① 污水处理中水解酸化阶段的酸化度怎么计算
所有的污水处理都要经过水解酸化吗?不是说只有难降解的长链较多时,才经过水解酸化吗?
② 废水厌氧生物处理要经历哪几个阶段
厌氧处理用处很多的,我只说一些我了解的
1高浓度可生化废水,例如版屠宰废水权这种废水有机物含量高,分子量大,需要先进行水解等处理,为后续的好氧处理提供条件
2产沼气例如污泥厌氧消化,因为甲烷菌严格厌氧,但是一般来说对设备要求比较高
3脱氮除磷现在国标越来越严格,对n/p营养物质要求越来越严格,主要就是利用聚磷菌厌氧释放磷,好氧吸收磷作为一个单元
4防止丝状菌膨胀主要就是当接触池用,利用聚磷菌转化有机物为pha防止后续单元丝状菌利用cod繁殖个人就知道这些,你可以听听别人的意见
③ 污水处理水解酸化是厌氧过程吗
水解酸化可以理解为是厌氧反应的前两个阶段
厌氧反应分四个阶段:
1、水解专阶段
水解可定义为复杂的非溶解性的聚合属物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。
2、发酵(或酸化)阶段
发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程,在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物,因此这一过程也称为酸化。
3、产乙酸阶段
在产氢产乙酸菌的作用下,上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。
4、甲烷阶段
这一阶段,乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
水解酸化是污水处理的一种预处理方式
两点普遍认同的作用:
1、提高废水可生化性:能将大分子有机物转化为小分子。
2、去除废水中的COD:既然是异养型微生物细菌,那么就必须从环境中汲取养分,所以必定有部分有机物降解合成自身细胞。
④ 厌氧处理COD生成什么
一、厌氧反应四个阶段
一般来说,废水中复杂有机物物料比较多,通过厌氧分解分四个阶段加以降解:
(1)水解阶段:高分子有机物由于其大分子体积,不能直接通过厌氧菌的细胞壁,需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。废水中典型的有机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖,淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖,蛋白质被分解成短肽和氨基酸。分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分解。
(2)酸化阶段:上述的小分子有机物进入到细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外,这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸(VFA),同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生。
(3)产乙酸阶段:在此阶段,上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。
(4)产甲烷阶段:在这一阶段,乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。这一阶段也是整个厌氧过程最为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。
再上述四个阶段中,有人认为第二个阶段和第三个阶段可以分为一个阶段,在这两个阶段的反应是在同一类细菌体类完成的。前三个阶段的反应速度很快,如果用莫诺方程来模拟前三个阶段的反应速率的话,Ks(半速率常数)可以在50mg/l以下,μ可以达到5KgCOD/KgMLSS.d。而第四个反应阶段通常很慢,同时也是最为重要的反应过程,在前面几个阶段中,废水的中污染物质只是形态上发生变化,COD几乎没有什么去除,只是在第四个阶段中污染物质变成甲烷等气体,使废水中COD大幅度下降。同时在第四个阶段产生大量的碱度这与前三个阶段产生的有机酸相平衡,维持废水中的PH稳定,保证反应的连续进行。
三 水解反应
