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?xún)舻娜斯?qiáng)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(jī)理 活性污泥是向污水注入空氣，進(jìn)行一段時(shí)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(dòng)物群和吸附的有機(jī)物質(zhì)、無(wú)機(jī)物質(zhì)的總稱(chēng)，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(jī)物，是由以下幾個(gè)過(guò)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(yùn)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?xún)糇饔迷硐掳l(fā)展而來(lái)的，污水在經(jīng)過(guò)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(gè)人工建造的池子，池內(nèi)有無(wú)數(shù)能氧化分解污水中有機(jī)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(mǎn)足這些微生物氧化分解有機(jī)物的耗氧需要。因此，我們?cè)O(shè)置鼓風(fēng)機(jī)給池中曝氣形成人入供氧系統(tǒng)，池子因此被稱(chēng)為曝氣池。 污水在曝氣池停留一段時(shí)間內(nèi)，污水中的有機(jī)污染物大多數(shù)被曝氣池的微生物吸附、氧化分解成無(wú)機(jī)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(jī)物。 二、活性污泥運(yùn)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(jī)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(zhǎng)，因此，曝氣池中活性污泥的量愈積愈多，當(dāng)超過(guò)一定的濃度時(shí)，我們適當(dāng)排放一部分，這部分被排出的活性污泥稱(chēng)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(yùn)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(zhǎng)多點(diǎn)進(jìn)入，這樣使有機(jī)物在曝氣池中的分配較為均勻，避免前端缺氧過(guò)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(gè)進(jìn)水口的水量，在運(yùn)行上也有較大的靈活性。階段曝氣池也稱(chēng)多點(diǎn)進(jìn)水活性污泥法，是傳統(tǒng)活性污泥法的一個(gè)簡(jiǎn)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(yùn)行方式及工藝流程發(fā)展二、活性污泥運(yùn)行方式及工藝流程發(fā)展 3、漸減曝氣法 這種方法也是對(duì)傳統(tǒng)法供氧不平衡的一個(gè)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(yùn)行方式及工藝流程發(fā)展 4、延時(shí)曝氣法 延時(shí)曝氣法即長(zhǎng)時(shí)間曝氣的活性污泥法，或稱(chēng)完全氧化法，這種方法曝氣時(shí)間長(zhǎng)、負(fù)荷低，有機(jī)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(yùn)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(jī)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(shí)行悶曝，使污泥中吸附的有機(jī)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(guò)程 。二、活性污泥運(yùn)行方式及工藝流程發(fā)展二、活性污泥運(yùn)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(shí)，立即與池內(nèi)原先存在的混合液充分混合。二、活性污泥運(yùn)行方式及工藝流程發(fā)展 7、A-B法 A-B法（也稱(chēng)為生物吸附活性污泥法）是兩級(jí)活性污泥法

6、的一種形式，整個(gè)系統(tǒng)分成負(fù)荷不同的A級(jí)和B級(jí)，A級(jí)污泥負(fù)荷高，B級(jí)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(yùn)行方式及工藝流程發(fā)展二、活性污泥運(yùn)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(shí)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(gè)氧化溝看，可以認(rèn)為它是一個(gè)完全混合水池，氧化溝集中了幾次處理方法的優(yōu)點(diǎn) 。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(guó)的年法國(guó)的MurasM

7、uras將簡(jiǎn)易沉淀池改為污泥處理構(gòu)筑物；將簡(jiǎn)易沉淀池改為污泥處理構(gòu)筑物；18951895年英國(guó)年英國(guó)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(guó)的年英國(guó)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(guó)的年德國(guó)的ImhoffImhoff發(fā)明發(fā)明ImhoffImhoff雙層沉淀池；雙層沉淀池；19121912年英國(guó)的伯明翰市建了第一個(gè)消化池；年英國(guó)的伯明翰市建了第一個(gè)消化池；19201920年英國(guó)年英國(guó)WatsonWatson建成最早二級(jí)消化池，同時(shí)利用了沼氣；建成最早二級(jí)消化池，同時(shí)利用了沼氣；192519

8、2519261926年在德國(guó)、美國(guó)相繼建成較標(biāo)準(zhǔn)的消化池。年在德國(guó)、美國(guó)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(lài)：在厭氧條件下，依賴(lài)兼性厭氧菌和兼性厭氧菌和專(zhuān)性厭氧菌專(zhuān)性厭氧菌的生物化學(xué)作用，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行生物降解的過(guò)程。的生物化學(xué)作用，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行生物降解的過(guò)程。厭氧生物處理法的處理對(duì)象是：高濃度有機(jī)工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)污水的厭氧生物處理法的處理對(duì)象是：高濃度有機(jī)工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)污水的污泥、動(dòng)植物殘?bào)w及糞便等。污泥、動(dòng)植物殘?bào)w及糞便等。厭氧法的基本原理 厭氧消化機(jī)理厭氧消化機(jī)理: :在無(wú)氧條件下，由兼性厭氧菌和專(zhuān)性厭氧菌降解有機(jī)物在無(wú)氧條件下，

