废水的厌氧处理PPT课件.ppt
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1、为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益废水的厌氧处理The Anaerobic Processes1为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益主要内容主要内容第一节:厌氧生物处理的基本原理第二节 污水的厌氧生物处理方法第三节 厌氧法的影响因素第四节 厌氧生物处理法的设计2为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益第一节:厌氧生物处理的基本原理废水厌氧生物处理废水厌氧生物处
2、理是是指在无分子氧条件下通过指在无分子氧条件下通过厌氧微生物厌氧微生物 (包括兼氧微生物)的作用,将废包括兼氧微生物)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,也称为化碳等物质的过程,也称为厌氧消化厌氧消化(anaerobic digestion)(anaerobic digestion)。与好氧过程的根本区别:不以分子态氧作为受与好氧过程的根本区别:不以分子态氧作为受氢体,而以化合态氢体,而以化合态氧、碳、硫、氮氧、碳、硫、氮等作为受氢等作为受氢体。体。厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程,厌氧生物处理是一个复杂的微生物化
3、学过程,依靠三大主要类群的细菌,即依靠三大主要类群的细菌,即水解产酸细菌水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌产氢产乙酸细菌和和产甲烷细菌产甲烷细菌的联合作用完成的联合作用完成。3为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益厌氧过程可分为四阶段:生化生化阶阶段段 物物态变态变化化液化(水解)液化(水解)酸化(酸化(1)酸化(酸化(2)气气 化化生化生化过过程程大分子不溶大分子不溶态态有机物有机物转转化化为为小分子溶解小分子溶解态态有机物有机物小分子溶解小分子溶解态态有机物有机物转转化化为为(H2+CO2)及)及A、B两两类产类产物物
4、B类产类产物物转转化化为为(H2+CO2)及)及乙酸等乙酸等CH4、CO2等等菌菌 群群发发酵酵细细菌菌产氢产产氢产乙酸乙酸细细菌菌甲甲烷细烷细菌菌发发酵工酵工艺艺甲甲烷发烷发酵酵酸酸 发发 酵酵4为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益q液化阶段显著特征是液态污泥的pH值迅速下降,不到10d,降到最低值;产物中有机酸是主体,在一个月左右,达到最高值。q气化阶段产生消化气,主体是CH4,因此气化阶段常称甲烷化阶段,CO2也相当多,还有微量H2S。5为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工
5、作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益在工程技术上,研究甲烷细菌的通性是重要的,这将在工程技术上,研究甲烷细菌的通性是重要的,这将有助于打破厌氧生物处理过程分阶段的现象,从而最有助于打破厌氧生物处理过程分阶段的现象,从而最大限度地缩短处理过程的历时。大限度地缩短处理过程的历时。影响甲烷细菌生长重要环境因素:影响甲烷细菌生长重要环境因素:pH值和温度。值和温度。PH值应在值应在6872,最适温度在,最适温度在35一一38和和52一一55各有一个。各有一个。产乙酸细菌和产甲烷细菌之间严格的共生关系:产乙酸细菌和产甲烷细菌之间严格的共生关系:甲烷细菌是专性厌氧的甲烷细菌是专性厌氧的与产酸菌相比
6、甲烷茵对温度、与产酸菌相比甲烷茵对温度、pH值、有毒物质等更值、有毒物质等更为敏感。为敏感。因此有人提出,考因此有人提出,考虑到这种共生关系,虑到这种共生关系,反应器中的剪切力反应器中的剪切力要注意控制,不能要注意控制,不能在系统内进行连续在系统内进行连续的剧烈搅拌的剧烈搅拌甲 烷 菌6为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益第二节 污水的厌氧生物处理方法q化粪池化粪池q厌氧生物滤池厌氧生物滤池q厌氧接触法厌氧接触法q上流式厌氧污泥床反应器上流式厌氧污泥床反应器q分段厌氧处理法分段厌氧处理法7为了规范事业单位聘用关系,
7、建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益化粪池化粪池是最早的厌氧生物处理构筑物8厌氧滤池(厌氧滤池(anaerobic filteranaerobic filter又称又称厌氧固定膜厌氧固定膜反应器反应器,是,是6060年代末开发的新型高效厌氧处理年代末开发的新型高效厌氧处理装置。装置。滤池呈圆柱形,池内装放填料,池底和池顶密滤池呈圆柱形,池内装放填料,池底和池顶密封。封。厌氧微生物附着于填料的表面生长,当废水通厌氧微生物附着于填料的表面生长,当废水通过填料层时,在填料表面的厌氧生物膜作用下,过填料层时,在填料表面的厌氧生物膜作用下,废水中的有