水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化成简单的溶解性单体和二聚体的过程。水解反应针对不同的废水类型差别很大,这要取决于胞外酶能否有效的接触到底物。因此,大的颗粒比小颗粒底物要难降解很多,比如造纸废水、印染废水和制药废水的木质素、大分子纤维素就很难水解。
水解速度的可由以下动力学方程加以描述:
ρ=ρo/(1+Kh.T)
ρ ——可降解的非溶解性底物浓度(g/l);
ρo———非溶解性底物的初始浓度(g/l);
Kh——水解常数(d-1);
T——停留时间(d)。
一般来说,影响Kh的因素很多,很难确定一个特定的方程来求解Kh,但我们可以根据一些特定条件的Kh,反推导出水解反应器的容积和最佳反应条件。在实际工程实施中,有条件的话,最好针对要处理的废水作一些Kh的测试工作。通过对国内外一些报道的研究,提出在低温下水解对脂肪和蛋白质的降解速率非常慢,这个时候,可以不考虑厌氧处理方式。对于生活污水来说,在温度15的情况下,Kh=0.2左右。但在水解阶段我们不需要过多的COD去除效果,而且在一个反应器中你很难严格的把厌氧反应的几个阶段区分开来,一旦停留时间过长,对工程的经济性就不太实用。如果就单独的水解反应针对生活污水来说,COD可以控制到0.1的去除效果就可以了。
把这些参数和给定的条件代入到水解动力学方程中,可以得到停留水解停留时间:
T=13.44h
这对于水解和后续阶段处于一个反应器中厌氧处理单元来说是一个很短的时间,在实际工程中也完全可以实现。如果有条件的地方我们可以适当提高废水的反应温度,这样反应时间还会大大缩短。而且一般对于城市污水来说,长的排水管网和废水中本生的生物多样性,所以当废水流到废水处理场时,这个过程也在很大程度上完成,到目前为止还没有看到关于水解作为生活污水厌氧反应的限速报道。
四 发酵酸化反应
发酵可以被定义为有机化合物既作为电子受体也作为电子供体的生物降解过程,在此过程中有机物被转化成以挥发性脂肪酸为主的末端产物。
酸化过程是由大量的、多种多样的发酵细菌来完成的,在这些细菌中大部分是专性厌氧菌,只有1%是兼性厌氧菌,但正是这1%的兼性菌在反应器受到氧气的冲击时,能迅速消耗掉这些氧气,保持废水低的氧化还原电位,同时也保护了产甲烷菌的运行条件。
酸化过程的底物取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。对于一个稳态的反应器来说,乙酸、二氧化碳、氢气则是酸化反应的最主要产物。这些都是产甲烷阶段所需要的底物。
在这个阶段产生两种重要的厌氧反应是否正常的底物就是挥发性脂肪酸(VFA)和氨氮。VFA过高会使废水的PH下降,逐渐影响到产甲烷菌的正常进行,使产气量减小,同时整个反应的自然碱度也会较少,系统平衡PH的能力减弱,整个反应会形成恶性循环,使得整个反应器最终失败。氨氮它起到一个平衡的作用,一方面,它能够中和一部分VFA,使废水PH具有更大的缓冲能力,同时又给生物体合成自生生长需要的营养物质,但过高的氨氮会给微生物带来毒性,废水中的氨氮主要是由于蛋白质的分解带来的,典型的生活污水中含有20-50mg/l左右的氨氮,这个范围是厌氧微生物非常理想的范围。
另外一个重要指标就是废水中氢气的浓度,以含碳17的脂肪酸降解为例:
CH3(CH2)15COO-+14H2O—> 7CH3COO-+CH3CH2COO-+7H++14H2
脂肪酸的降解都会产生大量的氢气,如果要使上述反应得以正常进行,必须在下一反应中消耗掉足够的氢气,来维持这一反应的平衡。如果废水的氢气指标过高,表明废水的产甲烷反应已经受到严重抑制,需要进行修复,一般来说氢气浓度升高是伴随PH指标降低的,所以不难监测到废水中氢气的变化情况,但废水本身有一定的缓冲能力,所以完全通过PH下降来判断氢气浓度的变化有一定的滞后性,所以通过监测废水中氢气浓度的变化是对整个反应器反应状态一个最快捷的表现形式。
五 产乙酸反应
发酵阶段的产物挥发性脂肪酸VFA在产乙酸阶段进一步降解成乙酸,其常用反应式如以下几种:
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
从上面的反应方程式可以看出,乙醇、丁酸和丙酸不会被降解,但由于后续反应中氢的消耗,使得反应能够向右进行,在一阶段,氢的平衡显得更加重要,同时后续的产甲烷过程为这一阶段的转化提供能量。实际上这一阶段和前面的发酵阶段都是由同一类细菌完成,都在细菌体内进行,并且产物排放到水体中,界限并没有十分清楚,在设计反应器时,没有足够的理由把他们分开。
