厌氧生物处理与脱氮除磷

厌氧生物处理与脱氮除磷三阶段理论：一、水解发酵阶段复杂有机物在厌氧菌作用下分解为简单的有机物水解发酵主要菌种厌氧菌和兼性厌氧菌二、产氢产乙酸阶段产氢产乙酸菌把除乙酸甲酸甲醇以外的第一阶段中间产物转化成乙酸和氢并有CO2产生。三、产甲烷阶段把乙酸、氢和CO2等转化为甲烷。四阶段学说：一、水解阶段二、酸化阶段三、酸性衰退阶段四、甲烷化阶段按废水性质分三类：一、易生物降解的主要为糖类、蛋白质、脂肪处理方法：先回收有机物质，厌氧+好氧二、难生物降解的难降解的高分子有机物方法：先厌氧后好氧三、含有害物质的含重金属、高氮、高硫方法：先预处理去除有害物质，后生化厌氧生物处理优点1节约能耗2可产生生物能——沼气3污泥产量少缺点：1不能去除废水中的N和P。2启动时间长3运行管理较为复杂4卫生条件差5去除有机物不彻底厌氧处理与好氧生物处理法相比较优点：1应用范围广2能耗低3有机容积负荷高4剩余污泥量少5产生沼气可利用6营养需要量少7被降解的有机物种类多缺点：1厌氧处理设备启动时间长2出水往往不达标厌氧生物法研究方向：主要研究与开发生物固体停留时间长而水力停留时间短的处理工艺原因：生物固体停留时间必须大于生物世代时间，微生物才能增殖，甲烷菌世代时间20—30天。结论：生物固体停留时间越长，处理稳定性越高，剩余污泥量越少相反水力停留时间越短池体积越小厌氧接触法污泥回流的目的：提高消化池内混合液的污泥浓度而沉淀的目的在于减少出水微生物浓度，改善出水水质和提高回流污泥的浓度。厌氧处理法PH值控制：产酸菌最适PH6.5—7.5生化反应能力最强产甲烷菌最适PH6.8—7.2控制技术1投加致碱或致酸物质2出水回流3出水吹脱CO2后回流温度控制：中温30--40ºc高温50--70ºc每日温度波动不大于2--3ºc.控制方式1直接在厌氧反应器内进行温控2对反应器进行保温，在调节池中加热3用热交换器加热。化学法除磷原理：1金属盐混凝沉淀除磷2石灰混凝除磷。使磷成为不溶性的固体沉淀物，从污水中分离出去。化学法除磷效果影响因素：(1)PH值(2)磷的形态(3)原污水中钙的浓度悬浮离子的输送作用及过程：1惯性作用2沉淀作用3扩散作用4直接截留作用5水动力作用深度处理对象与目标是：1去除处理水中残存的悬浮物；脱色、除臭，使水进一步澄清。2进一步降低BOD5、COD、TOC等指标，使水进一步稳定。3脱氮、除磷，消除能够导致水体富营养化的因素。4消毒杀菌，去除水中的有害物质。厌氧生物滤池填料选择及影响因素：填料必须抗微生物腐蚀并对微生物不毒性作用对填料选择要求：1粒径要求2cm以上的填料2比表面积要求3粗糙度和表面孔隙率要求。多孔表面有助于生物膜形成4对填料形状与孔隙大小要求影响因素：材质，粒度、表面状况、比表面积、空隙率选择填料应具备：1比表面积大2空隙率高3表面粗糙生物膜易于附着4化学及生物学的稳定性强5机械强度高。两相厌氧法处理含硫酸盐废水：随着有机物的降解常伴随着硫酸盐还原作用的发生。硫酸盐还原过程，SO2作为最终电子受体参加有机物的最终反应，小部分被还原的硫用于合成微生物细胞组分大部分以S2—形式释放于细胞体外。两相厌氧法的特点：1硫酸盐还原菌可利用的底物很广可代谢酸性发酵阶段的中间产物，促进有机物的分解2产酸菌比产甲烷菌承受的硫化物浓度高硫化物对产酸菌的毒性较小3硫酸盐还原作用与产甲烷作用分别在两个反应器中进行避免了硫酸盐还原菌和产甲烷菌中间的基质竞争，可保证甲烷相反应器有较多的产气率。4产酸相反应器处于弱酸状态，硫酸盐的还原产物硫化物大部分以H2S的形式存在于废水中，便于采用吹脱法去除反硝化反应为什么DO在0.5mg/L以下？