⑴ 簡述好氧和厭氧生物處理有機污水的原理和適用條件。
好氧生物處理:在有游離氧(分子氧)存在的條件下,好氧微生物降解有機物,使其穩定、無害化的處理方法。微生物利用廢水中存在的有機污染物(以溶解狀與膠體狀的為主),作為營養源進行好氧代謝。
這些高能位的有機物質經過一系列的生化反應,逐級釋放能量,最終以低能位的無機物質穩定下來,達到無害化的要求,以便返回自然環境或進一步處置。適用於中、低濃度的有機廢水,或者說BOD5濃度小於500mgL的有機廢水。
厭氧生物處理:在沒有游離氧存在的條件下,兼性細菌與厭氧細菌降解和穩定有機物的生物處理方法。在厭氧生物處理過程中,復雜的有機化合物被降解、轉化為簡單的化合物,同時釋放能量。適用於有機污泥和高濃度有機廢水(一般BOD5≥2000mg/L)
(1)厭氧廢水實驗擴展閱讀:
在生活污水、食品加工和造紙等工業廢水中,含有碳水化合物、蛋白質、油脂、木質素等有機物質。
這些物質以懸浮或溶解狀態存在於污水中,可通過微生物的生物化學作用而分解。在其分解過程中需要消耗氧氣,因而被稱為耗氧污染物。這種污染物可造成水中溶解氧減少,影響魚類和其他水生生物的生長。
水中溶解氧耗盡後,有機物進行厭氧分解,產生硫化氫、氨和硫醇等難聞氣味使水質惡化。水體中有機物成分非常復雜,耗氧有機物濃度常用單位體積水中耗氧物質生化分解過程中所消耗的氧量表示。
⑵ 厭氧處理污水的原理
在污水處理過程中,廢水厭氧生物處理在早期又被稱為厭氧消化、厭氧發酵;是指在厭氧條件下由多種(厭氧或兼性)微生物的共同作用下,使有機物分解並產生CH和CO的過程。
⑶ 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。
⑷ 如何做廢水生化處理的對比實驗
A/O工藝:
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,主要用於脫氮除磷;O就是好氧段,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。
A2/O工藝:
A2/O工藝亦稱A-A-O工藝,即厭氧-缺氧-好氧工藝,被稱為最簡單的同步脫氮除磷工藝。按實質意義來說,本工藝應為生物脫氮除磷工藝的簡稱。該工藝處理效率一般能達到:BOD5和SS為90%~95%,總氮為70%以上,磷為90%左右,一般適用於要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A2/O工藝的基建費和運行費均高於普通活性污泥法,運行管理要求高,所以對目前我國國情來說,當處理後的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養化,從而影響給水水源時,才採用該工藝。
SBR工藝:
SBR是序列間歇式活性污泥法的簡稱,是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術,又稱序批式活性污泥法。與傳統污水處理工藝不同,SBR技術採用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式,非穩定生化反應替代穩態生化反應,靜置理想沉澱替代傳統的動態沉澱。它的主要特徵是在運行上的有序和間歇操作,SBR技術的核心是SBR反應池,該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能於一池,無污泥迴流系統。
⑸ 厭氧法處理污水的優缺點
錄求污水處理工程節能措施的技術途徑頗多,而有機污水的厭氧生物處理技術則是重要途徑之一。
