污水處理的微生物學(xué)原理-厭氧微生物處理(環(huán)境微生物課件)

有機(jī)污水的生物處理

厭氧生物處理

厭氧生物處理基本原理厭氧生物處理厭氧生物處理法是在厭氧條件（不存在分子態(tài)氧O2和化合態(tài)氧）或缺氧條件（不存在分子態(tài)氧，但存在NO3等化合態(tài)氧)，利用厭氧性微生物（包括兼性微生物）分解污水中的有機(jī)物的方法，也稱厭氧消化或厭氧發(fā)酵法。

厭氧生物處理的生化過程——沼氣發(fā)酵在厭氧生物處理中，沼氣發(fā)酵亦稱甲烷發(fā)酵。沼氣亦稱生物氣，是微生物在厭氧條件下分解有機(jī)物而產(chǎn)生的一種可燃性氣體，其主要成分是CH4和CO2

沼氣發(fā)酵包括：4個(gè)階段

沼氣發(fā)酵—4個(gè)階段將復(fù)雜有機(jī)物如多糖、蛋白質(zhì)、核酸、脂肪等經(jīng)微生物水解成單體，進(jìn)而發(fā)酵生成簡單化合物，由初級(jí)發(fā)酵菌群引起溶解性小分子有機(jī)物進(jìn)入發(fā)酵菌（酸化菌）細(xì)胞內(nèi)，在胞內(nèi)酶作用下分解為揮發(fā)性脂肪酸，同時(shí)合成細(xì)胞物質(zhì)是將第一階段中產(chǎn)生的脂肪酸、乙醇等簡單有機(jī)物轉(zhuǎn)化為乙酸、H2

及CO2等是將乙酸（包括甲酸）、CO2、同等轉(zhuǎn)化為CH4

水解階段發(fā)酵階段產(chǎn)乙酸階段產(chǎn)甲烷階段厭氧生物處理法基本要求菌種引入足夠的混合菌種或者經(jīng)過厭氧消化培養(yǎng)的污泥氧化還原電位嚴(yán)格的厭氧環(huán)境氧化還原單位E<-200mV發(fā)酵溫度中溫型發(fā)酵為20~40℃，最佳37~38℃中溫型發(fā)酵為53~54℃高溫發(fā)酵比中溫發(fā)酵效果好廢水性質(zhì)BOD:N:P=100:6:1含N低于2%時(shí)，菌體不易增殖PH和有機(jī)酸濃度PH值維持在6.5~7.5有機(jī)酸濃度<2000mg/LCO2的產(chǎn)生狀況產(chǎn)生的CO2占沼氣的25%~35%若CO2大于35%，平衡破壞厭氧生物處理法和好氧生物處理法特點(diǎn)比較有機(jī)污水的生物處理

厭氧生物處理

厭氧活性污泥厭氧微生物—專性厭氧微生物專性厭氧微生物是指只有在無氧條件下才能生長的微生物。這類微生物只有脫氫酶系統(tǒng)，分子氧對(duì)它們具有致死作用。

厭氧微生物在自然界中廣泛分布，種類很多，如產(chǎn)甲烷菌、梭狀芽孢桿菌、丙酮丁醇生產(chǎn)菌、破傷風(fēng)桿菌、脫硫弧菌、擬桿菌、熒光假單胞菌等。厭氧菌在環(huán)境工程中日益引起人們的重視。厭氧生物的培養(yǎng)關(guān)鍵是要為它們營造一個(gè)無氧或低氧化—還原電位環(huán)境。厭氧微生物—兼性厭氧微生物既能在有氧條件下生活，又能在無氧條件下生活的微生物，稱為兼性好氧微生物。這類微生物具有氧化酶和脫氫酶兩套酶系統(tǒng)：有氧時(shí)，氧化酶系統(tǒng)活躍；無氧時(shí)，氧化酶系統(tǒng)變鈍，脫氫酶系統(tǒng)工作在厭氧消化池中，除厭氧微生物外，也有兼性好氧微生物，能將有機(jī)物分解成小分子的有機(jī)酸和醇類化合物。厭氧活性污泥生物相產(chǎn)氫產(chǎn)酸細(xì)菌沼氣發(fā)酵菌群初級(jí)發(fā)酵菌產(chǎn)甲