六 产甲烷反应
在厌氧反应中,大约有70%左右的甲烷由乙酸歧化菌产生,这也是这几个阶段中遵循莫诺方程反应的阶段。
另一类产生甲烷的微生物是由氢气和二氧化碳形成的。在正常条件下,他们大约占30%左右。其中约有一般的嗜氢细菌也能利用甲酸产生甲烷。最主要的产甲烷过程反应有:
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
在甲烷的形成过程中,主要的中间产物是甲基辅酶M(CH3-S-CH2-SO3-)。
⑤ 水解酸化池是怎么保持在水解酸化阶段 而不是整个厌氧阶段的
1、厌氧池密闭,水解池一般敞开顶盖;
2、厌氧最终产物为甲烷和二氧化碳,水解最终产物为低浓度有机酸;
3、厌氧优势微生物为厌氧菌,水解优势微生物为兼性菌;
4、厌氧一般控制温度,水解常温;
5、厌氧停留时间长,水解停留时间4小时左右;
6、厌氧阶段有水解、酸化、乙酸化和甲烷阶段,水解是前三个阶段。
控制是:停留时间、池子敞开,请参考。
⑥ 废水厌氧生物处理和好氧生物处理的区别
最大的区别就是处理环境. 厌氧生物处理就是在厌氧条件下微生物降解废水中的有机物
好氧生物处理就是在有氧条件下微生物降解废水中的有机物
其次是所能处理的有机物. 厌氧生物处理处理大分子量的有机物. 主要是将大分子量的有机物分
解成较小分子量的有机物并将其中一部分的有机物转化成甲烷等可利
用的能源
好氧生物处理处理经厌氧生物处理后的废水中分子量较小的有机物并
将其分解成无机物, 分解的无机物在二沉池加入一定量的混凝剂和/或絮
凝剂将其沉降与水分离从而达到废水净化的目的
厌氧处理是利用厌氧菌的作用,去除废水中的有机物,通常需要时间较长。厌氧过程可分为水解阶段、酸化阶段和甲烷化阶段。
水解酸化的产物主要是小分子有机物,使废水中溶解性有机物显著提高,而微生物对有机物的摄取只有溶解性的小分子物质才可直接进入细胞内,而不溶性大分子物质首先要通过胞外酶的分解才得以进入微生物体内代谢。例如天然胶联剂(主要为淀粉类),首先被转化为多糖,再水解为单糖。纤维素被纤维素酶水解成纤维二糖与葡萄糖。半纤维素被聚木糖酶等水解成低聚糖和单糖。
水解过程较缓慢,同时受多种因素的影响,是厌氧降解的限速阶段。在酸化这一阶段,上述第一阶段形成的小分子化合物在发酵细菌即酸化菌的细胞内转化为更简单的化合物并分泌到细菌体外,主要包括挥发性有机酸(VFA)、乳醇、醇类等,接着进一步转化为乙酸、氢气、碳酸等。酸化过程是由大量发酵细菌和产乙酸菌完成的,他们绝大多数是严格厌氧菌,可分解糖、氨基酸和有机酸。
好氧池的作用是让活性污泥进行有氧呼吸,进一步把有机物分解成无机物。去除污染物的功能。运行好是要控制好含氧量及微生物的其他各需条件的最佳,这样才能是微生物具有最大效益的进行有氧呼吸
⑦ 废水厌氧生物处理的原理
在厌氧处理过程中,废水中的有机物经大量微生物的共同作用,被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨等。在此过程中,不同微生物的代谢过程相互影响,相互制约,形成了复杂的生态系统。对高分子有机物的厌氧过程的叙述,有助于我们了解这一过程的基本内容。
高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段:水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。
(1)水解阶段
水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。
高分子有机物因相对分子量巨大,不能透过细胞膜,因此不可能为细菌直接利用。它们在第一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如,纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖,淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖,蛋白质被蛋白质酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。水解过程通常较缓慢,因此被认为是含高分子有机物或悬浮物废液厌氧降解的限速阶段。多种因素如温度、有机物的组成、水解产物的浓度等可能影响水解的速度与水解的程度。水解速度的可由以下动力学方程加以描述:ρ=ρo/(1+Kh.T)
