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耐鹽菌廢水處理原理

發布時間: 2021-04-12 16:38:50

廢水厭氧生物處理的原理

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。
(1)水解階段
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)
(2)發酵(或酸化)階段
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。
(3)產乙酸階段
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
(4)甲烷階段
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。
上述四個階段的反應速度依廢水的性質而異,在含纖維素、半纖維素、果膠和脂類等污染物為主的廢水中,水解易成為速度限制步驟;簡單的糖類、澱粉、氨基酸和一般蛋白質均能被微生物迅速分解,對含這類有機物的廢水,產甲烷易成為限速階段。雖然厭氧消化過程可分為以上四個過程,但是在厭氧反應器中,四個階段是同時進行的,並保持某種程度的動態平衡。該平衡一旦被pH值、溫度、有機負荷等外加因素所破壞,則首先將使產甲烷階段受到抑制,其結果會導致低級脂肪酸的積存和厭氧進程的異常變化,甚至導致整個消化過程停滯。

⑵ 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。

⑶ 細菌能凈化污水的原理是什麼

我想問為什麼細菌能凈化這么臟的污水呢? 很簡單,比如說污水如果不處理但2者最根本的原理其實是一樣的,不需要想得太復雜

⑷ 微生物能處理廢水的原理是什麼

水處理有物理方法、化學方法和生物方法,而用微生物處理廢水的生物方法以效率高、成本低受到了廣泛使用。能除掉毒物的微生物主要是細菌、黴菌、酵母菌和一些原生動物。它們能把水中的有機物變成簡單的無機物,通過生長繁殖活動使污水凈化。有種芽孢桿菌能把酚類物質轉變成醋酸吸收利用,除酚率可以達到99%;一種耐汞菌通過人工培養可將廢水中的汞吸收到菌體中,改變條件後,菌體又將汞釋放到空氣中,用活性炭就可以回收。有的微生物能把穩定有毒的DDT轉變成溶解於水的物質而解除毒性。每年在運輸中有150萬噸的原油流入世界水域使海洋污染,清除這些油類,真菌比細菌能力更強。在去毒凈化中,不同的微生物各有「高招」!枯草桿菌、馬鈴薯桿菌能清除已內酷胺;溶膠假單孢桿菌可以氧化劇毒的氰化物;紅色酵母菌和蛇皮癬菌對聚氯聯苯有分解能力。

用微生物處理廢水常用生物膜法。所有的污水處理裝置都有固定的濾料介質如碎石、煤渣及塑料等,在濾料介質的表面覆蓋著一層由各類微生物組成的粘狀物稱為生物膜。生物膜主要是由細菌菌膠團和大量真菌菌絲組成,在表面還棲息著很多原生動物。當污水通過濾料表面時,生物膜大量地吸附水中各種有機物,同時膜上的微生物群利用溶解氧將有機物分解,產生可溶性無機物隨水流走,產生的二氧化碳和氫氣等釋放到大氣中,使污水得到凈化。

還有一種活性污泥法。所謂活性污泥是由能形成菌膠團的細菌和原生動物為主組成的微生物類群,及它們所吸附的有機的和無機懸浮物凝聚而成的棕色的絮狀泥粒,它對有機物具有很強的吸附力和氧化分解能力。

利用微生物凈化污水雖然取得了可喜的成就,但在提高工作效益方面還有不少工作要做,因此還不能廣泛應用於消除污染。

⑸ 光合細菌法處理廢水的原理是什麼

光合細菌在有光照缺氧的環境中能進行光合作用,利用光能進行光合作用,利用光能同化二氧化碳,與綠色植物不同的是,它們的光合作用是不產氧的。光合細菌細胞內只有一個光系統,即PSI,光合作用的原始供氫體不是水,而是H2S (或一些有機物),這樣它進行光合作用的結果是產生了H2,分解有機物,同時還能固定空氣的分子氮生氨。光合細菌在自身的同化代謝過程中,又完成了產氫、固氮、分解有機物三個自然界物質循環中極為重要的化學過程。這些獨特的生理特性使它們在生態系統中的地位顯得極為重要。
光合細菌的適宜水溫為15—40℃,最適水溫為28—36℃。在水產養殖中,能夠降解水體中的亞硝酸鹽、硫化物等有毒物質,實現充當餌料、凈化水質、預防疾病、作為飼料添加劑等功能,光合細菌適應性強,能忍耐高深度的有機廢水和較強的分解轉化能力,對酚、氰等毒物有一定有忍受和分解能力等特點,它的諸多特性,使其在無公害水產養殖中具有巨大的應用價值。目前,市面上光合細菌產品良莠不齊,有些不法廠家為達到贏利目的,採用色素加水調配成所謂的光合細菌,或用培養得不好的劣質光合細菌加色素調配。這些假、劣產品從外觀看沒有問題,但是由於質量低劣,完全達不到標識的質量標准,使用後沒有效果,甚至會殘害養殖對象,嚴重損害了用戶的利益。
光合細菌是北海群林生物工程有限公司拳頭產品之一,該公司生產的光合細菌無論是從色澤,使用效果,在行業內都是數一數二的。
http://www.qunlinshengwu.com/a/cp/scl/2010/0204/242.html

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⑹ 細菌凈化生活污水的主要原理

在生活污水和工業廢水中,有很多有機物,如各種有機酸、氨基酸等,可以作為細菌內的食物。在容沒有氧氣的環境中,一些桿菌和甲烷能過...還有一些細菌在有氧氣的條件下,也能夠利用這些物質生存,將有機物分解成二氧化碳,使污水得到凈化。...