厭氧生物處理是利用厭氧性微生物的代謝特性,在毋需提供外源能量的條件下,以被還原有機物作為受氫體,同時產生有能源價值的甲烷氣體。厭氧生物處理法不僅適用於高濃度有機廢水,進水BOD濃度可達15000mg/l,也可適用於低濃度有機廢水,包括城市廢;厭氧生物處理法能耗低;有機容積負荷高,一般為5-10kgCOD/m3.d高的可達50kgCOD/m3.d;剩餘污泥量少;產生的沼氣可利用;營養需要量少;被降解的有機物種類多;能承受較大的負荷變化和水質變化。
顯而易見,開發厭氧生物處理新工藝用來治理有機污水的污染,無疑是一種具有良好經濟效益的方法。近年來,污水厭氧處理工藝發展十分迅速,各種新工藝、新方法不斷出現,包括有厭氧接觸法、升流式厭氧污泥床、檔板式厭氧法、厭氧生物池、厭氧膨脹床和流化床、厭氧生物轉盤等,目前升流式厭氧污泥床這種新工藝由於具有厭氧過濾及厭氧活性污泥法的雙重特點,運轉及構築物造價均有所下降,對於不同含固量污水的適應性也強,因而已越來越受到重視,國內外目前已設計和施工的這種工藝較多。
二、升流式厭氧污泥床工作原理
升流式厭氧污泥床有反應區、氣液固三相分離器(包括沉澱區)和氣室三部分組成。在底部反應區內存留大量厭氧污泥,具有良好的沉澱性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸,污泥中的微生物分解污水中的有機物,把它轉化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出,微小氣泡在上升過程中,不斷合並,逐漸形成較大的氣泡,在污泥床上部由於沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器,沼氣碰到分離器下部的反射板時,折向反射板的四周,然後穿過水層進入氣室,集中在氣室沼氣,用導管導出,固液混合液經過反射進入三相分離器的沉澱區,污水中的污泥發生絮凝,顆粒逐漸增大,並在重力作用下沉降。沉澱至斜壁上的污泥沼著斜壁滑回厭氧反應區內,使反應區內積累大量的污泥,與污泥分離後的處理出水從沉澱區溢流堰上部溢出,然後排出污泥床。
這種工藝的基本出發佔在於:(1)為污泥絮凝提供有利的物理--化學條件,使厭氧污泥獲得並保持良好的沉澱性能;(2)良好的污泥床常可形成一種相當穩定的生物相,能抵抗較強的擾動力。較大的絮體具有良好的沉澱性能,從而提高設備內的污泥濃度;(3)通過在污泥床設備內設置一個沉澱區,使污泥細顆粒在沉澱區的污泥層內進一步絮凝和沉澱,然後迴流入污泥床內。
三、厭氧污泥床內的流態和污泥分布
厭氧污泥床內的流態相當復雜,反應區內的流態與產氣量和反應區高度相關,一般來說,反應區下部污泥層內,由於產氣的結果,部分斷面通過的氣量較多,形成一股上升的氣流,帶動部分混合液(指污泥與水)作向上運動。與此同時,這股氣、水流周圍的介質則向下運動,造成逆向混合,這種流態造成水的短流。在遠離這股上升氣、水流的地方容易形成死角。在這些死角處也具有一定的產氣量,形成污泥和水的緩慢而微弱的混合,所以說在污泥層內形成不同程度的混合區,這些混合區的大小與短流程度有關。懸浮層內混合液,由於氣體幣的運動帶動液體以較高速度上升和下降,形成較強的混合。在產氣量較少的情況下,有時污泥層與懸浮層有明顯的界線,而在產氣量較多的情況下,這個界面不明顯。有關試驗表明,在沉澱區內水流呈推流式,但沉澱區仍然還有死區和混合區。
厭氧污泥床內污泥濃度與設備的有機負荷率有關。是處理製糖廢水試驗時,升流式厭氧污泥床內污泥分布與負荷的關系。從圖中可看出污泥層污泥濃度比懸浮層污泥濃度高,懸浮層的上下部分污泥濃度差較小,說明接近完全混合型流態,反應區內污泥的頒,當有機負荷很高時污泥層和懸浮層分界不明顯。試驗表明,污水通過底部0.4-0.6m的高度,已有90%的有機物被轉化。由此可見厭氧污泥具有極高的活性,改變了長期以來認為厭氧處理過程進行緩慢的概念。在厭氧污泥中,積累有大量高活性的厭氧污泥是這種設備具有巨大處理能力的主要原因,而這又歸於污泥具有良好的沉澱性能。
