處理構筑物,如生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化床和生物流化床等。 3自然生物處理法 利用在自然條件下生長、繁殖的微生物(不加以人工強化或略加強化)處理廢水的技術。其主要特征是工藝簡單,建
34、設與運行費用都較低,但受自然條件的制約。主要的處理技術是穩(wěn)定塘和土地處理法。 穩(wěn)定塘是利用塘水中自然繁育的微生物(好氧、兼氧及厭氧),在其自身的代謝作用下氧化分解廢水中的有機物,穩(wěn)定塘中的氧由塘中生長的藻類光合作用和塘面與大氣相接觸的復氧作用提供,在穩(wěn)定塘內(nèi)廢水停留時間長,它對廢水的凈化過程和自然水體凈化過程相近.穩(wěn)定可分為好氧塘、兼性塘、厭氧塘和曝氣塘等。包括廢水灌溉在內(nèi)的土地處理也是一種生物處理法。廢水向農(nóng)作物提供水分和肥分,廢水中非溶解性雜質(zhì)為表層土壤過濾截留,并逐漸為微生物分解利用.近十幾年來在利用土地處理廢水方面有了較大的發(fā)展。
35、; 4 氧生物處理法 厭氧生物處理是利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無氧條件下降解有機污染物的處理技術。有機污泥、某些高濃度有機污染物理的工業(yè)廢水,如屠宰場、酒精廠廢水等適宜于用厭氧生物處理法處理。用于厭氧處理的構筑物最普通的是消化池,最近一、二十年來這個領域有很大發(fā)展,開創(chuàng)了一系列新型、高效的厭氧處理構筑物,如厭氧濾池、上流式厭氧污泥床、厭氧轉盤、擋板式厭氧反應器以及復合厭氧反應器等。生物脫氮除磷原理及工藝2.1
36、 生物脫氮機理污水生物脫氮的基本原理就是在將有機氮轉化為氨態(tài)氮的基礎上,先利用好氧段經(jīng)硝化作用,由硝化細菌和亞硝化細菌的協(xié)同作用,將氨氮通過反硝化作用轉化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮,即,將轉化為和。在缺氧條件下通過反硝化作用將硝氮轉化為氮氣,即,將(經(jīng)反亞硝化)和(經(jīng)反硝化)還原為氮氣,溢出水面釋放到大氣,參與自然界氮的循環(huán)。水中含氮物質(zhì)大量減少,降低出水的潛在危險性,達到從廢水中脫氮的目的1。硝化短程硝化:硝化全程硝化(亞硝化+硝化): 反硝化反硝化脫氮: 反硝化厭氧氨氧化脫氮: 反硝化厭氧氨反硫化脫氮:廢水中氮的去除還包括靠微生物的同化作用將氮轉化為細胞原生質(zhì)成分。主要過程如下:氨化作用是有機氮在
37、氨化菌的作用下轉化為氨氮。硝化作用是在硝化菌的作用下進一步轉化為硝酸鹽氮。其中亞硝酸菌和硝酸菌為好氧自養(yǎng)菌,以無機碳化合物為碳源,從或的氧化反應中獲取能量。其中硝化的最佳溫度在純培養(yǎng)中為25-35 ,在土壤中為30-40 ,最佳pH 值偏堿性。反硝化作用是反硝化菌(大多數(shù)是異養(yǎng)型兼性厭氧菌,DO<0.5 mg/L)在缺氧的條件下,以硝酸鹽氮為電子受體,以有機物為電子供體進行厭氧呼吸,將硝酸鹽氮還原為或,同時降解有機物2。2.2 生物除磷原理磷在自然界以2 種狀態(tài)存在:可溶態(tài)或顆粒態(tài)。所謂的除磷就是把水中溶解性磷轉化為顆粒性磷,達到磷水分離。廢水在生物處理中,在厭氧條件下,聚磷菌的生長受到
