污水處理的厭氧處理原理
① 農村生活污水處理中厭氧池的作用及原理
通常理解為厭氧菌的三階段理論,即水解-產氫產乙酸-產甲烷,厭氧發酵後COD可去除50——80%。
② 厭氧污水處理的原理
在厭氧處理過程中,廢水中的有機物經大量微生物的共同作用,被最終轉化為甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨等。在此過程中,不同微生物的代謝過程相互影響,相互制約,形成了復雜的生態系統。對高分子有機物的厭氧過程的敘述,有助於我們了解這一過程的基本內容。
高分子有機物的厭氧降解過程可以被分為四個階段:水解階段、發酵(或酸化)階段、產乙酸階段和產甲烷階段。 水解可定義為復雜的非溶解性的聚合物被轉化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。
高分子有機物因相對分子量巨大,不能透過細胞膜,因此不可能為細菌直接利用。它們在第一階段被細菌胞外酶分解為小分子。例如,纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖,澱粉被澱粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖,蛋白質被蛋白質酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產物能夠溶解於水並透過細胞膜為細菌所利用。水解過程通常較緩慢,因此被認為是含高分子有機物或懸浮物廢液厭氧降解的限速階段。多種因素如溫度、有機物的組成、水解產物的濃度等可能影響水解的速度與水解的程度。水解速度的可由以下動力學方程加以描述:ρ=ρo/(1+Kh.T)
ρ ——可降解的非溶解性底物濃度(g/L);
ρo———非溶解性底物的初始濃度(g/L);
Kh——水解常數(d^-1);
T——停留時間(d) 發酵可定義為有機物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程,在此過程中溶解性有機物被轉化為以揮發性脂肪酸為主的末端產物,因此這一過程也稱為酸化。
在這一階段,上述小分子的化合物發酵細菌(即酸化菌)的細胞內轉化為更為簡單的化合物並分泌到細胞外。發酵細菌絕大多數是嚴格厭氧菌,但通常有約1%的兼性厭氧菌存在於厭氧環境中,這些兼性厭氧菌能夠起到保護像甲烷菌這樣的嚴格厭氧菌免受氧的損害與抑制。這一階段的主要產物有揮發性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等,產物的組成取決於厭氧降解的條件、底物種類和參與酸化的微生物種群。與此同時,酸化菌也利用部分物質合成新的細胞物質,因此,未酸化廢水厭氧處理時產生更多的剩餘污泥。
在厭氧降解過程中,酸化細菌對酸的耐受力必須加以考慮。酸化過程pH下降到4時能可以進行。但是產甲烷過程pH值的范圍在6.5~7.5之間,因此pH值的下降將會減少甲烷的生成和氫的消耗,並進一步引起酸化末端產物組成的改變。 在產氫產乙酸菌的作用下,上一階段的產物被進一步轉化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細胞物質。
其某些反應式如下:
CH3CHOHCOO-+2H2O —> CH3COO-+HCO3-+H++2H2 ΔG』0=-4.2KJ/MOL
CH3CH2OH+H2O-> CH3COO-+H++2H2O ΔG』0=9.6KJ/MOL
CH3CH2CH2COO-+2H2O-> 2CH3COO-+H++2H2 ΔG』0=48.1KJ/MOL
CH3CH2COO-+3H2O-> CH3COO-+HCO3-+H++3H2 ΔG』0=76.1KJ/MOL
4CH3OH+2CO2-> 3CH3COO-+2H2O ΔG』0=-2.9KJ/MOL
2HCO3-+4H2+H+->CH3COO-+4H2O ΔG』0=-70.3KJ/MOL 這一階段,乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇被轉化為甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。
甲烷細菌將乙酸、乙酸鹽、二氧化碳和氫氣等轉化為甲烷的過程有兩種生理上不同的產甲烷菌完成,一組把氫和二氧化碳轉化成甲烷,另一組從乙酸或乙酸鹽脫羧產生甲烷,前者約占總量的1/3,後者約佔2/3。
最主要的產甲烷過程反應有:
CH3COO-+H2O->CH4+HCO3- ΔG』0=-31.0KJ/MOL
HCO3-+H++4H2->CH4+3H2O ΔG』0=-135.6KJ/MOL