升流式厭氧污泥床具有高的容積有機負荷率,其主要原因是設備內,特別是污泥層內保有大量的厭氧污泥。工藝的穩定性和高效性很大程度上取決於生成具有優良沉降性能和很高甲烷活性的污泥,尤其是顆粒狀污泥。與此相反,如果反應區內的污泥以鬆散的絮凝狀體存在,往往出現污泥上浮流失,使厭氧污泥床不能在較高的負荷下穩定運行。
根據厭氧污泥床內污泥形成的形態和達到的COD容積負荷,可以將污泥顆粒化過程大致分為三個運行期:
(1)投產運行期:從接種污泥開始到污泥床內的COD容積負荷達到5kgCOD/m3.d左右,此運行期污泥沉降性能一般;
(2)顆粒污泥出現期:這一運行期的特點是有小顆粒污泥開始出現。當污泥床內的總SS量和總VSS量降至最低時本運行期即告結束,這一運行期污泥沉降性能不太好;
(3)顆粒污泥形成期:這一運行期的特點是顆粒污泥大量形成,由下至上逐步充滿整個厭氧污泥床。當污泥床容積負荷達到16kgCOD/m3.d以上時,可以認為顆粒污泥已培養成熟。該運行期污泥沉降性很好。
五、污泥的流失與外部沉澱池的設置
在升流式厭氧泥床內雖有氣液固三相分離器,混合液進入沉澱區前已把氣體分離,但由於沉澱區內的污泥仍具有較高的產甲烷活性,繼續在沉澱區內產氣;或者由於沖擊負荷及水質突然變化,可能使反應區內污泥膨脹,結果沉澱區固液分離不佳,發生污泥流失而影響了水質和污泥床中污泥濃度。為了減少出水所帶的懸浮物進入水體,外部另設一沉澱池,沉澱下來的污泥迴流到污泥床內。設外部沉澱池的好處是:(1)污泥迴流可加速污泥的積累,縮短投產期;(2)去除懸浮物,改善出水水質;(3)當偶爾發生污泥大量上漂時,回收污泥保持工藝的穩定性;(4)迴流污泥可作進一步分解,可減少剩餘污泥量。
設外部沉澱池的升流式厭氧污床工藝流程。
六、升流式厭氧污泥床的設計
升流式厭氧污泥床的工藝設計主要是計算厭氧污泥床的容積、產氣量、剩餘污泥量、營養需要量.
升流式厭氧污泥床的池形狀有圓形、方形、矩形。污泥床高度一般為3-8m,多用鋼筋混凝土建造。當污水有機物濃度比較高時,需要的沉澱區面積小,反應區的面積可採用與沉澱區相同的面積和池形。當污水有機物濃度低時,需要的沉澱面積大,為了保證反應區的一定高度,反應區的面積不能太大時,則可採用反應區的面積小於沉澱區,即污泥床上部面積大於下部的池形。
氣液固三相分離器是升流式厭氧污泥床的重要組成部分,它對污泥床的正常運行和獲良好的出水水質起十分重要的作用,因此設計時應給予特別的重視。根據經驗,三相分離器應滿足以下幾點要求:
1、混和液進入沉澱區之關,必須將其中的氣泡予以脫出,防止氣泡進入沉澱區影響沉澱;
2、沉澱器斜壁角度約為50o;
3、沉澱區的表面水力負荷應在0.7m3.h以下,進入沉澱區前,通過沉澱槽低縫的流速不大於2m/h;
4、處於集氣器的液一氣界面上的污泥要很好地使之浸沒於水中;
5、應防止集氣器內產生大量泡沫。
第2、3兩個條件可以通過適當選擇沉澱器的深度-面積比來加以滿足。對於低濃度污水,主要用限製表面水力負荷來控制;對於中等濃度和高濃度污水,在極高負荷下,單位橫截面上釋放的氣體體積可能成為一個臨界指標。但是直到現在國內外所取得的成果表明,只要負荷率不超過20kgCOD/m3.d,厭氧污泥床高度不大於10m,可以預料沒有任何問題。
污泥與液體的分離基於污泥絮凝、沉澱和過濾作用。所以創造條件使污泥具有良好的絮凝、沉澱性能對於分離器的工作是具有重要意義。
特別注意是防止氣泡進入沉澱區,要使固一液進入沉澱區之前就與氣泡很好分離。在氣-液表面上形成浮渣能迫使一些氣泡進入沉澱區,所以在一些情況下必須考慮設置排放這些浮渣或破壞這些浮渣的設施。
如上所述,升流式厭氧污泥床的混合是靠上流的水流和發酵過程中產生的氣泡來完成的。因此,一般採用多點進水,使進水均勻地分布在床斷面上。