38、抑制,為了自身的生長便釋放出其細胞中的聚磷酸鹽,同時產(chǎn)生利用廢水中簡單的溶解性有機基質(zhì)所需的能量,稱該過程為磷的釋放。進入好氧環(huán)境后,活力得到充分恢復,在充分利用基質(zhì)的同時,從廢水中攝取大量溶解態(tài)的正磷酸鹽,從而完成聚磷的過程。將這些攝取大量磷的微生物從廢水中去除,即可達到除磷的目的3。2.2.1厭氧釋放磷的過程聚磷菌在厭氧條件下,分解體內(nèi)的多聚磷酸鹽產(chǎn)生ATP,利用ATP以主動運輸方式吸收產(chǎn)酸菌提供的三類基質(zhì)進入細胞內(nèi)合成PHB。與此同時釋放出于環(huán)境中1。2.2.2 好氧吸磷過程聚磷菌在好氧條件下,分解機體內(nèi)的PHB和外源基質(zhì),產(chǎn)生質(zhì)子驅(qū)動力將體外的輸送到體內(nèi)合成ATP和核酸,將過剩的 聚合
39、成細胞貯存物:多聚磷酸鹽(異染顆粒)。3 生物脫氮除磷工藝從生物脫氮除磷的機理分析來看,生物脫氮除磷工藝基本上包括厭氧、缺氧、好氧3 種狀態(tài),這3個不同的工作狀態(tài)可以在空間上進行分離,也可以在時間上進行分離。近年來,隨著對生物脫氮除磷的機理研究不斷深入,以及各種新材料、新技術、新設備的不斷運用,衍生出了許多新的生物脫氮除磷工藝,其中典型的幾種處理工藝如下。3.1 SBR工藝SBR工藝是一種新近發(fā)展起來的新型處理廢水的工藝,即為序批式好氧生物處理工藝,其去除有機物的機理在于充氧時與普通活性污泥法相同,不同點是其在運行時,進水、反應、沉淀、排水及空載5個工序,依次在一個反應池中周期性運行,所以該法
40、不需要專門設置二沉池和污泥回流系統(tǒng),系統(tǒng)自動運行及污泥培養(yǎng)、馴化均比較容易。該法處理焦化廢水有著獨有的優(yōu)勢:一是不要空間分割,時序上就能創(chuàng)造出缺氧和好氧的環(huán)境,即具有AO 的功能,十分有利于氨氮和COD的去除。二是該法的沉淀是一種靜止的沉淀,對污泥沉淀性能不好的廢水,固液分離效果非常明顯。三是該法可以省去二沉池,其占地面積相對要小一些。自動控制系統(tǒng)的發(fā)展和完善,為SBR工藝的應用提供的物質(zhì)基礎。但因為SBR是間歇運行的,為了解決連續(xù)進水問題,至少需要設置兩套SBR設施,進行切換運行。SBR工藝流程圖見圖14。3.2 CAST 工藝CAST 實際上是一種循環(huán)SBR 活性污泥法,應器中活性污泥不斷
41、重復曝氣和非曝氣過程,生物反應和泥水分離在同一池內(nèi)完成,與SBR 同樣使用潷水器。污水首先進入選擇器,污水中溶解性的有機物通過生物作用得到去除,回流污泥中硝酸鹽也此時得到反硝化;然后進入?yún)捬鯀^(qū),此時為微生物釋磷提供條件;第三區(qū)為主曝氣區(qū),主要進行BOD 降解,同時硝化反硝化。CAST 選擇器設置在池首,防止了污泥膨脹。33 MSBR 工藝 連續(xù)流序批式活性污泥法工藝(ModifiedSequencing Batch Reactor,簡稱MSBR)。首先,污水進入?yún)捬醭?,回流活性污泥中的聚磷菌在此充分釋磷,然后混合液進入缺氧池反硝化。反硝化后的污水進入好氧池,有機物在好氧條件下被降解,活性污泥充
42、分吸磷后再進入起沉淀作用的SBR,澄清后上清液排放。此時另一邊的SBR 在1.5Q 回流量的條件下進行反硝化、硝化或靜置預沉?;亓魑勰嗍紫冗M入濃縮池濃縮,上清液直接進入好氧池,而濃縮污泥進入缺氧池。這樣,一方面可以進行反硝化,另一方面可先消耗掉回流濃縮污泥中的溶解氧和硝酸鹽,為隨后進行的厭氧釋磷提供更為有利的條件。CAST 綜合了以往除磷脫氮工藝的優(yōu)點,保證了各污染物質(zhì)降解的最大速率環(huán)境,去除有機污染物效率更高,脫氮除磷效果更好3.4 工藝3.4.1 傳統(tǒng)工藝工藝或稱AAO工藝,在一個處理系統(tǒng)中同時具有厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū),能夠同時作到脫氮、除磷和有機物的降解,其工藝流程見圖2。圖2 生物脫
