[自然科學]污水處理培訓厭氧氧

1、污水處理培訓厭氧處理及控制好氧處理及控制污水的安全控制厭氧處理厭氧處理的原理:在厭氧生物轉(zhuǎn)化過程中，大量的能量被轉(zhuǎn)化為甲烷的形式存在，而僅僅極少部分能量會用于生成微生物細胞物質(zhì)，當所產(chǎn)生的沼氣在鍋爐或加熱器中燃燒時，這部分能量才被釋放出來。厭氧消化過程可劃分為四個相對獨立但密不可分的步驟：水解階段，酸化階段，產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。厭氧處理 酸化細菌完成厭氧消化過程的前兩個步驟，即水解和酸化。它們通過胞外酶將聚合物如蛋白質(zhì)，脂肪和碳水化合物水解為能進入細胞內(nèi)部的小分子物質(zhì)，在細胞內(nèi)部氧化降解而形成二氧化碳（co2），氫（h2）和主要產(chǎn)物揮發(fā)性脂肪酸（vfa）。水解:不溶于水的基質(zhì)被微生物轉(zhuǎn)

2、化為較小的可溶于水的基質(zhì)的過程,最佳ph=6。酸化：在酸化過程中，溶解性有機物被主要轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸?；毦哂泻芨叩膒h耐受性，隨著酸性物質(zhì)的不斷形成，最終ph可降至4左右，產(chǎn)甲烷菌有它的ph適應范圍：ph6.8-8.3。 第二組微生物，產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌在酸化過程中把上述產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為乙酸鹽，氫及二氧化碳。 第三組微生物是產(chǎn)甲烷菌，它們將乙酸鹽或氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。厭氧處理 無論酸化還是產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段都未發(fā)生重要的cod減少，事實上僅僅是發(fā)生了cod從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種cod形式的轉(zhuǎn)化反應，最終的cod去除發(fā)生在產(chǎn)甲烷階段，在這里cod轉(zhuǎn)化為甲烷而從水中去除。厭氧污泥顆粒污泥和絮狀消化污泥厭

3、氧處理厭氧處理處于產(chǎn)氣的處于產(chǎn)氣的顆粒污泥厭氧處理顆粒污泥的電子顯微鏡照片厭氧處理顆粒污泥顆粒污泥 原來的環(huán)境是厭氧 沉淀性好 污泥濃度高 不易從反應器中洗出絮狀消化污泥絮狀消化污泥 原來環(huán)境是好氧，經(jīng)過厭氧后。 沉淀性差 污泥濃度低 很容易從反應器中洗出厭氧處理 絮狀污泥可以顆?；?，成為顆粒污泥的條件：1.微生物洗出的速度需要小于微生物的最大生長速度2.至少70mg/l的ca3.營養(yǎng)物質(zhì)的需求4.合適的微生物種群比例5.破碎的小污泥顆粒或無機固體成為內(nèi)核6.產(chǎn)甲烷菌附于內(nèi)核上生長7.酸化細菌幫助維持顆粒結(jié)構(gòu)8.適者生存，顆粒污泥的生長是自然選擇的結(jié)果厭氧處理厭氧控制參數(shù):一個厭氧消化過程的

4、成敗取決于環(huán)境因素和工藝設計。完全理解這些參數(shù)對正確進行工藝控制非常重要。最重要的環(huán)境因素是溫度，ph值，所需的營養(yǎng)和廢水組成。厭氧處理人類的需要人類的需要碳源營養(yǎng)物適合的溫度ph中性不能挨餓不能吃太飽會中毒細菌的需要細菌的需要碳源營養(yǎng)物適合的溫度ph中性負荷太低開始自溶負荷太高易酸化會中毒厭氧處理 溫度：溫度是影響微生物的活性和生長速率的一個重要的因素，大多數(shù)已知的產(chǎn)甲烷菌最佳的溫度范圍都在3040。在28到35之間每升溫1攝氏度活性約增加約10%。溫度在35左右活性相當穩(wěn)定，但溫度一旦超過42則活性急速下降。所以有必要保證厭氧反應器內(nèi)溫度低于40，因為在此范圍內(nèi)溫度稍稍上升產(chǎn)甲烷菌的活性就