8、机物被降解,并产生沼气,沼气从废水中的有机物被降解,并产生沼气,沼气从池顶部排出。池顶部排出。厌氧生物滤池厌氧生物滤池进水可采用升流式,也可以采用降流式9为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益厌氧生物滤池厌氧生物滤池厌氧生物滤池的特点:厌氧生物滤池的特点:q缺点:缺点:厌氧微生物总量沿池高度分布是很不均匀的,在池进厌氧微生物总量沿池高度分布是很不均匀的,在池进水部位高。水部位高。当废水中有机物浓度高时,特别是进水悬浮固体浓度当废水中有机物浓度高时,特别是进水悬浮固体浓度和颗粒较大时,进水部位容易发生堵塞现象和颗粒较大
9、时,进水部位容易发生堵塞现象。改进:改进:v出水回流;出水回流;v部分充填载体;部分充填载体;v采用软性填料。采用软性填料。q优点:优点:10为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益滤池中的微生物量较高,可承受的有机容积负滤池中的微生物量较高,可承受的有机容积负荷高,荷高,CODCOD容积负荷为容积负荷为2-16 kgCOD/(m2-16 kgCOD/(m3 3d)d),且且耐冲击负荷能力强;耐冲击负荷能力强;废水与生物膜两相接触面大,强化了传质过程,废水与生物膜两相接触面大,强化了传质过程,因而有机物去除速度快;因而
10、有机物去除速度快;微生物固着生长为主,不易流失,因此不需污微生物固着生长为主,不易流失,因此不需污泥回流和搅拌设备;泥回流和搅拌设备;启动或停止运行后再启动比前述厌氧工艺法时启动或停止运行后再启动比前述厌氧工艺法时间短。间短。厌氧生物滤池厌氧生物滤池优点优点11为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益厌氧接触法厌氧接触法在混合在混合接触池(消化池)接触池(消化池)后设后设沉淀池沉淀池,将沉淀,将沉淀污泥回流至消化池,形成了污泥回流至消化池,形成了厌氧接触法厌氧接触法(anaerobic contact process)
11、。厌厌氧氧接接触触法法工工艺艺特点特点12为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益特点v通通过过污污泥泥回回流流,保保持持消消化化池池内内污污泥泥浓浓度度较较高高,一一般般为为10-15g/L10-15g/L,耐冲击能力强;耐冲击能力强;v消消化化池池的的容容积积负负荷荷较较普普通通消消化化池池高高,水水力力停停留留时时间间比比普普通通消消化化池池大大大大缩缩短短,如如常常温温下下,普普通通消消化化池池为为15-3015-30天天,而而接触法小于接触法小于1010天;天;v可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液,
12、可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液,不存在堵塞问题;不存在堵塞问题;v混合液经沉降后,出水水质好,混合液经沉降后,出水水质好,o需增加沉淀池、污泥回流和脱气等设备需增加沉淀池、污泥回流和脱气等设备o厌氧接触法存在混合液难于在沉淀池中进行固液分离厌氧接触法存在混合液难于在沉淀池中进行固液分离的缺点的缺点。厌氧接触法厌氧接触法13为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益上流式厌氧污泥床反应器上流式厌氧污泥床反应器由由反应区反应区、沉淀区沉淀区和和气室气室三部分组成。三部分组成。上流式厌氧污泥床的池形有圆形、方形、
13、矩形。上流式厌氧污泥床的池形有圆形、方形、矩形。小型装置常为圆柱形,底部呈锥形或圆弧形。小型装置常为圆柱形,底部呈锥形或圆弧形。大型装置为便于设置气、液、固三相分离器,大型装置为便于设置气、液、固三相分离器,则一般为矩形,高度一般为则一般为矩形,高度一般为3-8m3-8m,其中污泥床,其中污泥床1-2m1-2m,污泥悬浮层,污泥悬浮层2-4m2-4m,多用钢结构或钢筋混,多用钢结构或钢筋混凝土结构,凝土结构,(UASB upflow anaerobic sludge blanket reactor)UASB upflow anaerobic sludge blanket reactor)14
14、UASB布置布置结结果示意果示意图图布水区布水区反反应应区区三相分离区三相分离区超高超高15为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益16需要全图cad图纸17为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益18为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益特点反应器内污泥浓度高反应器内污泥浓度高,一般平均污泥浓度为一般平均污泥浓度为30-40g/L30-40g/L,污泥床中的污泥由活
15、性生物量占污泥床中的污泥由活性生物量占70-8070-80的高度发展的高度发展的的颗粒污泥颗粒污泥。有机负荷高,有机负荷高,水力停留时间短。水力停留时间短。中温消化,中温消化,CODCOD容积负荷一容积负荷一般为般为10-20kg COD/10-20kg COD/(m m3 3dd););反应器内设三相分离器,反应器内设三相分离器,被沉淀区分离的污泥能自动被沉淀区分离的污泥能自动回流到反应区,一般无污泥回流设备;回流到反应区,一般无污泥回流设备;无混合搅拌设备。无混合搅拌设备。投产运行正常后,利用本身产生的投产运行正常后,利用本身产生的沼气和进水来搅动沼气和进水来搅动v污泥床内不填载体污泥床内