43、氮除磷工藝流程 污水進入?yún)捬醴磻獏^(qū),同時進入的還有從二沉池回流的活性污泥,聚磷菌在厭氧條件下釋磷,同時轉化易降解COD、VFA為PHB,部分含氮有機物進行氨化。污水經(jīng)過第一個厭氧反應器以后進入缺氧反應器,本反應器的首要功能是進行脫氮。硝態(tài)氮通過混合液內(nèi)循環(huán)由好氧反應器傳輸過來,通常內(nèi)回流量為24倍原污水流量,部分有機物在反硝化菌的作用下利用硝酸鹽作為電子受體而得到降解去除?;旌弦簭娜毖醴磻獏^(qū)進入好氧反應區(qū),混合液中的COD濃度已基本接近排放標準,在好氧反應區(qū)除進一不降解有機物外,主要進行氨氮的硝化和磷的吸收,混合液中硝態(tài)氮回流至缺氧反應區(qū),污泥中過量吸收的磷通過剩余污泥排除。該工藝流程簡潔,污
44、泥在厭氧、缺氧、好氧環(huán)境中交替運行,絲狀菌不能大量繁殖,污泥沉降性能好5。它將厭氧段、缺氧段放在工藝的第一級, 充分發(fā)揮了厭氧菌群承受高濃度、高有機負荷能力的優(yōu)勢, 處理效果較好, 產(chǎn)生的污泥較一般的生物法少??捎糜谔幚砉I(yè)廢水比重較大城市污水, 另外, 由于它是在普通活性污泥法的基礎上發(fā)展起來的, 因而也較容易用于生物法處理的老污水廠的改造。3.4.2 改良工藝改良工藝是中國市政工程華北設計研究院提出的,工藝綜合了A/O 工藝和改良UCT 工藝的優(yōu)點,即在厭氧池之前增設厭氧/缺氧池。首先回流污泥和10%的污水進入?yún)捬?缺氧池進行反硝化以去除回流污泥中的硝酸鹽。90%的污水進入?yún)捬鯀^(qū)與回流污泥
45、混合,在兼性厭氧發(fā)酵菌的作用下將部分易生物降解的大分子有機物轉化為VFA;聚磷菌釋磷,同時吸收VFA以PHB 的形式貯存于胞內(nèi)。在缺氧區(qū),反硝化菌利用污水中的有機物和經(jīng)混合液回流而帶來的硝酸鹽進行反硝化,同時去碳脫氮;在好氧區(qū),有機物濃度相當?shù)停欣谧责B(yǎng)硝化菌生長繁殖,進行硝化反應,同時聚磷菌過量攝磷。通過沉淀、排除剩余污泥達到除磷的目的。該工藝降低回流污泥中硝態(tài)氮對后續(xù)厭氧池的不利影響,有利于厭氧池的聚磷菌釋磷,改善了泥水分離性能6。35 UCT 改良工藝改良的UCT 工藝(University of Cape Town)脫氮除磷工藝由厭氧池、缺氧1 池、缺氧2 池、好氧池、沉淀池系統(tǒng)組成
46、,有2 個缺氧池。缺氧1 池只接受沉淀池的回流污泥,同時缺氧1 池有混合液回流至厭氧池,以補充厭氧池中污泥的流失?;亓魑勰鄶y帶的硝態(tài)氮在缺氧1 池中經(jīng)反硝化被完全去除。在缺氧2池中接受來自好氧池的混合液回流,同時進行反硝化,缺氧1 池出水中的 帶進厭氧池使之保持較為嚴格的厭氧環(huán)境,從而提高系統(tǒng)的除磷效率7。3.6 立體循環(huán)一體化氧化溝氧化溝是一種經(jīng)濟而有效的污水處理技術,具有穩(wěn)定的處理效果,是污水生物處理技術之一。特別是用于污水脫氮,氧化溝比其它生物脫氮工藝費用低、TN去除效率高。然而,與活性污泥法相比,氧化溝占地面積較大,在土地緊張的城市或地區(qū),氧化溝的應用受到限制8。針對常規(guī)氧化溝存在的問