反硝化菌是异养兼性厌氧菌若DO含量较高，将使反硝化菌利用氧进行呼吸抑制反硝化菌体内硝酸盐还原酶的合成，或者氧成为电子受体，阻碍硝酸氮的还原但反硝化菌体内某些酶系统组分只有在有氧条件下，才能合成这样反硝化菌以在好氧厌氧交替环境中生活为宜，所以溶解氧应控制在0.5mg/L以下生物脱氮要求反应条件：1好氧条件并保持一定碱度2混合液中有机物含量不宜过高BOD应在15—20mg/L以下污泥停留时间（污泥龄）：反应器中的污泥总量与每天从反应器中排出的污泥量的比值，既污泥在反应器内的平均停留时间氨化反应：有机氮化合物的降解首先是在细菌分泌的水解酶的催化作用下，水解断开肽键，脱除羧基和氨基而形成氨的过程硝化反应：好氧条件下，在亚硝酸菌作用下使氨离子转化为亚硝酸氨，在硝化菌的作用下，进一步转化为硝酸氨反硝化反应：硝酸氨和亚硝酸氨在反硝化菌作用下，被还原为气态（N2）的过程。厌氧生物滤池：是一个内部填充有微生物附着填料的厌氧反应器IC50值：使厌氧污泥产甲烷活性下降50%时的抑制物的浓度IC50越小表示该物质的抑制性越大。厌氧膨胀床流化床：以石英砂活性炭无烟煤一类的细小固体颗粒为载体填充在床内废水从下向上流动使载体处于膨胀或流化状态。膨胀率为10%--20%称为膨胀床膨胀率为20%--70%为流化床。厌氧生物法：在无氧条件下，借助厌氧微生物的新陈代谢作用来分解污废水中的有机污染物质并使之转化为小分子的无机物质（CH4H2CO2H2S）的处理过程生物除P：使磷以溶解态为微生物所摄取，与微生物成为一体，并随同微生物从污水中分离出去的方法厌氧接触法的特点：1消化池内污泥浓度高2消化池的有机容积负荷高3出水水质好4适合处理悬浮物浓度高的有机废水5增加沉淀池、回流污泥和其它真空脱气设备。UASB颗粒污泥的形成过程颗粒污泥是由于微生物细菌分泌的胞外多糖把细胞粘占结合起来形成的UASB特点-----优点1、UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为20—40VSS/L2、有机负荷高，水力停留时间短。3、床内设三相分离器，一般不另外设沉淀池，被沉淀区分离出的污泥重新回到污泥床反应器内，一般无污泥回流设备，构造紧凑简单4、无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定的搅动。5、不需要加充填料，节省造价及避免因填料发生堵塞问题6、进水有机悬浮物浓度不能太高UASB特点-----缺点1、污泥床有机短流现象、影响处理能力2、对水力负荷的耐冲击性较差3、比较难降解的有机物容易在床内积累4、进水中悬浮物不宜太高，一般控制在1000MgV/L以下5、启动过程复杂、时间长6、三相分离器不好时会影响出水水质。影响硝化、反硝化的因素硝化：溶解氧、温度、PH值、生物固体停留时间、重金属及有害物质反硝化：碳源----A污水中所含碳源B外加碳源、PH值、溶解氧、温度厌氧膨胀床和流化床的特点：1细胞粒的载体为微生物随着生长提供较大的表面积使床内具很高的微生物浓度因此有机物容积负荷较大，水力停留时间时间短具良好的耐冲击负荷能力运行稳定2载体处于流化或膨胀状态，防止载体堵塞。3床内生物固体停留时间较长，运行稳定，剩余污泥量少。4即可处理高浓度有机废水，又可处理低浓度城市废水。主要缺点：1载体流化耗能大2系统的设计运行要求高从厌氧法分析又污泥回流的SRT上升HRT下降对无回流的完全混合式普通厌氧生物处理法来说，出水污泥浓度Xe等于消化池混合液污泥浓度X，由上式可知Θc=t，即水力停留时间等于生物固体停留时间。对由回流的来说XXe所以可知tΘc.消化池中X上升和Xe下降，则T下降，因此为了缩短水力停留时间，关键是设法提高混合液污泥浓度和减少出水的污泥浓度。ABR构造（厌氧折流板反应器）特点：1运行稳定操作灵活2工艺简单投资少，运行费用低3固液分离效果好，出水水质好，4对有毒物质适应性强，耐冲击负荷适应性强6良好的生物分布7良好的生物固体截留能力UASB的结构图、A/O结构图、A2/O结构图