5、會急劇下降。厭氧處理厭氧處理%100705030201001020304050 temp. t (c)溫度對酸化細菌的影響至今未確證，只知道溫度下降對酸化菌活性的影響沒有對產(chǎn)甲烷的影響那么大。在溫度突然下降的情況下，污泥中產(chǎn)甲烷菌的活性比產(chǎn)酸菌下降得多。產(chǎn)甲烷污泥在下列情況下不會發(fā)生溫度問題：溫度不超過40,當溫度突然下降時負荷很低產(chǎn)甲烷菌一個非常重要的特點是當它們在415儲存在沒有營養(yǎng)的情況下仍可保持它們絕大部分的活性。即使儲存時間超過兩年后，污泥仍可很快的恢復活性。厭氧處理 鈣離子:污泥最佳的顆粒性來說需要水中最少有4050mg/l的鈣,最佳的鈣離子:70mg/l的鈣.鈣離子過高,易形成沉

6、淀,容易在出水溝槽，管線，暴氣池的暴氣頭,沉降池中形成水垢.主要是受溫度、ph和鈣離子濃度的影響.水中磷酸根（po43-）濃度達到或超過5mg/l時也會非常有效地減少碳酸鈣沉淀的程度。厭氧處理 硫化物：硫酸鹽、亞硫酸鹽和硫化氫三種形式。1.硫化氫：硫化氫的毒性主要由其非離解狀態(tài)的硫化氫引起的（溶解的h2s），這是因為它能滲透過細胞膜。當有150mg/非解離的硫化氫存在時，通常負責7075產(chǎn)甲烷量的甲烷菌的最大比產(chǎn)甲烷活性會下降50。厭氧處理ph上升，可以降低硫化氫的活性。亞硫酸鹽：亞硫酸鹽是有毒性的化合物。一般來說當亞硫酸鹽濃度達到150250ppm時，50%的產(chǎn)甲烷活性受到抑制（但需視底物的

7、種類而定）。然而產(chǎn)甲烷菌可以適應亞硫酸鹽的毒性。當污泥適應之后其毒性比原來小70倍。采取在調(diào)節(jié)池中來還原成硫化氫的措施。厭氧處理硫酸鹽：是一相對沒有毒性的化合物，但在厭氧條件下還原成硫化氫。硫化氫的副作用：異味問題；降低cod的轉(zhuǎn)化效率；水與空氣界面的腐蝕問題；降低沼氣的質(zhì)量；由于硫化氫的毒性使污泥活性降低。厭氧處理 ：產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)甲烷最佳的在ph6.08.5之間產(chǎn)甲烷作用能進行。而酸化菌在之間都有很好的活性。這意味當ph降到以下，產(chǎn)甲烷菌已停止產(chǎn)甲烷而酸化菌仍繼續(xù)產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸，結(jié)果造成揮發(fā)性脂肪酸的積累。這個過程會導致反應器酸化，因而必須防止。厭氧處理低ph值的有害影響是由未解離的揮發(fā)脂肪

8、酸和硫化氫濃度的增而引起的。與解離的形式相反，未解離的揮發(fā)脂肪酸和硫化氫能穿透細胞膜并在細胞內(nèi)解離造成毀滅性的ph下降。厭氧處理 ph緩沖和堿度：緩沖和堿度：溶液的緩沖能力是指溶液緩解ph變化的能力。厭氧反應器內(nèi)的就取決于這種緩沖能力。緩沖能力決定于水中存在的弱酸（諸如二氧化碳，碳酸，揮發(fā)性脂肪酸和硫化氫），弱堿（氨和碳酸鹽）以及各種酸堿的鹽的量。當時，污水的緩沖能力最大厭氧處理 堿度的測定可認為廢水是由co和一（假設的）強堿的混合物，其堿度就是堿的濃度并可通過用酸的中和滴定法來測定。在滴定之后值會達到等當點即等于純co溶液的值，在這一點所有的碳元素都以co的形式存在，且只有少量的co會溶解于