47、題,成功地研究出立體循環(huán)一體化氧化溝。其特點是: 氧化溝采用立體循環(huán),在循環(huán)過程中完成降解有機物和脫氮過程。與現(xiàn)有氧化溝相比,占地面積可減少約50%。 沉淀區(qū)與氧化溝合建,沉淀的污泥可自動回流到氧化溝內(nèi),可節(jié)省投資和能耗。 結構緊湊,運行操作簡便。新型立體循環(huán)一體化氧化溝既保留氧化溝設備和運行操作簡單等優(yōu)點,又可減少占地面積。試驗研究和應用的結果表明,能夠同時有效地去除污水中的有機污染物和氮。COD去除率達到95%,BOD 去除率為98%。NH3-N去除率達到99%,總氮去除率90%以上。試驗運行結果見圖3 圖5。 圖3立體循環(huán)一體化氧化溝對COD的去除效果圖4 立體循環(huán)一體化氧化溝內(nèi)氨氮的去
48、除圖5立體循環(huán)一體化氧化溝對總氮的去除今后對此技術的研究應集中在以下方面:第一、加深除磷機理的研究。反硝化聚磷菌的出現(xiàn)解決了硝化菌與聚磷菌爭奪碳源,污泥齡不同等主要矛盾。為新型同步脫氮除磷工藝提供了理論依據(jù)。但是對于反硝化聚磷菌的了解還不夠全面,尤其是其除磷機理還待于進一步研究。應突破傳統(tǒng)理論,從微生物的角度來調(diào)控工藝。第二、隨著脫氮除磷工藝的進一步發(fā)展,許多研究者在進行小試時,都馴化出顆粒污泥,而顆粒污泥的出現(xiàn)改善了污泥膨脹這一難題。同時發(fā)現(xiàn)顆粒污泥對N,P 的去除要遠遠優(yōu)于絮狀污泥。今后在對顆粒污泥的研究上應更加深入,研究了解顆粒污泥外部的胞外聚合物是否對N,P 有吸附作用,并進一步研究顆
49、粒污泥的形成機理,調(diào)整現(xiàn)有反應器的運行參數(shù),從而加速顆粒污泥的形成,提高脫氮除磷效率。第一節(jié) 廢水好氧生物處理原理一、好氧生物處理的基本生物過程所謂“好氧”:是指這類生物必須在有分子態(tài)氧氣(O2)的存在下,才能進行正常的生理生化反應,主要包括大部分微生物、動物以及我們?nèi)祟悾凰^“厭氧”:是能在無分子態(tài)氧存在的條件下,能進行正常的生理生化反應的生物,如厭氧細菌、酵母菌等。好氧生物處理過程的生化反應方程式: 分解反應(又稱氧化反應、異化代謝、分解代謝) 異氧微生物 CHONS + O2 CO2 + H2O + NH3 + SO42- +¼+能量(有機物的組成元素) 合成反應(也稱合成代謝
50、、同化作用) C、H、O、N、S + 能量 C5H7NO2微生物 內(nèi)源呼吸(也稱細胞物質(zhì)的自身氧化) C5H7NO2 + O2 CO2 + H2O + NH3 + SO42- +¼+能量在正常情況下,各類微生物細胞物質(zhì)的成分是相對穩(wěn)定的,一般可用下列實驗式來表示:細菌:C5H7NO2;真菌:C16H17NO6;藻類:C5H8NO2;原生動物:C7H14NO3分解與合成的相互關系:1)二者不可分,而是相互依賴的;a、分解過程為合成提供能量和前物,而合成則給分解提供物質(zhì)基礎;b、分解過程是一個產(chǎn)能過程,合成過程則是一個耗能過程。2)對有機物的去除,二者都有重要貢獻;3)合成量的大小,對后
51、續(xù)污泥的處理有直接影響(污泥的處理費用一般可以占整個城市污水處理廠的4050%)。不同形式的有機物被生物降解的歷程也不同:一方面:結構簡單、小分子、可溶性物質(zhì),直接進入細胞壁;結構復雜、大分子、膠體狀或顆粒狀的物質(zhì),則首先被微生物吸附,隨后在胞外酶的作用下被水解液化成小分子有機物,再進入細胞內(nèi)。另一方面:有機物的化學結構不同,其降解過程也會不同,如:糖類;脂類;蛋白質(zhì)二、影響好氧生物處理的主要因素 溶解氧(DO): 約12mg/l; 水溫:是重要因素之一,在一定范圍內(nèi),隨著溫度的升高,生化反應的速率加快,增殖速率也加快;細胞的組成物如蛋白質(zhì)、核酸等對溫度很敏感,溫度突升或降并超過一定限度時,會
