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污水处理厌氧反应原理

发布时间:2022-04-14 07:06:27

污水处理中的厌氧池可以提高污水的可生化性吗具体原理呢看到一个工业污水COD=40000,BOD=350.

是的, 污水处理中的厌氧池可以提高污水的可生化性.
其原理主要是在厌氧版池中通过厌氧菌将污水权中的有机污染物(主要是大分子量的有机污染物)降解成小分子量的有机污染物, 同时将一部分有机污染物降解生成甲烷,H2S等气体从而降低污水处理中好氧曝气池的负荷.

② 简述好氧和厌氧生物处理有机污水的原理和适用条件。

好氧生物处理:在有游离氧(分子氧)存在的条件下,好氧微生物降解有机物,使其稳定、无害化的处理方法。微生物利用废水中存在的有机污染物(以溶解状与胶体状的为主),作为营养源进行好氧代谢。

这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应,逐级释放能量,最终以低能位的无机物质稳定下来,达到无害化的要求,以便返回自然环境或进一步处置。适用于中、低浓度的有机废水,或者说BOD5浓度小于500mgL的有机废水。

厌氧生物处理:在没有游离氧存在的条件下,兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。在厌氧生物处理过程中,复杂的有机化合物被降解、转化为简单的化合物,同时释放能量。适用于有机污泥和高浓度有机废水(一般BOD5≥2000mg/L)

(2)污水处理厌氧反应原理扩展阅读:

在生活污水、食品加工和造纸等工业废水中,含有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机物质。

这些物质以悬浮或溶解状态存在于污水中,可通过微生物的生物化学作用而分解。在其分解过程中需要消耗氧气,因而被称为耗氧污染物。这种污染物可造成水中溶解氧减少,影响鱼类和其他水生生物的生长。

水中溶解氧耗尽后,有机物进行厌氧分解,产生硫化氢、氨和硫醇等难闻气味使水质恶化。水体中有机物成分非常复杂,耗氧有机物浓度常用单位体积水中耗氧物质生化分解过程中所消耗的氧量表示。

③ 污水处理中什么是厌氧

厌氧就是不喜抄欢氧气,袭微生物的工作环境不能有氧气,相反,好氧菌的工作环境则必须含有氧气,兼性菌则对氧的要求不高,有氧可以活动,没有氧也能工作。因为各种微生物的适应性和分解不同化学物质的能力不同,在进行污水处理时往往根据水质选择菌种。

④ 厌氧污水处理的原理

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。 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) 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。 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 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。

⑤ 污水处理中厌氧处理是什么原理和过程,需要什么设备

A/O工艺法,也叫厌氧好氧工艺法,主要用于水处理方面。

A就是厌氧段,主要用于脱氮除磷;O就是好氧版段,主要用于去除水中权的有机物。它除了可去除废水中的有机污染物外,还可同时去除氮、磷,对于高浓度有机废水及难降解废水,在好氧段前设置水解酸化段,可显著提高废水可生化性。

⑥ 污水处理中的厌氧和好氧是什么意思

污水处理有些污染物可以在氧气作用下分解或好氧细菌作用下分解,就釆用搅拌通空气促进好氧菌繁殖。
有些污染物是在厌氧菌作用下分解,那就要静止搅拌促进厌氧菌繁殖分解污染物。污水处理厂一般先进行厌氧处理再进好好氧处理。

⑦ 厌氧反应器的作用及工作原理

作用:抄采用生物法处理废水袭。

工作原理:ECAR充分利用了厌氧颗粒污泥技术,通过外循环为反应器提供充分的上升流速,保持颗粒污泥床的膨胀和反应器内部的混合,提高了反应器的处理效率。

高浓度废水由布水系统从ECAR底部泵入,与反应器内的厌氧颗粒污泥充分混合,绝大部分有机物质被转化为沼气,气液分离模块将沼气、水和污泥实现良好分离,沼气由顶部进入沼气输送系统,废水由出水管流入后续处理系统,厌氧污泥回流至污泥床。