9、水中，所以h2co3hco3系統(tǒng)的所有的緩沖能力都用完了。厭氧處理在厭氧反應器中堿度的上升有種情況，其中co的脫出是迄今最為重要的因素。凱氏氮的消化作用蛋白質(zhì)中的氮消化成為nh4+脂肪酸轉(zhuǎn)化為甲烷硫酸鹽的還原co隨沼氣脫除及尤為重要的co從出水中脫除厭氧處理 所需的營養(yǎng)：所需的營養(yǎng)：就如所有的有機生物一樣，厭氧菌也需要生長所需的營養(yǎng)。最低所需的氮和磷可根據(jù)生長量和細胞組份（總固體中1012和）來計算。對于酸化程度很高的廢水（主要含有vfa）的消化，微生物生長量為0.05g ts /g cod(主要為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌)：可生化降解cod ：1000 ：厭氧處理 對于沒有酸化或部分酸化的廢水

10、（如碳水化合物，蛋白質(zhì)等）的消化，微生物生長量為0.15g ts/gcod(有許多生長快速的酸化菌)：可生化降解cod ：n ：350： 同樣微量元素也可能需要作為營養(yǎng)物質(zhì)少量添加。通常在廢水中都含有足量這些物質(zhì)而無需額外添加。這些存在于其它物質(zhì)中的元素是、a、g、fe、co、ni+、mo其中最后三個元素對產(chǎn)甲烷菌最為重要。厭氧處理厭氧操作：我們工廠厭氧部分包括：調(diào)節(jié)池和共兩部分。 調(diào)節(jié)池作用：均衡和為污水酸化提供時間性調(diào)整比，提高可生化性。厭氧處理 ：污水的以上的在此去除。影響厭氧操作的因素主要有以下各項：溫度、ph、vfa、ss、cod負荷和氨氮及有毒性物質(zhì)。如何控制好這些參數(shù)，使厭氧污泥

11、有良好的生存條件，保持良好的活性。厭氧處理 溫度：我們現(xiàn)場的厭氧裝置是中溫厭氧，適合的溫度范圍為：35-40度間，正?？刂圃?5-36度之間，每天內(nèi)的溫度變化范圍應在1度內(nèi)，否則容易引起顆粒污泥洗出和破碎。低于35度時，應根據(jù)實際溫度，如34度，此時的進水負荷應是所添加顆粒污泥對應負荷的90%。溫度高于40度時，很容易溫度再升高，而溫度超過40度時，污泥的活性是直線下降的。所以最佳的溫度控制范圍在35-36度間，最高不能超過40度。關(guān)鍵控制點在厭氧進水，通過冷卻塔或蒸汽加熱的方式，控制溫度厭氧處理 ph：應在厭氧部分控制以下各點的ph，厭氧進水、厭氧一層、厭氧出口，共三點，這些點的控制范圍分別

12、為：厭氧進水：最佳控制范圍6.8-8之間,根據(jù)水質(zhì)以保證厭氧一層的ph在最佳的范圍內(nèi).并根據(jù)污水在調(diào)節(jié)池中的預酸化度,來調(diào)節(jié).如果厭氧進水的預酸化度高,在保證厭氧一層的ph情況下,可以適當降低厭氧進水的ph.厭氧處理厭氧一層:最佳的控制范圍在7-7.5之間,因為產(chǎn)甲烷菌適應的ph范圍6.0-8之間,當ph低于6時,產(chǎn)甲烷菌將喪失活性,而酸化菌在ph范圍為4-10之間,都能存活.所以當厭氧一層的ph低于6時,將產(chǎn)生vfa的積累,此時產(chǎn)甲烷菌無法把vfa分解為沼氣.所以此時,厭氧裝置的酸化是很快的.厭氧處理厭氧出口的ph:在6.8-8之間, 最佳的ph為7-7.5.厭氧進水和出水及厭氧一層的ph,

