污水好氧厌氧处理

污水的好氧厌氧处理一、好氧活性污泥法活性污泥法是水体自净的人工强化，是使微生物聚居在活性污泥上，活性污泥在反应器（曝气池）内呈悬浮状，与污水广泛接触，使污水净化的技术。活性污泥净化机理活性污泥是向污水注入空气，进行一段时间的曝气，污水中形成一种絮凝体，这种絮凝体主要由大量繁殖的微生物群体构成，这是微生物群、动物群和吸附的有机物质、无机物质的总称，易于沉淀分离，并使污水澄清。活性污泥微生物能够连续从污水中去除有机物，是由以下几个过程完成的：初期去除和吸附作用；微生的代谢作用；絮凝体的形成与絮凝沉淀性能。二、活性污泥运行方式及工艺流程发展1、传统活性污泥法传统活性污泥法是在污水的自净作用原理下发展而来的，污水在经过预处理后，去除了大部分悬浮物和部分BOD5，然后进入一个人工建造的池子，池内有无数能氧化分解污水中有机物的微生物，同天然河道相比，这一人工的净化系统效率极高，大气的天然复氧根本不能满足这些微生物氧化分解有机物的耗氧需要。因此，我们设置鼓风机给池中曝气形成人入供氧系统，池子因此被称为曝气池。污水在曝气池停留一段时间内，污水中的有机污染物大多数被曝气池的微生物吸附、氧化分解成无机物，随后进入沉淀池。在二沉池中，成絮状的微生物（活性污泥下沉），处理后的出水（上清液）溢流而被排放。为了曝气池保持高的反应速率，我们必须使曝气池内维持足够高的活性污泥微生物浓度，为此，沉淀后的活性污泥又用泵回流至曝气池前端，使之进入曝气池的污水接触，以重复吸附、氧化分解污水中的有机物。二、活性污泥运行方式及工艺流程发展这一正常的连续生产（连续进水）条件下，活性污泥中微生物不能利用污水中的有机物进行新陈代谢。由于合成作用的结果，活性污泥数量不能增长，因此，曝气池中活性污泥的量愈积愈多，当超过一定的浓度时，我们适当排放一部分，这部分被排出的活性污泥称剩余污泥。预处理好氧池二沉池供气污泥回流剩余污泥排放二、活性污泥运行方式及工艺流程发展2、阶段曝气法在阶段曝气池中，污水沿池长多点进入，这样使有机物在曝气池中的分配较为均匀，避免前端缺氧过剩的弊病，提高了空气的利用效率和曝气池的工作能力，并且由于容易改变各个进水口的水量，在运行上也有较大的灵活性。阶段曝气池也称多点进水活性污泥法，是传统活性污泥法的一个简单改进，克服传统法的供氧与需氧不平衡的矛盾。二、活性污泥运行方式及工艺流程发展二、活性污泥运行方式及工艺流程发展3、渐减曝气法这种方法也是对传统法供氧不平衡的一个改进方法，是将曝气池的供氧沿活性污泥推进方向逐渐减少二、活性污泥运行方式及工艺流程发展4、延时曝气法延时曝气法即长时间曝气的活性污泥法，或称完全氧化法，这种方法曝气时间长、负荷低，有机物去除率高，产泥量少，适用于小型污水处理厂。二、活性污泥运行方式及工艺流程发展5、吸附再生活性污泥法吸附再生活性污泥法是把曝气池一隔为二，分吸附池和再生池，污水在吸附池内停留数十分钟，污水中的有机物被污泥所吸附，进入二沉池。泥水分离后的回流污泥进入再生池，再生池实行闷曝，使污泥中吸附的有机物进一步氧化分解，恢复了活性的污泥随后再次进行吸附池同新的进入的污水接触并重复上述过程。