9、由兼性厭氧菌和專(zhuān)性厭氧菌降解有機(jī)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(wú)氧條件下被降解成有機(jī)酸、醛、醇等天然高分子化合物在無(wú)氧條件下被降解成有機(jī)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(jī)物在厭氧菌胞外酶作用下，首先被分解成簡(jiǎn)單的有機(jī)物。繼而這些有機(jī)物在產(chǎn)酸菌作用下經(jīng)過(guò)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(lèi)等。主要水解發(fā)酵菌：專(zhuān)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(lèi)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(lèi) 甲 醇 產(chǎn) 甲 胺 通 過(guò) 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(jī) 物 脂 類(lèi) 甘 油 II 丙 酸 CO2等 脂 肪 酸 類(lèi) 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(guò)程圖三階段理論過(guò)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(xiàng)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(xiàng)影響因素也以對(duì)甲烷菌的影響因素為準(zhǔn)。影響因素也以對(duì)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(shí)，氧消化效率較低。溫度的急劇變化和上下波動(dòng)不利于厭時(shí)，氧消化效率較低。溫度的急劇變化和上下波動(dòng)不利于厭氧消化作用。短時(shí)間內(nèi)溫度升降氧消化作用。短時(shí)間內(nèi)溫度升降55，沼氣產(chǎn)量明顯下降，波動(dòng)的幅，沼氣產(chǎn)量明顯下降，波動(dòng)的幅度過(guò)大時(shí)，甚至停止產(chǎn)氣。溫度的波動(dòng)，不僅影響沼氣產(chǎn)量，還影響度過(guò)大時(shí)，甚至停止產(chǎn)氣。溫度的波動(dòng)，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(duì)溫度變化更為敏感。沼氣中的甲烷含量，此其高溫消化對(duì)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(guò)程所形成的有機(jī)酸不能被正常地代謝降解，從而使整個(gè)消化過(guò)程的過(guò)程所形成的有機(jī)酸不能被正常地代謝降解，從而使整個(gè)消化過(guò)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(duì)產(chǎn)甲烷菌毒性較大，以下，對(duì)產(chǎn)甲烷菌毒性較大，同時(shí)產(chǎn)酸作用本身也受抑制，整個(gè)厭氧消化過(guò)程即停滯。即使同時(shí)產(chǎn)酸作用本身也受抑制，整個(gè)厭氧消化過(guò)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(shí)，值時(shí)，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(yùn)行。性或稍偏堿性的狀態(tài)下運(yùn)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(wú)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(wú)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(duì)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(duì)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(guò)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(guò)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(jī)負(fù)荷四、有機(jī)負(fù)荷 在一定范圍內(nèi)，隨著有機(jī)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(jī)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(jī)負(fù)荷過(guò)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(jī)負(fù)荷過(guò)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(shí)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(shí)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(jī)負(fù)荷過(guò)高，則過(guò)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(jī)負(fù)荷過(guò)高，則過(guò)高的水力負(fù)荷還會(huì)使消化系統(tǒng)中污泥的流失速

17、率大于增長(zhǎng)速率而降低消化效率。若有還會(huì)使消化系統(tǒng)中污泥的流失速率大于增長(zhǎng)速率而降低消化效率。若有機(jī)負(fù)荷過(guò)低，物料產(chǎn)氣率或有機(jī)物去除率雖可提高，但容積產(chǎn)氣率降低，機(jī)負(fù)荷過(guò)低，物料產(chǎn)氣率或有機(jī)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(yùn)行費(fèi)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(yùn)行費(fèi)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(jī)物、無(wú)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(jī)物、無(wú)機(jī)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(jī)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(duì)廢物的適應(yīng)性和活微生物中生長(zhǎng)速率低的產(chǎn)甲烷菌的數(shù)量是否及其對(duì)廢物的適應(yīng)性和活微生物中生長(zhǎng)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?；钚晕勰嗟某恋硇阅芘c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(méi)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(méi)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(guò)攪拌可消除池內(nèi)梯度，增加食料與微生通過(guò)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(jī)械攪拌器攪拌法；（）機(jī)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