13、都需要保持在6.8-8之間,而最佳的ph范圍為:7-7.5之間.當厭氧出口ph高于厭氧入口的ph時,此時證明顆粒污泥的活性最高,并且供給的cod量合適于污泥負荷.厭氧處理 揮發(fā)酸vfa及堿度：發(fā)酸和堿度需要在以下各點來取樣來分析:厭氧進水、厭氧一層、厭氧出口。厭氧進水：控制揮發(fā)酸主要根據(jù)預酸化度來控制，預酸化度=揮發(fā)酸*69/scod所得到的%數(shù)就時預酸化度，一般情況下，預酸化度控制在30-50%范圍內(nèi)，確切值主要依據(jù)此時厭氧裝置的scod的去除率最高，去除率達到85-90%最好。并且，轉(zhuǎn)化為沼氣的比率最大厭氧處理 為什么控制一定的預酸化度？這主要是產(chǎn)甲烷菌分解揮發(fā)酸的速度低于產(chǎn)酸菌分解揮發(fā)酸

14、的速度，如果污水不進行預酸化。污水首先進入?yún)捬跹b置的底部，而厭氧裝置的底部是污泥濃度最大的區(qū)域，此時，酸化菌把scod經(jīng)水解而酸化為vfa，但此時產(chǎn)甲烷菌沒有可分解的低物，不利于vfa轉(zhuǎn)化為甲烷，這樣會產(chǎn)生厭氧出口的vfa提高。在調(diào)節(jié)池中沒有酸化而產(chǎn)生vfa，將在顆粒污泥的組成中促進酸化菌含量，而酸化菌是在產(chǎn)甲烷菌的外殼，這樣外殼將加厚，而導致vfa進入產(chǎn)甲烷的擴散速度減慢，產(chǎn)甲烷菌所產(chǎn)生的甲烷也不容易從顆粒污泥中分離出去，這樣顆粒污泥的沉降性下降，容易污泥洗出厭氧處理 調(diào)節(jié)預酸化度，可以通過以下方式：控制調(diào)節(jié)池的ph，在6-8之間，通過加堿來提高廢水的預酸化度。提高停留時間，保持較高的調(diào)節(jié)池

15、液位控制調(diào)節(jié)池的厭氧狀態(tài)，減少調(diào)節(jié)鼓風攪拌的時間。厭氧處理 厭氧一層：厭氧一層的揮發(fā)酸要保證厭氧裝置出口的揮發(fā)酸低于5meq/l為準，如果厭氧一層的揮發(fā)酸低于厭氧裝置出口的揮發(fā)酸，說明厭氧一層以上的產(chǎn)甲烷菌含量低，也就是說超過了對應污泥量的cod處理能力。即cod負荷高了或現(xiàn)在反應器理的污泥量少了。這主要原因是沒有污泥時，只要ph合適并且在厭氧狀態(tài)下，就會有水解酸化發(fā)生，而與污泥是否存在無關(guān)。厭氧處理 厭氧出口的揮發(fā)酸：應控制在小于5meq/l是控制加減負荷的重要依據(jù)。厭氧出口的scod與厭氧出口的vfa*69差，來說明有這些剩余的cod是厭氧裝置現(xiàn)在不能轉(zhuǎn)化為甲烷的量。 堿度：是分析揮發(fā)酸的

