AOBR工艺的厌氧处理过程研究

中国·上海(2018年9月7-9日)第八届中国农村和小城镇水环境治理论坛暨第二届村镇环境科技产业联盟论坛AOBR工艺的厌氧处理过程研究一、AOBR工艺的厌氧处理概况AOBR工艺的厌氧生物处理是在无氧的基质环境条件下，厌氧微生物通过自身的新陈代谢过程，将污水中的有机污染物转化为无机物和少量自身所需的细胞物质，达到污染物去除目的的厌氧反应过程。二、AOBR工艺的厌氧条件1．营养条件厌氧生物处理系统中的营养条件决定着厌氧微生物生长的世代时间、外界环境基质的代谢速度和厌氧菌对污水中有毒物质的反应。厌氧生物处理系统中对厌氧菌生长有益的营养物质有N、S、P、Fe、Co、Ni、Mo、Se、维生素B2、维生素B12。厌氧生物处理系统的营养环境具有有机物浓度较高和厌氧细菌增殖慢的特点。营养元素中的金属元素分为厌氧微生物生长、繁殖的必需元素和厌氧微生物生长、繁殖的毒害元素。金属元素会改变厌氧生物处理系统环境条件中的氧化还2水工业市场2018年7-8月干l文／崔维李坚原电位。有些金属元素如Fe，Ni等是参与厌氧消化反应的辅酶生存的必需元素，这些金属元素的量与辅酶功能的正常发挥和厌氧消化反应的高效运行成正比。另一些金属元素如铬、铅等对厌氧微生物的生长、繁殖具有毒害作用，这些金属元素会使厌氧微生物去活性。2．环境条件(1)氧化还原电位(Eh)厌氧系统中氧化还原电位的高低受到溶解态离子的影响较大，有些溶解态离子如Fe、Cr207a-、NO3一、SO?-、P043_、H的存在会使氧化还原电位升高，不利于形成厌氧消化反应的外界环境条件。厌氧生物处理系统的发酵产物主要是乙酸、乳酸、丁酸、丙酸、甲酸、丙醇、乙醇和酵母等物质，氧化还原电位的变化会引起这些物质类型数量和空间分布的变化。(2)pH厌氧生物处理系统中有机酸的积累会导致H+浓度的增加，提高系统的酸性，降低pH值，这种变化直接影响厌氧微生物的消化反应过程及其产生的消化产物。不同类型厌氧微生物在进行厌氧反应时，对厌氧微生物生存环境和基质条件中pH值的要求也不同，pH值超出或不能达到厌氧微生物在厌氧环境中生存、成长的pH值区间段时，厌氧微生物的活性等性能受到影响，不利于厌氧微生物的繁殖、生存与成长。厌氧微生物对温度尤其高温的抵抗能力受到pH值的间接影响，在适宜的pH值变化范围中，厌氧微生物对高温的抵抗能力会提高；在不适宜的pH值变化范围中，厌氧微生物对高温的抵抗能力会降低。厌氧生物处理系统中酶的活性随pH的变化而变化，酶的活性会提高在适宜的pH值变化范围中，在不适宜的pH值变化范围中酶的活性会降低，酶的活性直接影响厌氧微生物的厌氧反应速率，问接影响厌氧微生物的生长、繁殖。pH值的变化会引起厌氧生物处理系统中电荷的分布变化和有机化合物的离子化分布，直接第七届中国农村和小城镇水环境治理论坛暨首届村镇环境科技产业联盟论坛论文部分影响厌氧微生物体表面的电荷分布，间接影响厌氧微生物体对外界营养物质的吸收频率和速度。离子状态化合物容易被厌氧微生物吸收，非离子状态化合物不容易被厌氧微生物吸收。有机化合物渗入厌氧微生物的细胞后被厌氧微生物吸收。(3)温度．厌氧反应系统中温度升高会破坏厌氧环境中液体的分子结构、降低厌氧环境中液体黏度，提高厌氧系统中污泥的沉降性。厌氧反应系统中温度升高会引起系统中液相向气相的转化，系统液相中的产气量增多、液相中的气体溶解度降低，经厌氧反应系统处理后污水中的COD的浓度会降低、气体量会增加。温度也会影响到厌氧反应系统中酶的活性，酶活性的变化会直接影响到厌氧微生物的生物化学反应过程的速率，间接影响到厌氧微生物的生长、代谢速率和厌氧微生物生存的外界基质环境的变化。三、AoBR工艺的厌氧处理过程1．水解过程水解过程是厌氧微生物将不溶性有机物和高分子有机物在厌氧细菌胞外酶的作用下分解成小分子化合物。厌氧微生物的水解物质有纤维素、淀粉、蛋白质、碳水化合物、脂肪和甘油。厌氧微生物水解后的水解产物有葡萄糖、氨基酸和脂肪酸。水解过程如图1所示。2．发酵过程发酵过程是水解反应后产生的小分子化合物经厌氧发酵菌分细菌胞外酶图1水解过程示意图匝一鐾图2发酵过程示意图圆图3酸化过程示意图解，在厌氧发酵菌细胞内转化为挥发性脂肪酸(VFA)醇类、乳酸、CO、氢、氨、硫化氢等更为简单的化合物，分泌到细胞外。厌氧发酵菌有梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、双岐杆菌属。发酵过程如图2所示。3．酸化过程酸化过程是水解反应后产生的小分子化合物经厌氧产酸菌的酸化分解成大分子VFAS。厌氧产酸菌有纤维素分解菌、半纤维素分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌。酸化过程如图3所示。四、结论1．厌氧生物处理系统中基质环境的营养元素、氧化还原电位(Eh)、温度和pH值达到适宜的条件时，厌氧微生物的厌氧处理过程才可以进行。2．厌氧生物处理过程是由多种不