第十五章污水的厌氧生物处理

第十五章第十五章污水的厌氧生物处理污水的厌氧生物处理TheAnaerobicProcesses河北工业大学河北工业大学郭振华郭振华15.115.1概述概述•废水厌氧生物处理是环境工程与能源工程中的一项重废水厌氧生物处理是环境工程与能源工程中的一项重要技术，是有机废水强有力的处理方法之一。要技术，是有机废水强有力的处理方法之一。•过去，它多用于城市污水处理厂的污泥、有机废料以过去，它多用于城市污水处理厂的污泥、有机废料以及部分高浓度有机废水的处理。及部分高浓度有机废水的处理。•目前，厌氧生化法不仅可用于处理有机污泥和高浓度目前，厌氧生化法不仅可用于处理有机污泥和高浓度有机废水，也用于处理中、低浓度有机废水，包括城有机废水，也用于处理中、低浓度有机废水，包括城市污水。市污水。•废水厌氧生物处理是指废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件无分子氧条件下通过厌氧微下通过厌氧微生物生物(anaerobicmicrobes)((anaerobicmicrobes)(包括兼氧微生物包括兼氧微生物)的作用，的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷(methane)(methane)和二氧化碳和二氧化碳(carbondioxide)(carbondioxide)等物质的过程，也称为等物质的过程，也称为厌氧消化厌氧消化(anaerobicdigestion)(anaerobicdigestion)。•污泥在脱水后处置前进行厌氧处理，称污泥在脱水后处置前进行厌氧处理，称污泥消化污泥消化。15.215.2厌氧法的基本原理厌氧法的基本原理•厌氧处理研究都针对污泥消化。分为两阶段：固态厌氧处理研究都针对污泥消化。分为两阶段：固态有机物先是液化，称液化阶段；接着降解产物气化，有机物先是液化，称液化阶段；接着降解产物气化，称气化阶段；整个过程历时半年以上。第一阶段最显称气化阶段；整个过程历时半年以上。第一阶段最显著的特征是液态污泥的著的特征是液态污泥的pHpH值迅速下降，不到值迅速下降，不到10d10d，降到，降到最低值。污泥中的固态有机物主要是天然高分子化合最低值。污泥中的固态有机物主要是天然高分子化合物，如淀粉、纤维素、油脂、蛋白质等，在无氧环境物，如淀粉、纤维素、油脂、蛋白质等，在无氧环境中降解时，转化为有机酸、醇、醛、水分子等液态产中降解时，转化为有机酸、醇、醛、水分子等液态产物和物和COCO2、H2、NHNH3、H2S等气体分子，气体大多溶解在等气体分子，气体大多溶解在泥液中。转化产物中有机酸是主体，在一个月左右，泥液中。转化产物中有机酸是主体，在一个月左右，达到最高值。低达到最高值。低pHpH值有抑制细菌生长的作用，值有抑制细菌生长的作用，NHNH3的溶的溶解产物解产物NHNH4OHOH有中和作用，经过长时间的酸化阶段，有中和作用，经过长时间的酸化阶段，pHpH值回升后，进入气化阶段。气化阶段常称甲烷化阶段值回升后，进入气化阶段。气化阶段常称甲烷化阶段(消化气，主体是消化气，主体是CHCH4),),与酸化阶段相应。与酸化阶段相应。C0C02也相当多，也相当多，还有微量还有微量H2S。酸化阶段的统称产酸或酸化细菌，包括。酸化阶段的统称产酸或酸化细菌，包括所有的兼性细菌；甲烷化阶段的统称甲烷细菌。所有的兼性细菌；甲烷化阶段的统称甲烷细菌。•与好氧过程的根本区别在于不以分子态氧作为受氢体，与好氧过程的根本区别在于不以分子态氧作为受氢体，而以化合态氧、碳、硫、氮等作为受氢体。而以化合态氧、碳、硫、氮等作为受氢体。•厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依靠三厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌大主要类群的细菌，即水解产酸细菌(fermentative(fermentativebacteria)bacteria)、产氢产乙酸细菌、产氢产乙酸细菌(acetogenicbacteria)(acetogenicbacteria)和产甲烷细菌和产甲烷细菌(methanogenicbacteria)(methanogenicbacteria)的联合作用完的联合作用完成。成。•产甲烷细菌是决定厌氧消化效率和成败的主要微生物，产甲烷细菌是决定厌氧消化效率和成败的主要微生物，产甲烷阶段是厌氧过程速率的限制步骤。产甲烷阶段是厌氧过程速率的限制步骤。••19671967年，年，BryantBryant报告认为消化经历四个阶段：见图报告认为消化经历四个阶段：见图1515-1。•影响因素：影响因素：pHpH值和温度。值和温度。①pHpH值应在值应在6.86.8-7.27.2之间。之间。②在中温在中温35℃35℃一38℃38℃和高温和高温52℃52℃一55℃55℃各有一个最适温度。各有一个最适温度。