ρ ——可降解的非溶解性底物浓度(g/L);
ρo———非溶解性底物的初始浓度(g/L);
Kh——水解常数(d^-1);
T——停留时间(d)
(2)发酵(或酸化)阶段
发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程,在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物,因此这一过程也称为酸化。
在这一阶段,上述小分子的化合物发酵细菌(即酸化菌)的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。发酵细菌绝大多数是严格厌氧菌,但通常有约1%的兼性厌氧菌存在于厌氧环境中,这些兼性厌氧菌能够起到保护像甲烷菌这样的严格厌氧菌免受氧的损害与抑制。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等,产物的组成取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。与此同时,酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质,因此,未酸化废水厌氧处理时产生更多的剩余污泥。
在厌氧降解过程中,酸化细菌对酸的耐受力必须加以考虑。酸化过程pH下降到4时能可以进行。但是产甲烷过程pH值的范围在6.5~7.5之间,因此pH值的下降将会减少甲烷的生成和氢的消耗,并进一步引起酸化末端产物组成的改变。
(3)产乙酸阶段
在产氢产乙酸菌的作用下,上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。
其某些反应式如下:
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)甲烷阶段
这一阶段,乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、二氧化碳和氢气等转化为甲烷的过程有两种生理上不同的产甲烷菌完成,一组把氢和二氧化碳转化成甲烷,另一组从乙酸或乙酸盐脱羧产生甲烷,前者约占总量的1/3,后者约占2/3。
最主要的产甲烷过程反应有:
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
在甲烷的形成过程中,主要的中间产物是甲基辅酶M(CH3-S-CH2-SO3-)。
需要指出的是:一些书把厌氧消化过程分为三个阶段,把第一、第二阶段合成为一个阶段,称为水解酸化阶段。在这里我们则认为分为四个阶段能更清楚反应厌氧消化过程。
上述四个阶段的反应速度依废水的性质而异,在含纤维素、半纤维素、果胶和脂类等污染物为主的废水中,水解易成为速度限制步骤;简单的糖类、淀粉、氨基酸和一般蛋白质均能被微生物迅速分解,对含这类有机物的废水,产甲烷易成为限速阶段。虽然厌氧消化过程可分为以上四个过程,但是在厌氧反应器中,四个阶段是同时进行的,并保持某种程度的动态平衡。该平衡一旦被pH值、温度、有机负荷等外加因素所破坏,则首先将使产甲烷阶段受到抑制,其结果会导致低级脂肪酸的积存和厌氧进程的异常变化,甚至导致整个消化过程停滞。
⑧ 污水净化处理厌氧生物处理的三个阶段是怎样的
理论研究认为三个阶段,即厌氧消化过程分为水解发酵阶段、产内乙酸产氢阶段、容产甲烷阶段三部分。
水解发酵阶段和产乙酸产氢阶段又可合称为酸性发酵阶段。在这个阶段,污水中的复杂有机物,在酸性腐化菌或产酸菌的作用下,分解成简单的有机物,如有机酸,醇类等,以及CO2、NH3和H2S等无机物。由于有机酸的积累,污水的pH值下降到6以下。此后,由于有机酸和含氮化合物的分解,产生碳酸盐和氨等使酸性减退,pH值回升到6.6~6.8左右。
⑴ 水解酸化阶段。污水中复杂的大分子、不溶性的有机物在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物,然后渗入细胞体内,水解产生挥发性有机酸、醇类及醛类等。
⑵ 产氢产乙酸阶段。在产氢产酸菌的作用下,各种有机酸分解转化为乙酸、氢和二氧化碳。
⑶ 产甲烷阶段。产甲烷菌将乙酸、氢及二氧化碳转化为甲烷。
⑨ 厌氧废水处理分哪三个阶段
水解酸化、产氢产乙酸、产甲烷 阶段!