4CH3OH->3CH4+CO2+2H2O ΔG』0=-312KJ/MOL
4HCOO-+2H+->CH4+CO2+2HCO3- ΔG』0=-32.9KJ/MOL
在甲烷的形成過程中,主要的中間產物是甲基輔酶M(CH3-S-CH2-SO3-)。
需要指出的是:一些書把厭氧消化過程分為三個階段,把第一、第二階段合成為一個階段,稱為水解酸化階段。在這里我們則認為分為四個階段能更清楚反應厭氧消化過程。
③ 厭氧污水處理法 概念
原理就是在厭氧狀態下,污水中的有機物被厭氧細菌分解、消化,使得內污水中的有機物含量容大幅減少。是一種凈化污水有效的生物處理方法。
厭氧處理相對於好氧處理的特點:
1、厭氧處理的耐受性很高,處理的廢水COD濃度都是非常高的,這樣高的COD直接用好氧處理的話,細菌都直接死光光了,所以厭氧處理一般可以作為好氧處理的前處理,為好氧處理創造一個很好的條件。
2、厭氧處理有消減污泥的作用,其污泥產生量較好氧處理少。
④ 污水處理中什麼是厭氧,好氧
厭氧就是抄不喜歡氧氣,微生物的工作環襲境不能有氧氣,相反,好氧菌的工作環境則必須含有氧氣,兼性菌則對氧的要求不高,有氧可以活動,沒有氧也能工作。因為各種微生物的適應性和分解不同化學物質的能力不同,在進行污水處理時往往根據水質選擇菌種。
⑤ 廢水的厭氧生物處理方法有哪些厭氧處理的原理是什麼
厭氧消化具有下列優點:無需攪拌和供氧,動力消耗少;能產生大量含甲烷的沼氣,是很好的能源物質,可用於發電和家庭燃氣;可高濃度進水,保持高污泥濃度,所以其溶劑有機負荷達到國家標准仍需要進一步處理;初次啟動時間長;對溫度要求較高;對毒物影響較敏感;遭破壞後,恢復期較長。污水厭氧生物處理工藝按微生物的凝聚形態可分為厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法。厭氧活性污泥法包括普通消化池、厭氧接觸消化池、升流式厭氧污泥床(upflow anaerobic sludge blanket,UASB)、厭氧顆粒污泥膨脹床(EGSB)等;厭氧生物膜法包括厭氧生物濾池、厭氧流化床和厭氧生物轉盤。
一般來說,廢水中復雜有機物物料比較多,通過厭氧分解分四個階段加以降解:
(1)水解階段:高分子有機物由於其大分子體積,不能直接通過厭氧菌的細胞壁,需要在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機物質比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖,澱粉被分解成麥芽糖和葡萄糖,蛋白質被分解成短肽和氨基酸。分解後的這些小分子能夠通過細胞壁進入到細胞的體內進行下一步的分解。答案來自環保通。
(2)酸化階段:上述的小分子有機物進入到細胞體內轉化成更為簡單的化合物並被分配到細胞外,這一階段的主要產物為揮發性脂肪酸(VFA),同時還有部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產物產生。
(3)產乙酸階段:在此階段,上一步的產物進一步被轉化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細胞物質。
(4)產甲烷階段:在這一階段,乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉化成甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。這一階段也是整個厭氧過程最為重要的階段和整個厭氧反應過程的限速階段。
⑥ 污水處理中的厭氧和缺氧是什麼實現的
厭氧池中沒有分子態氧及化合態氧存在,有機物的降解的電子受體是有機物(厭氧酸化或發酵作用的中間產物),而缺氧池中電子受體是NO3-或NO2-,也就是說,缺氧池中允許化合態氧存在。如果厭氧或缺氧池中引入分子態氧,則會抑制厭氧微生物或反硝化菌的代謝活性,由有機物脫下來的電子會直接交給分子氧。
在廢水中,如果DO<0.2mg/l為厭氧,0.2<DO<0.5為缺氧,厭氧是厭氧菌參與的生化處理過程,厭氧菌不需要氧氣,可以說氧氣對他們是有毒物質,因此要求系統內溶解氧等於零,這是最大的特點,另外,厭氧反應需要較高、較穩定的溫度,其中中溫反應在31~33攝氏度之間。厭氧反應需要嚴格的pH。缺氧反應是兼性菌參與的生化反應,兼性菌是可以在好氧也可以在厭氧的情況下反應,要求系統的溶解氧在0.5mg/L以下,對溫度和pH的要求也沒有厭氧反應嚴格。厭氧還和硝態氮有關