(7)污水处理厌氧反应原理扩展阅读

厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。在厌氧状态下产生的沼气(主要是甲烷和二氧化碳)引起了内部的循环,这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上,附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。

上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部,引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面,附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。

⑧ 污水处理中厌氧处理是什么原理和过程,需要

⑨ 污水处理中的厌氧和缺氧是什么实现的

厌氧池中没有分子态氧及化合态氧存在,有机物的降解的电子受体是有机物(厌氧酸化或发酵作用的中间产物),而缺氧池中电子受体是NO3-或NO2-,也就是说,缺氧池中允许化合态氧存在。如果厌氧或缺氧池中引入分子态氧,则会抑制厌氧微生物或反硝化菌的代谢活性,由有机物脱下来的电子会直接交给分子氧。
在废水中,如果DO<0.2mg/l为厌氧,0.2<DO<0.5为缺氧,厌氧是厌氧菌参与的生化处理过程,厌氧菌不需要氧气,可以说氧气对他们是有毒物质,因此要求系统内溶解氧等于零,这是最大的特点,另外,厌氧反应需要较高、较稳定的温度,其中中温反应在31~33摄氏度之间。厌氧反应需要严格的pH。缺氧反应是兼性菌参与的生化反应,兼性菌是可以在好氧也可以在厌氧的情况下反应,要求系统的溶解氧在0.5mg/L以下,对温度和pH的要求也没有厌氧反应严格。厌氧还和硝态氮有关
缺氧环境下可以没有溶解氧,但是有硝态氮。厌氧环境下连硝态氮也没有,所以在实际的污水处理中厌氧、好氧、缺氧等工艺,厌氧是在封闭条件下实现,好氧是通过曝气来实现,而缺氧是通过回流曝气池后的沉淀池的污泥来实现,就是好氧池当中含硝态氮的废水回流到前端的缺氧池供反硝化之用,以达到脱氮的目的。用于除磷的就是厌氧/好氧,不设内回流,就是为了让前端的反应器成为既没有溶解氧也没有硝态氮的厌氧池。

⑩ A/O法小型生活污水处理站的厌氧调节池的工作原理

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++14 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-)。这个过程可用以下图示所标:
在甲基辅酶M还原成甲烷的过程中,需要作用非常重要的甲基还原酶,其中含有重要的金属离子Ni+。这对生活污水来说是比较缺乏微量金属离子,所以在生活污水的厌氧生物处理过程中补充一定的微量金属离子是非常必要的。 七 低浓度废水反应速率的选择 以生活污水为例,一般来说影响废水厌氧反应速率的因素有很多,包括反应温度、废水的毒性、原水基质浓度、原水的PH值、传质效率、营养物质的平衡、微量元素的催化作用等等。对于生活污水来说,影响比较大的因素有反应温度、原水的基质浓度、传质效率以及微量元素的催化。因为生活污水的营养比和PH值被公认为非常适合生物的生长的。在前面的叙述中,已经提及了厌氧反应的前三个阶段对于生活污水来说,很快就可以完成,尤其水解阶段,不存在传质的限制,同时通常长距离的管网也给水解提供了足够的时间。因此我们提出的厌氧处理低浓度废水设计思想中,主要考虑产甲烷过程作为限速步骤。 由于产甲烷阶段遵循莫诺方程,整个速率的确定以莫诺方程为基础。在上式中,很难把总体反应的Ks值估算出来,因为它受到的影响因素很多,对于不同类型的废水差别很大。对于生活污水来说可以根据不同的单个因素影响列成很多分式莫诺方程,最后各式相乘再加上修正系数,这个方程可以得出比较接近的Ks值,作为厌氧处理生活污水时的参考设计数据。 具体思想如下: 1、假定条件:a、厌氧处理该污水过程中主要受温度、传质速率、基质浓度以及微量元素的影响;b、微量元素可以通过外界条件的干预给予补充;c、反应器为一体化反应器;d、产甲烷单元反应也近似遵循莫诺方程。

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