16、同時獲得的數(shù)據(jù)，來顯示該水的緩沖能力，所以厭氧進水、厭氧一層和厭氧出水的堿度，是逐步增加的，一般要求厭氧出口堿度要高于15meq/l，這樣系統(tǒng)對進水的緩沖的能力較大.厭氧處理 硫化物：亞硫酸鹽濃度抑制產(chǎn)甲烷菌的現(xiàn)象為：1.降低厭氧的去除率;2.厭氧出口的vfa快速提3.同樣cod濃度情況下，產(chǎn)沼氣量下降。工廠內(nèi)硫酸鹽的來源：1.淀粉中殘存的硫酸鹽和亞硫酸鹽，離交再生時，隨再生液排到污水處理。2.冷卻塔由于加硫酸，冷卻塔的排水含有硫酸鹽。厭氧處理亞硫酸鹽中毒的處理：當確認是由于亞硫酸鹽中毒時，采取以上措施：1.停止進含亞硫酸鹽的廢水2.用清水置換厭氧裝置中的污水3.增長亞硫酸鹽廢水的停留時間，使

17、亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化為硫化氫，而硫化氫在水中的溶解度低，可以擴散到大氣中，從而降低毒性，此時必須停止在調(diào)節(jié)池中的鼓風攪拌,提高調(diào)節(jié)池的ph厭氧處理 鈣離子: 鈣離子主要來自于：1.離交再生的排水中的鈣離子高于普通水中的鈣離子2.冷卻塔所排放的濃縮水，這主要決定于冷卻塔的濃縮倍數(shù)。 鈣離子的濃度測定，可以采用循環(huán)水中鈣硬度的方法，但鈣離子濃度是40%的鈣硬度厭氧處理 碳酸鈣沉淀物是隨溫度升高、ph升高而溶解度降低的，而厭氧過程中溫度變化小，主要取決于ph，在ph=8的情況下，鈣離子濃度是100毫克/升的情況，結(jié)垢指數(shù)只有1，所以結(jié)垢的可能性較小。所以在實際運行時，只要保證厭氧和好氧的ph在7.5左右比較

18、好,太高的ph將消耗更多的堿并導致結(jié)垢的發(fā)生。厭氧處理厭氧處理 厭氧所需要的營養(yǎng)物:在我們的污水中，cod主要來自再生過程中所排放的糖，n主要來自離交再生過程中所釋放的氮，衛(wèi)生間排是中也富含n和p。流離的氨氮達到50毫克/升時，對厭氧將起到抑制作用。水中含有一定的po4離子，當濃度達到5毫克/升有利于防止水垢的生成。冷卻塔排污時，除特殊說明的非磷配方，否則循環(huán)水排污中富含磷酸鹽達到4-6毫克/升。有鍋爐的排污水中也含有磷酸根含量可以達到15毫克/升。 通常情況下，厭氧出水nh4-n達到5毫克/升和po43-濃度3毫克/升時，說明原水中的營養(yǎng)物滿足厭氧處理過程的要求。厭氧處理 懸浮物：懸浮物對厭

19、氧處理的影響較大，將產(chǎn)生產(chǎn)以下后果1.污泥洗出2.反應器內(nèi)的ph下降很快，幾乎無法控制。3.懸浮物堵塞分布器，影響進水水量。4.懸浮物沉積在反應器內(nèi)，占據(jù)一定空間，影響反應器的容積負荷。5.水中的懸浮物越低越好，并且這些懸浮物為有機物比較好厭氧處理 有機懸浮物:1.污泥洗出的原因; 2.ph降低的原因3.停止進水時間一天后,ph還在下降,繼續(xù)產(chǎn)沼氣.降低廢水中有機懸浮物的措施：1.生產(chǎn)排放點減少懸浮物排放。2.在調(diào)節(jié)池中保持高液位，增加停留時間，促進這些懸浮水解和酸化。3.在調(diào)節(jié)池中保持6以上的ph，來促進這些懸浮物水解和酸化。厭氧處理懸浮物為無機物，這些物質(zhì)可以是纖維，也可以是硅藻土或活性碳