二、活性污泥运行方式及工艺流程发展二、活性污泥运行方式及工艺流程发展6、完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法的流程和传统法相同，区别是污水和回流污泥进入曝气池时，立即与池内原先存在的混合液充分混合。二、活性污泥运行方式及工艺流程发展7、A-B法A-B法（也称为生物吸附——活性污泥法）是两级活性污泥法的一种形式，整个系统分成负荷不同的A级和B级，A级污泥负荷高，B级为标准的低负荷活性污泥装置。A-B法的BOD5和COD的去除率比相应的一般活性污泥法高，特别是COD的去除率，提高更显著。二、活性污泥运行方式及工艺流程发展二、活性污泥运行方式及工艺流程发展8、氧化沟工艺的原理氧化沟法处理污水，其本质是延时曝气活性污泥法，污水在沟内完成20-120次循环，使氧化沟基本上是混合式，但又具有推流式的基本特征。从整个氧化沟看，可以认为它是一个完全混合水池，氧化沟集中了几次处理方法的优点。厌氧生物处理厌氧污水污泥处理技术的发展1860年法国的Muras将简易沉淀池改为污泥处理构筑物；1895年英国Cameron进一步改进为腐化池；1903年英国的Travis首先建成了双层沉淀池；1906年德国的Imhoff发明Imhoff双层沉淀池；1912年英国的伯明翰市建了第一个消化池；1920年英国Watson建成最早二级消化池，同时利用了沼气；1925－1926年在德国、美国相继建成较标准的消化池。厌氧生物处理法或厌氧消化法：在厌氧条件下，依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生物降解的过程。厌氧生物处理法的处理对象是：高浓度有机工业废水、城镇污水的污泥、动植物残体及粪便等。厌氧法的基本原理厌氧消化机理:在无氧条件下，由兼性厌氧菌和专性厌氧菌降解有机物使污泥得到稳定，最终产物是二氧化碳和甲烷气。两阶段理论：1、酸化阶段:天然高分子化合物在无氧条件下被降解成有机酸、醛、醇等液态产物；2、气化阶段：主要产甲烷三阶段理论第一阶段:水解发酵阶段第二阶段:产氢产乙酸阶段第三阶段:产甲烷阶段在该阶段，复杂的有机物在厌氧菌胞外酶作用下，首先被分解成简单的有机物。继而这些有机物在产酸菌作用下经过厌氧发酵和氧化转化成乙酸、丙酮、丁酸等脂肪酸和醇类等。主要水解发酵菌：专性厌氧菌和兼性厌氧菌产氢产乙酸菌把除乙酸、甲烷、甲醇以外的第一阶段产生的中间产物，如丙酮、丁酸等脂肪酸和醇类等转化成乙酸和氢，并有CO2产生。产甲烷菌把第一阶段和第二阶段产生的乙酸H2和CO2等转化为甲烷三阶段理论过程图厌氧法的影响因素甲烷发酵阶段是厌氧消化反应的控制阶段，因此厌氧反应的各项影响因素也以对甲烷菌的影响因素为准。一、温度温度是影响微生物生存及生物化学反应最重要的因素之一。一般认为，产甲烷菌的温度范围为5～60℃，在35℃(中温消化，20d)和53℃（高温消化，10天）上下可以分别获得较高的消化效率，温度为40～45℃时，氧消化效率较低。温度的急剧变化和上下波动不利于厌氧消化作用。短时间内温度升降5℃，沼气产量明显下降，波动的幅度过大时，甚至停止产气。温度的波动，不仅影响沼气产量，还影响沼气中的甲烷含量，此其高温消化对温度变化更为敏感。二、pH值pH值条件失常首先使产氢产乙酸作用和产甲烷作用受抑制，使产酸过程所形成的有机酸不能被正常地代谢降解，从而使整个消化过程的各阶段间的协调平衡丧失。