文档介绍：第六章厌氧生物处理
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第六章厌氧生物处理
第六章目录
一、概述
二、上流式厌氧污泥床(UASB)反应器
三、厌氧微生物的培养和驯化
四、厌氧生物处理的运行按理(UASB)
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第六章厌氧生物处理
一、概述
[大纲要求]
掌握厌氧微生物处理法的净化机理、厌氧微生物处理法的基本概念
[要点]
(二)厌氧生物处理法的基本原理
(三)厌氧生物处理的特点
(四)厌氧生物处理的分类
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第六章厌氧生物处理
一、概述
(二)厌氧生物处理法的基本原理
1、厌氧微生物处理净化机理
废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下,通过厌氧微生物(包括兼氧微生物)的作用,将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程,也称厌氧消化。与好氧过程的根本区别在于不以分子态的氧作为受氢体,而以化合态的氧、碳、硫、氢等为受氢体。
可以粗略地将厌氧消化过程划分为三个连续阶段:
①水解酸化阶段;②产氢产乙酸阶段;③产甲烷阶段。
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①水解酸化阶段
厌氧消化的第一个阶段为水解酸化阶段。复杂的大分子、不溶性有机物先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,分解产生挥发性有机酸、醇类等。这个阶段主要产生较高级脂肪酸。
碳水化合物、脂肪和蛋白质的水解酸化过程如图6-2所示。
由于简单碳水化合物的分解产酸作用,要比含氢有机物的分解产氨作用迅速,故蛋白质的分解在碳水化合物分解之后完成。
含氨有机物分解产生的NH3除了提供合成细胞物质的氮源外,在水中部分电离,形成NH4NO3,具有缓冲消化液pH的作用,故有时也把继碳水化合物分解后的蛋白质分解产氨过程称为酸性减退期,反应为:
NH + H2O NH4 + OH- NH4HCO3-
NH4HCO3 + CH3COOH CH3COONH4 + H2O + CO2
H2O
CO2
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②产氢产乙酸阶段;
厌氧消化的第二个阶段为产氢产乙酸阶段。在产氢产乙酸细菌的作用下,第一阶段产生的各种有机酸被分解转化为乙酸和H2。在降解奇数碳数有机酸时除了产氢产乙酸外还产生CO2 ,如:
CH3CH2CH2CH2COOH + 2H2O CH3CH2COOH + CH3COOH + 2H2
(戊酸) (丙酸) (乙酸)
CH3CH2COOH + 2H2O CH3COOH + 2H2 + 2CO2
(丙酸) (乙酸)
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③产甲烷阶段。
厌氧消化的第三阶段为产甲烷阶段。产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2和H2等转化为甲烷。此过程由两组生理上不同的产甲烷细菌完成,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,反应为:
4H2 + CO2 CH4 + 2H2O(占1/3)
CH3COOH CH4 + CO2
CH3COONH4 CH4 + NH4HCO3
产甲烷菌
产甲烷菌
产甲烷菌
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第六章厌氧生物处理
一、概述
(二)厌氧生物处理法的基本原理
2、厌氧微生物处理影响因素
控制厌氧处理效率的基本因素包括:
①温度;②pH;③有毒物质;④营养物质的配比;⑤搅拌。
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①温度
细菌对温度的适应性可分为低温、中温和高温三个区:低温消化10℃~30℃;中温消化30℃~35℃;高温消化50℃~56℃。在0℃~56℃的范围内,甲烷细菌并没有特定的温度限制,然而在一定温度范围被驯化后,温度的变化就会防碍甲烷细菌的活动,尤其是高温消化对温度的变化更为敏感。因此在消化过程中要保持一个相对稳定的消化温度。
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