烷菌同型產(chǎn)乙酸菌厭氧活性污泥一般呈灰色至黑色。污泥中數(shù)量最多的是細(xì)菌。真菌雖能存活，但數(shù)量較少。藻類和原生動(dòng)物也偶有發(fā)現(xiàn)。細(xì)菌以兼性或?qū)Ｐ詤捬蹙鸀橹?，由于進(jìn)水帶入的緣故，有時(shí)也可觀察到好氧細(xì)菌。在沼氣發(fā)酵型的厭氧生物處中，菌群主要有5類：厭氧污泥的培育方法厭氧活性污泥中的兼性厭氧細(xì)菌和厭氧細(xì)菌、特別是專性厭氧的產(chǎn)甲烷菌的生長速度慢，世代時(shí)間長，因此，厭氧活性污泥的培育一般需要較長的時(shí)間：污泥接種：取同類水質(zhì)污水厭氧處理裝置的污泥作為接種污泥禽畜糞便中含有豐富的水解性細(xì)菌和產(chǎn)甲燒菌，是理想的厭氧活性污泥的菌種源城市生活污水處理廠的濃縮污泥亦可作為接種源。厭氧活性污泥的馴化／培育：在厭氧反應(yīng)器中，進(jìn)水量由小到大，每提高一個(gè)梯度，都要穩(wěn)定一段時(shí)間。處理效果接近設(shè)計(jì)目標(biāo)時(shí)即可進(jìn)入正式運(yùn)行階段。有機(jī)污水的生物處理

厭氧生物處理

厭氧反應(yīng)器類型厭氧反應(yīng)器類型厭氧處理的核心是厭氧反應(yīng)器，除常見的普通厭氧消化池、厭氧生物濾池外，近年來，還開發(fā)出了多種新型高效厭氧反應(yīng)器，如：升流式厭氧污泥床反應(yīng)器、厭氧折流板反應(yīng)器、內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器等。以下介紹幾種主要的反應(yīng)器。定義：該方法在消化池后設(shè)污泥沉淀池，污泥從沉淀池回流到消化池，因此該方法亦稱厭氧活性污泥法，厭氧接觸法是現(xiàn)代高效厭氧反應(yīng)器的開端。厭氧接觸法特點(diǎn)：采用了污泥回流，使反應(yīng)器中的污泥濃度大幅度增加，污泥停留時(shí)間增長，反應(yīng)器水力停留時(shí)間大為縮短。水力停留時(shí)間一般為0.5~6天，有機(jī)負(fù)荷一般為24kg/(m3·d）。適用：厭氧接觸法適用于處理懸浮物濃度較高的高濃度有機(jī)廢水。

厭氧生物濾池水力停留時(shí)間一般為1~8天。容積負(fù)荷在使用塊狀填料的情況下，可以達(dá)到3~6kgCOD/(m3·d），比普通消化池處理能力高2~3倍，如果使用塑料填料，可提高至3~10kgCOD/(m3·d），而且具有質(zhì)量輕，空隙率高，不易墻塞等特點(diǎn)。厭氧生物濾池不需攪拌，可節(jié)約能源。厭氧生物濾池升流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）是一種污水厭氧生物處理新技術(shù)，其水力停留時(shí)間一般為0.3~1天，有機(jī)負(fù)荷可高達(dá)20kgCOD/(m3·d）。UASB反應(yīng)器主要用于處理含懸浮物，特別是無機(jī)懸浮物少的有機(jī)廢水在我國，UASB反應(yīng)器已成功地應(yīng)用到味精廢水、啤酒廢水、擰朦酸廢水、印染漂洗廢水等的處理升流式厭氧污泥床構(gòu)成：UASB反應(yīng)器由污泥床、污泥懸浮層、沉淀區(qū)和分離器組成。反應(yīng)器內(nèi)的污泥由活性生物量（如細(xì)菌）占70%~80%以上的顆粒污泥組成。污泥床的污泥濃度一般可達(dá)到40000~80000mg/L，是活性污泥法的20~30倍。特點(diǎn)：廢水從下向上流過反應(yīng)器、污泥無需攪拌設(shè)備、反應(yīng)器頂部有特殊的三相分離器等。UASB反應(yīng)器的構(gòu)成和特點(diǎn)厭氧流化床是20世紀(jì)