缺氧環境下可以沒有溶解氧,但是有硝態氮。厭氧環境下連硝態氮也沒有,所以在實際的污水處理中厭氧、好氧、缺氧等工藝,厭氧是在封閉條件下實現,好氧是通過曝氣來實現,而缺氧是通過迴流曝氣池後的沉澱池的污泥來實現,就是好氧池當中含硝態氮的廢水迴流到前端的缺氧池供反硝化之用,以達到脫氮的目的。用於除磷的就是厭氧/好氧,不設內迴流,就是為了讓前端的反應器成為既沒有溶解氧也沒有硝態氮的厭氧池。
⑦ 污水處理的化學方法及原理
不溶態污染物的分離技術:
1、重力沉降:沉砂池(平流、豎流、旋流、曝氣)、沉澱池(平流、豎流、輻流、斜流);
2、混凝澄清;
3、浮力浮上法:隔油、氣浮;
4、其他:阻力截留、離心力分離法、磁力分離法
污染物的生物化學轉化技術:
1、活性污泥法:SBR、AO、AAO、氧化溝等
2、生物膜法:生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池等
3、厭氧生物處理法:厭氧消化、水解酸化池、UASB等
4、自然條件下的生物處理法:穩定塘、生態系統塘、土地處理法
污染物的化學轉化技術:
1、中和法:酸鹼中和
2、化學沉澱法:氫氧化物沉澱、鐵氧體沉澱、其他化學沉澱
3、氧化還原法:葯劑氧化法、葯劑還原法、電化學法
4、化學物理消毒法:臭氧、紫外線、二氧化氯、氯氣、次氯酸鈉
溶解態污染物的物理化學分離技術:
1、吸附法
2、離子交換法
3、膜分離法:擴散滲析、電滲析、反滲透、超濾、納濾、微濾
4、其他分離方法:吹脫和氣提、萃取、蒸發、結晶、冷凍
根據常見污水處理方法分類
物理法:物理或機械的分離過程。過濾,沉澱,離心分離,上浮等
化學法:加入化學物質與污水中有害物質發生化學反應的轉化過程。中和,氧化,還原,分解,混凝,化學沉澱等
物理化學法:物理化學的分離過程。氣提,吹脫,吸附,萃取,離子交換,電解電滲析,反滲透等
生物法:微生物在污水中對有機物進行氧化,分解的新陳代謝過程。活性污泥,生物濾池,生物轉盤,氧化塘,厭氣消化等
根據常用處理廢水的化學方法分類
混凝
向膠狀渾濁液中投加電解質,凝聚水中膠狀物質,使之和水分開
混凝劑有硫酸鋁,明礬,聚合氯化鋁,硫酸亞鐵,三氯化鐵等
含油廢水,染色廢水,煤氣站廢水,洗毛廢水等
中和
酸鹼中和,pH達中性
石灰,石灰石,白雲石等中和酸性廢水,CO2中和鹼性廢水
硫酸廠廢水用石灰中和,印染廢水等
氧化還原
投加氧化(或還原)劑,將廢水中物質氧化(或還原)為無害物質
氧化劑有空氣(O2),漂白粉,氯氣,臭氧等
含酚,氰化物,硫鉻,汞廢水,印染,醫院廢水等
電解
在廢水中插入電極板,通電後,廢水中帶電離子變為中性原子
電源,電極板等
含鉻含氰(電鍍)廢水,毛紡廢水
萃取
將不溶於水的溶劑投入廢水中,使廢水中的溶質溶於此溶劑中,然後利用溶劑與水的相對密度差,將溶劑分離出來
萃取劑:醋酸丁酯,苯,N—503等設備有脈沖篩板塔,離心萃取機等
含酚廢水等
吸附(包含離子交換)
將廢水通過固體吸附劑,使廢水中溶解的有機或無機物吸附在吸附劑上,通過的廢水得到處理
吸附劑有活性炭,煤渣,土壤等
吸附塔,再生裝置
染色,顏料廢水,還可吸附酚,汞,鉻,氰以及除色,臭,味等用於深度處理。
編輯本段污水處理工藝流程
現代污水處理技術,按處理程度劃分,可分為一級、二級和三級處理。
一級處理,主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質,物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水,BOD一般可去除30%左右,達不到排放標准。一級處理屬於二級處理的預處理。
二級處理,主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD,COD物質),去除率可達90%以上,使有機污染物達到排放標准。
三級處理,進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法,混凝沉澱法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲分析法等。
整 個過程為通過粗格柵的原污水經過污水提升泵提升後,經過格柵或者砂濾器,之後進入沉砂池,經過砂水分離的污水進入初次沉澱池,以上為一級處理(即物理處理),初沉池的出水進入生物處理設備,有活性污泥法和生
⑧ 污水處理中厭氧處理是什麼原理和過程,需要
⑨ 污水處理中厭氧處理是什麼原理和過程,需要什麼設備
A/O工藝法,也叫厭氧好氧工藝法,主要用於水處理方面。
A就是厭氧段,主要用內於脫氮除磷;O就是好容氧段,主要用於去除水中的有機物。它除了可去除廢水中的有機污染物外,還可同時去除氮、磷,對於高濃度有機廢水及難降解廢水,在好氧段前設置水解酸化段,可顯著提高廢水可生化性。