52、有不可逆的破壞;最適宜溫度 1530°C; >40°C 或< 10°C后,會有不利影響。 營養(yǎng)物質(zhì):細胞組成中,C、H、O、N約占9097%;其余310%為無機元素,主要的是P;生活污水一般不需再投加營養(yǎng)物質(zhì);而某些工業(yè)廢水則需要,一般對于好氧生物處理工藝,應按BOD : N : P = 100 : 5 : 1 投加N和P;其它無機營養(yǎng)元素:K、Mg、Ca、S、Na等;微量元素: Fe、Cu、Mn、Mo、Si、硼等; pH值:一般好氧微生物的最適宜pH在6.58.5之間;pH < 4.5時,真菌將占優(yōu)勢,引起污泥膨脹;另一方面,微生物的活動也會影
53、響混合液的pH值。 有毒物質(zhì)(抑制物質(zhì)):重金屬;氰化物;H2S;鹵族元素及其化合物;酚、醇、醛等; 有機負荷率:污水中的有機物本來是微生物的食物,但太多時,也會不利于微生物; 氧化還原電位:好氧細菌:+300 400 mV, 至少要求大于+100 mV;厭氧細菌:要求小于+100 mV,對于嚴格厭氧細菌,則<-100 mV,甚至<-300 mV。第二節(jié) 廢水厭氧生物處理原理廢水厭氧生物處理在早期又被稱為厭氧消化、厭氧發(fā)酵;是指在厭氧條件下由多種(厭氧或兼性)微生物的共同作用下,使有機物分解并產(chǎn)生CH4和CO2的過程。一、厭氧生物處理中的基本生物過程階段性理論1、兩階段理論:20世
54、紀3060年代,被普遍接受的是“兩階段理論”圖1厭氧反應的兩階段理論圖示內(nèi)源呼吸產(chǎn)物堿性發(fā)酵階段酸性發(fā)酵階段水解胞外酶胞內(nèi)酶產(chǎn)甲烷菌胞內(nèi)酶產(chǎn)酸菌不溶性有機物可溶性有機物細菌細 胞脂肪酸、醇類、H2、CO2其它產(chǎn)物細菌細胞CO2、CH4第一階段:發(fā)酵階段,又稱產(chǎn)酸階段或酸性發(fā)酵階段;主要功能是水解和酸化,主要產(chǎn)物是脂肪酸、醇類、CO2和H2等;主要參與反應的微生物統(tǒng)稱為發(fā)酵細菌或產(chǎn)酸細菌;這些微生物的特點是:1)生長速率快,2)對環(huán)境條件的適應性(溫度、pH等)強。第二階段:產(chǎn)甲烷階段,又稱堿性發(fā)酵階段;是指產(chǎn)甲烷菌利用前一階段的產(chǎn)物,并將其轉化為CH4和CO2;主要參與反應的微生物被統(tǒng)稱為產(chǎn)甲
55、烷菌(Methane producing bacteria);產(chǎn)甲烷細菌的主要特點是:1)生長速率慢,世代時間長;2)對環(huán)境條件(溫度、pH、抑制物等)非常敏感,要求苛刻。2、三階段理論對厭氧微生物學的深入研究后,發(fā)現(xiàn)將厭氧消化過程簡單地劃分為上述兩個過程,不能真實反映厭氧反應過程的本質(zhì);厭氧微生物學的研究表明,產(chǎn)甲烷菌是一類十分特別的古細菌(Archea),除了在分類學和其特殊的學報結構外,其最主要的特點是:產(chǎn)甲烷細菌只能利用一些簡單有機物作為基質(zhì),其中主要是一些簡單的一碳物質(zhì)如甲酸、甲醇、甲基胺類以及H2/CO2等,兩碳物質(zhì)中只有乙酸,而不能利用其它含兩碳或以上的脂肪酸和甲醇以外的醇類;上