若pH值降到5以下，对产甲烷菌毒性较大，同时产酸作用本身也受抑制，整个厌氧消化过程即停滞。即使pH值恢复到7.0左右，厌氧装置的处理能力仍不易恢复；而在稍高pH值时，只要恢复中性，产甲烷菌能较快地恢复活性。所以厌氧装置适宜在中性或稍偏碱性的状态下运行。最适pH值为7.0～7.2，pH6.6～7.4较为适宜。三、氧化还原电位无氧环境是严格厌氧的产甲烷菌繁殖的最基本条件之一，产甲烷菌对氧和氧化剂非常敏感。产甲烷菌初始繁殖的环境条件是氧化还原电位不能高于-330mV。在厌氧消化全过程中，不产甲烷阶段可在兼氧条件下完成，氧化还原电位为+0.1～-0.1V，而在产甲烷阶段，氧化还原电位须控制为-0.3～-0.35V（中温消化）与-0.56～0.6V（高温消化），常温消化与中温相近。产甲烷阶段氧化还原电位的临界值为-0.2V。四、有机负荷在一定范围内，随着有机负荷的提高，产气率趋向下降，而消化器的容积产气量则增多。若有机负荷过高，则产酸率将大于用酸（产甲烷）率，挥发酸将累积而使pH值下降、破坏产甲烷阶段的正常进行，严重时产甲烷作用停顿，系统失败，并难以调整复苏。此外，有机负荷过高，则过高的水力负荷还会使消化系统中污泥的流失速率大于增长速率而降低消化效率。若有机负荷过低，物料产气率或有机物去除率虽可提高，但容积产气率降低，反应器容积将增大，使消化设备利用效率降低，投资和运行费用提高。五、厌氧活性污泥厌氧活性污泥主要由厌氧微生物及其代谢的和吸附的有机物、无机物组成。厌氧活性污泥的浓度和性状与消化的效能有密切的关系。性状良好的污泥是厌氧消化效率的基础保证。厌氧活性污泥的性质主要表现为它的作用效能与沉淀性能，前者主要取决于活微生物的比例及其对废物的适应性和活微生物中生长速率低的产甲烷菌的数量是否达到与不产甲烷菌数量相适应的水平。活性污泥的沉淀性能与污泥的凝聚性有关、与好氧处理一样，厌氧活性污泥的沉淀性能也以SVI衡量。六、搅拌和混合混合搅拌是提高消化效率的工艺条件之一。没有搅拌的厌氧消化池，池内料液常有分层现象。通过搅拌可消除池内梯度，增加食料与微生物之间的接触，避免产生分层，促进沼气分离。在连续投料的消化池中，还使进料迅速与池中原有料液相混匀。搅拌的方法有:（1）机械搅拌器搅拌法；（2）消化液循环搅拌法；（3）沼气循环搅拌法等。其中沼气循环搅拌，还有利于使沼气中的CO2作为产甲烷的底物被细菌利用，提高甲烷的产量。七、营养与C/N比一般认为，厌氧法中C:N:P控制为300～200:5:1为宜。此比值大于好氧法中100:5:1，这与厌氧微生物对碳素养分的利用率较好氧微生物低有关。在碳、氮、磷比例中，碳氮比例对厌氧消化的影响更为重要。在厌氧处理时提供氮源，除满足合成菌体所需之外，还有利于提高反应器的缓冲能力。若氮源不足，不仅厌氧菌增殖缓慢，而且消化液缓冲能力降低。相反，若氮源过剩，氮不能被充分利用，将导致系统中氨的过分积累，抑制产甲烷菌的生长繁殖，使消化效率降低。八、有毒物质抑制物质浓度/(mg/L)危害挥发性脂肪酸2000导致PH下降氨氮150～300抑制消化过程溶解性硫化物200抑制产甲烷过程重金属离子与酶结合变性氢氧化物絮凝九、生物固体停留时间（污泥龄）定义：与好氧同但消化池污泥龄等于水力停留时间。由于产甲烷菌生长慢，厌氧消化需要较长的污泥龄。