20、。這些無機懸浮物堵塞分布器和在反應器內(nèi)留存的主要原因：1.分布器是魚刺管形式，開孔是15毫米，很容易堵塞2.上升流速低，只有0.6米/小時,這是由于uasb通常設計上升流速也不超過1米,這樣的上升的流速無法從反應器中洗出.厭氧處理 水中其他有毒物質(zhì)對厭氧的影響:余氯對污水處理的好氧部分和厭氧的污泥，都有殺菌作用，一但接觸余氯，這些污泥的活性是無法恢復的。來源:循環(huán)水中和生活水中. 降低余氯的方式：1.增加停留時間，由于余氯是強氧化劑，所以其不穩(wěn)定，停留時間增長后會分解掉2.光線照射，促進余氯分解.厭氧處理 油的影響:食用油和植物油,對好氧和厭氧都有很大的影響.厭氧處理好氧處理cod + o2

21、co2 + h2o + 新生好氧污泥好氧活性污泥法是以活性污泥為主體，利用活性污泥中懸浮生長好氧微生物氧化分解污水中有機物質(zhì)的污水生物處理技術(shù)。 好氧處理過程:吸附、代謝、固液分離:經(jīng)過一級處理的污水與二沉池底部回流的活性污泥同時進入曝氣池混合后，在曝氣的作用下，混合液得到足夠的溶解氧并使活性污泥與污水充分接觸，污水中的膠體狀和溶解性有機物被活性污泥吸附，并被活性污泥中的微生物氧化分解，從而得以凈化 好氧處理的主要作用:去除經(jīng)厭氧處理后剩余的有機污染物去除水中的營養(yǎng)物質(zhì)（n和p）氧化有異味的物質(zhì)（h2s）降解和吸附懸浮的cod好氧處理好氧的控制參數(shù):do, tss,svi,溫度,ph等 溶解氧

22、:在曝氣池中測定的溶解氧濃度是指示活性污泥系統(tǒng)工作狀況的良好參數(shù)。這個參數(shù)需每天檢查。正常運行下溶解氧的濃度應在1到3mg/l之間。在正常情況下,溶解氧偏低:現(xiàn)象:污泥顏色變黑,泡沫較多.原因:cod量比較高,暴氣不足,污泥濃度過高好氧處理在正常運行條件下，活性污泥系統(tǒng)中溶解氧濃度的提高就指示了活性污泥系統(tǒng)cod負荷的下降，或者是是流向活性污泥系統(tǒng)流量的下降.如無以上問題,可能的原因:1.ph 和溫度的變化.2. 可能是由引入活性污泥系統(tǒng)的有毒化品（藥劑）使污泥中毒而引起的。氧電極應通過定期人工測定來檢查，同時應每周清洗和校準一次電極。好氧處理 溫度：為保證活性污泥系統(tǒng)良好的工作效率，有必要維

23、持曝氣池內(nèi)溫度在2035之間。曝氣池的溫度需每天測定一次。 ph：活性污泥系統(tǒng)的ph值須每天測定并應在7到8（可能為7.5）ph電極應定期由人工測定來檢查，且應每周清洗和校準一次。好氧處理 tss分析分析同樣出水的tss含量要定期分析。用這種方法來檢查污泥的沉淀性和二沉池的效果。出水的tss濃度須低于50mg/l。否則說明沉淀工況不良，須采取措施。如果tcod減去scod高于75mg/l則意味著二沉池工作不理想，污泥被洗出。之后可通過分析tss來檢查。好氧處理 vss：反應了好氧污泥中的有機物，即有效成分。vss/tss的范圍為70-80%，低于70%說明污泥礦化或污泥泥齡較長。vss/tss高于80%，說明污泥中的有效成分太高，污泥容易碎并導致污泥膨脹。好氧處理 污泥體積指數(shù)（污泥體積指數(shù)（svi）和污泥濃度）和污泥濃度svi是