⑩ 污水处理工艺中水解的作用是什么
水解(酸化)工艺的研究工作是从厌氧
生物处理
的试验开始,经过反复实验和理论研究,逐步发展为水解(酸化)生物处理工艺。通常把厌氧反应发酵产生沼气的过程分为水解阶段、酸化阶段、
甲烷化
阶段。水解工艺就是利用厌氧工艺的前两段,即把反应控制在第二阶段完成之前,不进入第三阶段。为区别厌氧工艺,定名为水解(Hydrolization)工艺
水解工艺是在缺氧条件下(DO小于0.3—0.5mg/L),主要利用微生物水解菌和产酸菌的作用完成水解、酸化两个过程。
在水解阶段,固体物质溶解为溶解性物质,
大分子物质
降解为小分子物质,
难生物降解
物质转化为易生物降解物质。在酸化阶段,有机物降解为各种有机酸。
正因为水解工艺是在缺氧条件下完成,因而在工程实施中,可将水解工艺和后续好氧工艺串联组合,实现水解-好氧工艺。为区别厌氧-好氧工艺,把水解(H)-好氧(O)工艺,定名为H/O法。
水解
工艺特点
:1与厌氧相比不需要密闭的
池子
,不需要
搅拌器
,不需要水、气、固三相分离器,
水解反应
的
水力停留时间
短,降低了造价,便于维护。2水解产酸阶段的产物主要是小分子有机物,可生化性较好,污水经水解处理后,
BOD5
/CODCR的比值明显升高,故水解工艺可以改变原污水的可生化性,从而减少后续生化处理(如接触氧化)反应时间、处理能耗及总投资。3水解工艺不产生如厌氧反应那样的臭味,改善了处理厂的环境。4水解工艺对固体有机物的降解,减少了污泥量,具有消化功能。5水解菌种是一种兼性菌种,在自然界存在量较多,而且存在面较广,在工程实施时。容易培菌。一旦污水中有机物(底物)发生变化,处理装置也能很快适应,故调试时间短。
水解,在兼性微生物作用下水解和酸化,使大分子的
有机污染物
小分子化,使非溶性的有机物水解为水溶性物质,使难生物降解的物质转化为易生物降解物质,提高了污水的可生化性,为后续
好氧处理
创造良好的生化条件,因而提高了整个污水站的
CODcr\BODs去除率(CDOcr去除率可达96-98%),并可降低能耗。该工艺可根据污水
CODcr浓度、有机污染物分子结构及除磷
脱氮
要求,连续串联二次或三次水解一好氧生化处理过程。
该技术与全好氧生化处理技术相比,具有以下优点:可处理高浓度
有机废水
;可降低能耗40%左右,占地面积可减少25%左右;耐冲击负荷能力大,受气温变化影响小。与厌氧生化处理相比显示出以下优越性:水力停留对间可缩短
l/2-2/3,故污水处理站基建投资省;可实现生化脱氮,且一般情况桭无需外加碳源;可有效地处理含分子态氧浓度较高的有机废水;对原水pH值适用范围较宽,水温为常温,耐冲击负荷;运行稳定,一旦有相,物成分改变,可在短时间内恢复正常运行。该技术可作为有机污水处理的基本方法加以推广应用,目前已在全国30多个工程上推广应用,取得了较好的经济和社会效益。