⑺ 求助耐鹽菌在污水處理工程中實際應用

皮革廢水,泡皮廢水含鹽量都很高,在1萬左右,實際培養時只要注意住不進水菌種適應是沒問題的

⑻ A2O污水處理方法原理

A2/O工藝是將厭/好氧除磷系統和缺氧/好氧脫氮系統相結合而成,是生物脫氮除磷的基礎工藝,可同時去除水中的BOD、氮和磷。
工藝為:原水與從沉澱池迴流的污泥首先進入厭氧池,在此污泥中的聚磷菌利用原污水中的溶解態有機物進行厭氧釋磷;然後與好氧末端迴流的混合液一起進入缺氧池,在此污泥中的反硝化菌利用剩餘的有機物和迴流的硝酸鹽進行反硝化作用脫氮;脫氮反應完成後,進入好氧池,在此污泥中的硝化菌進行硝化作用將廢水中的氨氮轉化為硝酸鹽同時聚磷菌進行好氧吸磷,剩餘的有機物也在此被好氧細菌氧化,最後經沉澱池進行泥水分離,出水排放,沉澱的污泥部分返回厭氧池,部分以富磷剩餘污泥排出。
厭氧 厭氧釋磷
缺氧 反硝化細菌反硝化脫氮
好氧 硝化細菌硝化作用生成硝酸鹽;聚磷菌好氧吸磷
a.本工藝特點
(1)本工藝在系統上可以稱為最簡單的同步脫N除P工藝,總的水力停留時間少於其他同類工藝;
(2)在厭氧(缺氧)、好氧交替運行條件下,絲狀菌不能大量增殖,無污泥膨脹之虞,SVI值一般均小於100;
(3)污泥中含P濃度高,一般為2.5%以上,具有很高的肥效;

(4)運行中勿需投葯,兩個A段只用輕緩攪拌,以不增加溶解氧為度,運行費用低;
(5)厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類微生物菌群的有機配合,能同時具有去除有機物、脫N除P的功能;
(6)脫N效果受混合液迴流比大小的影響,除P效果則受迴流污泥中夾帶DO和硝酸態氧的影響,因而脫N除P效率不可能很高。
b.存在問題
(1)厭氧區居前,迴流污泥中帶有大量的硝酸根,破壞厭氧環境,對厭氧區聚磷菌厭氧釋磷不利;
(2)缺氧區處於系統中間,反硝化脫氮C源供給不足,使系統脫氮受限;
(3由於存在內循環,常規工藝系統所排放的剩餘污泥中實際中只有一部分經歷了完整的釋P、吸P過程,其餘則基本上未經厭氧狀態而直接由缺氧進入好氧區,這對系統除P不利。

⑼ 高鹽廢水處理的方法

主流處理手段有:①濃縮蒸發處理法、②膜滲透除鹽法、③電解除鹽法、④耐鹽菌生化處理法。①濃縮蒸發處理法優勢:處理量大,對處理水質要求不高,劣勢:運行成本高②膜滲透處理法優勢:原理簡單,只適用於小量高鹽廢水處理劣勢:設備嬌貴,易堵易污染,無法大量處理廢水③電解除鹽法優勢:原理簡單,只適用於小量高鹽廢水處理劣勢:只能處理廢水中的含鹽類,所含的其他物質會造成你根本電解不下去④耐鹽菌生化處理法優勢:成本較低,效果一般劣勢:對處理水質要求苛刻,受廢水中有機物影響較大。目前最節能,高效的方法是蒸發濃縮處理法,該方法的原理是:MVR的原理是低溫位的蒸汽經壓縮機壓縮,溫度和壓力提高,熱焓增加,然後進入換熱器與物料進行換熱,充分利用了蒸汽的潛熱,達到節能效果。整個蒸發過程中也不再需要補充生蒸汽。技術特點:
1)節能高效,單位能耗低;
2)可以低溫蒸發,保護熱敏性物料不被高溫破壞,如中葯;
3)物料的停留時間短;
4)工藝簡單,實用性強,部分負荷運轉特性優異;
5)操作成本低;
6)運行平穩,自動化程度高;
7)無需鮮蒸汽。
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