16、不填载体,节省造价及避免堵塞问题。节省造价及避免堵塞问题。v反应器内有短流现象反应器内有短流现象,影响处理能力。影响处理能力。v运行启动时间长运行启动时间长,对水质和负荷突然变化比较敏感。对水质和负荷突然变化比较敏感。上流式厌氧污泥床反应器上流式厌氧污泥床反应器19为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益将水解酸化过程和甲烷化过程分开在两个反应器内进行。v第一段:完成水解和液化固态有机物为有机酸;缓冲和稀释负荷冲击与有害物质,并截留难降解的固态物质。反应器可采用简易非密闭装置、在常温、较宽反应器可采用简易非密闭装置、在
17、常温、较宽pHpH值范围条件下运行。值范围条件下运行。v第二段:保持严格的厌氧条件和pH值,以利于甲烷菌的生长;降解、稳定有机物,产生含甲烷较多的消化气。第二步反应器则要求严格密封、严格控制温度和第二步反应器则要求严格密封、严格控制温度和pHpH值范围。值范围。分段厌氧处理法分段厌氧处理法20为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益接触消化池接触消化池-上流式污泥床两步消化工艺上流式污泥床两步消化工艺热交换器热交换器被废水加被废水加热到需要热到需要的温度的温度水解产酸反应,水解产酸反应,控制条件之产控制条件之产生脂肪酸
18、,尽生脂肪酸,尽量不产生沼气量不产生沼气沉降分离,去除沉降分离,去除不溶性有机物不溶性有机物产甲烷阶段,使第一步反产甲烷阶段,使第一步反应产生的有机酸生成甲烷应产生的有机酸生成甲烷和二氧化碳等最终产物和二氧化碳等最终产物21为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益纤维填料厌氧滤池和上流式厌氧污泥床复纤维填料厌氧滤池和上流式厌氧污泥床复合法工艺合法工艺22为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益两步厌氧法具有如下特点:(a a)耐冲击负荷能力强,
19、运行稳定,避免)耐冲击负荷能力强,运行稳定,避免了一步法不耐高有机酸浓度的缺陷;了一步法不耐高有机酸浓度的缺陷;(b b)两阶段反应不在同一反应器中进行,)两阶段反应不在同一反应器中进行,互相影响小,可更好地控制工艺条件;互相影响小,可更好地控制工艺条件;(c c)消化效率高,尤其适于处理含悬浮固)消化效率高,尤其适于处理含悬浮固体多、难消化降解的高浓度有机废水。体多、难消化降解的高浓度有机废水。(d d)但两步法设备较多,流程和操作复杂。)但两步法设备较多,流程和操作复杂。23为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益
20、其它厌氧处理法其它厌氧处理法厌氧生物转盘:构造与好氧生物转盘相似,构造与好氧生物转盘相似,不同之处在于盘片不同之处在于盘片大部分大部分(70(70以上以上)或全或全 部浸没在废水中,整部浸没在废水中,整个生物转盘设在一个密闭的容器内。个生物转盘设在一个密闭的容器内。厌氧挡板反应器:从研究厌氧生物转盘发展而来的,生物转盘不从研究厌氧生物转盘发展而来的,生物转盘不转动即变成厌氧挡板反应器。转动即变成厌氧挡板反应器。同时,厌氧挡板反应器实质上是一系列升流式同时,厌氧挡板反应器实质上是一系列升流式厌氧污泥床,但不设三相分离器厌氧污泥床,但不设三相分离器。24为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会
21、主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益厌氧生物转盘示意图厌氧生物转盘示意图特点:微生物浓度高勿需处理水回流生物膜经常保持较高的活性耐冲击负荷,处理过程稳定性强可采用多级串连,各级微生物处于最佳生存条件运行管理方便q盘片成本较高25为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益厌氧挡板反应器示意图厌氧挡板反应器示意图特点:v反应器启动期短。实验表明接种一个月,就有颗粒污泥形成,两个月可稳定运行。v避免厌氧滤池等堵塞问题v避免UASB因污泥膨胀而发生污泥流失问题v不需要搅拌v不需要载体26为了规
22、范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益第三节 厌氧法的影响因素温度条件pH值氧化还原电位有机负荷厌氧活性污泥搅拌和混合废水的营养比有毒物质27为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益温度对厌氧消化过程的影响温度对厌氧消化过程的影响28为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益pHpH值值产酸细菌对酸碱度不及甲烷细菌敏感,其适产酸细菌对酸碱度不及甲烷细菌敏感,其适宜的宜的pHp
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