升流式厭氧污泥床容積的計算一般按有機物容積負荷或水力停留時間進行。設計時可通過試驗決定參數或參考同類廢水用的設計和運行參數。
七、升流式厭氧污泥床的啟動
1、污泥的馴化
升流式套氧污泥床設備啟動的最大困難是獲得大量沉降性能良好的厭氧污泥。最好的辦法加以馴化,一般需要3-6個月,如果靠設備自身積累,投產期可長達1-2年,初中表明,投加少量的載體,有利於厭氧菌的附著,促進初期顆粒污泥的形成;比重大的絮狀污泥比輕的易於顆粒化;比甲烷活性高的厭氧污泥可縮短啟動期。
2、啟動操作要點
(1)最好一次投加足夠量的接種污泥;
(2)從污泥床流出的污泥一般不需迴流,以使特別軾的污泥連續地從污泥床流出,使較重的污泥在床內積累,並促進其增殖進行顆粒化;
(3)啟動開始廢水COD濃度較低時,未必泥顆粒化快;
(4)最初污泥負荷率應低於0.1-0.2kgCOD/kgTSS.d;
(5)污水中原來存在的和產生出來的多種揮發酸未能有效分解之前,不應提高有機容積負荷率;
(6)可降解的COD去除率達到80%左右時,才能增加有機容積負荷率;
(7)為促進污泥顆粒化,反應區內的最小空塔速度為1m/d,採用較高的表面水力負荷有利於小顆粒污泥與污泥絮凝分開,使小顆粒污泥發展為大顆粒。
八、升流式厭氧污泥床工藝的優缺點
升流式厭氧污泥床的主要優點是:
1、升流式厭氧污泥床內污泥濃度高。平均污泥濃度為20-40gVSS/1;
2、有機負荷高。水力停留時間短。中溫發酵,容積負荷一般為10kgCOD/m3.d左右;
3、無混合攪拌設備,靠發酵過程中產生的沼氣的上升運動,使污泥床上部的污泥處於懸浮狀態,對下部的污泥層也有一定程度的攪動;
4、污泥床不填載體,節省造價及避免因填料發生堵賽問題;
5、升流式厭氧污泥床內設三相分離器,一般不設沉澱池,被沉澱區分離出來的污泥重新回到污泥床反應區內,一般無污泥迴流設備。
主要缺點是:
1、進水中懸浮物需要適當控制,不宜過高,一般控制在100mg/l以下;
2、污泥床內有短流現象,影響處理能力;
3、對水質和負荷突然變化較敏感,耐沖擊力稍差。
升流式厭氧污泥床工藝近年來在國外發展很快,在國內也已有生產性規模裝置,該工藝既節約了能源,基至可回收能量,又解決了環境污染問題,取得了較好的經濟效益和社會效益。這種新工藝的研究和發展具有廣闊的應用前景。
⑹ 厭氧處理廢水的原理是什麼
利用厭氧細菌分解污染物
⑺ 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。
⑻ 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,主要用於脫氮除磷;O就是好氧版段,主要用於去除水中權的有機物。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。
⑼ 請教廢水厭氧和好氧試驗方法
請教廢水厭氧和好氧試驗方法
搖床實驗,將水樣COD稀釋至1000以下取100ml,加50ml活性污泥,1mlN:P=5:1的營養液,放恆溫搖床24h左右,第二天測COD與配入的COD做比較,得出降解率,如要驗證廢水有無毒性,水樣里再多配1000COD的乙醇做平行實驗即可:P
但是這個辦法做小試可以,寫論文的話還是測B/C比之類的正規方法比較好
⑽ 關於污水處理小實驗
水質變黑 濁度升高 主要都是你菌體群落控制不好
以下我指出幾點存在及可能存在的問題回
1.模擬生產就一定要隨答著檢測結果的變化或正反饋或逆反饋地通過一定設定條件改變你的工藝參數。 用一個固定參數去模擬生化過程略有些荒唐。
2.你的流量控制以及聯通每個缸子的管徑如何?能否達到模擬平推流?
3.你的固定床是不是需要經過一定時間反沖洗?
4.你的進水貌似少加了無機鹽。
5.厭氧液面的白色乳狀是什麼,要搞清楚。