56、世紀70年代,Bryant發(fā)現(xiàn)原來認為是一種被稱為“奧氏產(chǎn)甲烷菌”的細菌,實際上是由兩種細菌共同組成的,一種細菌首先把乙醇氧化為乙酸和H2(一種產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌),另一種細菌則利用H2和CO2產(chǎn)生CH4(一種真正意義上的產(chǎn)甲烷細菌嗜氫產(chǎn)甲烷細菌);因而,Bryant提出了厭氧消化過程的“三階段理論”:說明:1)I、II、III為三階段理論,I、II、III、 IV為四類群理論; 2)所產(chǎn)生的細胞物質(zhì)未表示在圖中III發(fā)酵性細菌脂肪酸、醇類產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌II同型產(chǎn)乙酸菌IV有機物乙酸H2+CO2CH4I產(chǎn)甲烷菌圖2厭氧反應的三階段理論和四類群理論水解、發(fā)酵階段:產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段:產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌,將丙酸、
57、丁酸等脂肪酸和乙醇等轉化為乙酸、H2/CO2;產(chǎn)甲烷階段:產(chǎn)甲烷菌利用乙酸和H2、CO2產(chǎn)生CH4;一般認為,在厭氧生物處理過程中約有70%的CH4產(chǎn)自乙酸的分解,其余的則產(chǎn)自H2和CO2。三、厭氧生物處理的影響因素產(chǎn)甲烷反應是厭氧消化過程的控制階段,因此,一般來說,在討論厭氧生物處理的影響因素時主要討論影響產(chǎn)甲烷菌的各項因素;主要影響因素有:溫度、pH值、氧化還原電位、營養(yǎng)物質(zhì)、F/M比、有毒物質(zhì)等。1、溫度:溫度對厭氧微生物的影響尤為顯著;厭氧細菌可分為嗜熱菌(或高溫菌)、嗜溫菌(中溫菌);相應地,厭氧消化分為:高溫消化(55°C左右)和中溫消化(35°C左右);高溫消
58、化的反應速率約為中溫消化的1.51.9倍,產(chǎn)氣率也較高,但氣體中甲烷含量較低;當處理含有病原菌和寄生蟲卵的廢水或污泥時,高溫消化可取得較好的衛(wèi)生效果,消化后污泥的脫水性能也較好;隨著新型厭氧反應器的開發(fā)研究和應用,溫度對厭氧消化的影響不再非常重要(新型反應器內(nèi)的生物量很大),因此可以在常溫條件下(2025°C)進行,以節(jié)省能量和運行費用。2、pH值和堿度:pH值是厭氧消化過程中的最重要的影響因素;重要原因:產(chǎn)甲烷菌對pH值的變化非常敏感,一般認為,其最適pH值范圍為6.87.2,在<6.5或>8.2時,產(chǎn)甲烷菌會受到嚴重抑制,而進一步導致整個厭氧消化過程的惡化;厭氧體系中
59、的pH值受多種因素的影響:進水pH值、進水水質(zhì)(有機物濃度、有機物種類等)、生化反應、酸堿平衡、氣固液相間的溶解平衡等;厭氧體系是一個pH值的緩沖體系,主要由碳酸鹽體系所控制;一般來說:系統(tǒng)中脂肪酸含量的增加(累積),將消耗,使pH下降;但產(chǎn)甲烷菌的作用不但可以消耗脂肪酸,而且還會產(chǎn)生,使系統(tǒng)的pH值回升。堿度曾一度在厭氧消化中被認為是一個至關重要的影響因素,但實際上其作用主要是保證厭氧體系具有一定的緩沖能力,維持合適的pH值;厭氧體系一旦發(fā)生酸化,則需要很長的時間才能恢復。3、氧化還原電位:嚴格的厭氧環(huán)境是產(chǎn)甲烷菌進行正常生理活動的基本條件;非產(chǎn)甲烷菌可以在氧化還原電位為+100 -100mv的環(huán)境正常生長和活動;產(chǎn)甲烷菌的最適氧化還原電位為-150 -400mv,在培養(yǎng)產(chǎn)甲烷菌的初期,氧化還原電位不能高于-330mv;4、營養(yǎng)要求:厭氧微生物對N、P等營養(yǎng)物質(zhì)的要求略低于好氧微生物,其要求COD:N:P
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