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1、第十四讲 厌氧生物处理,2,主要内容,厌氧生物处理基本原理 厌氧消化的影响因素与控制要求 两级厌氧与两相厌氧处理,3,14.1厌氧生物处理基本原理,14.1.1 厌氧消化三阶段理论,水解,产酸发酵,产甲烷,水解,产酸发酵,产氢产乙酸,产甲烷,三阶段理论,四阶段理论,4,14.1厌氧生物处理基本原理,复杂有机化合物 (碳水化合物、蛋白质、脂类等),简单有机化合物 (单糖、氨基酸、肽等),水解,产酸发酵,挥发性脂肪酸和醇 (丙酸、丁酸、戊酸、乙醇等),产氢产乙酸,乙酸,H2+CO2,同型产乙酸,CH4+CO2,产甲烷,20%,5%,35%,10%,17%,13%,5,14.2 厌氧消化的影响因素与
2、控制要求,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。 pH值 由于pH的变化引起微生物体表面的电荷变化，进而影响微生物对营养物的吸收；同时影响酶的活性。 一般认为最适宜的pH值为：6.57.5； pH6时产甲烷菌受抑制而死亡。 氧化还原电位 需要严格的厌氧条件，可用ORP表示氧浓度。 产甲烷菌：ORP不能高于-330mV（2.36x1056L水中含有1mol氧） 非产甲烷菌：ORP可在+100mV-250mV,6,温度因素,14.2 厌氧消化的影响因素与控制要求,7,搅拌和混合,14.2 厌氧消化的影响因素与控制要求,搅拌：提高传质速率； 产甲
3、烷菌：需要相对较稳定的生长环境。,污泥浓度,可达到3050g/L。,碱度,中和酸能力的指标，在产酸发酵中，足够的碱度保证系统的缓冲能力，避免pH值的降低而抑制厌氧菌。,8,营养、C/N比,14.2 厌氧消化的影响因素与控制要求,适宜的COD：N：P为500：5：1。 氨氮对厌氧消化过程有较强的毒性或抑制性；增加氨氮浓度导致ORP升高，降低甲烷产率。,抑制物和激活剂,挥发性脂肪酸（VFA）是消化原料酸性消化的产物，同时也是甲烷菌的生长代谢的基质。一定的挥发性脂肪酸浓度是保证系统正常运行的必要条件，但过高的VFA会抑制甲烷菌的生长，从而破坏消化过程。 有许多化学物质能抑制厌氧消化过程中微生物的生命
4、活动，这类物质被称为抑制剂。抑制剂的种类也很多，包括部分气态物质、重金属离子、酸类、醇类、苯、氰化物等。,9,14.3.1 两级厌氧生物处理,14.3 两级厌氧与两相厌氧处理,两级消化：提高生物处理的稳定性。 目的：节省能量（节省污泥加温与搅拌的部分能量） 特点：第一级：加热（3335）、搅拌； 第二级：不加热（2026）、不搅拌（可视为污泥浓缩池用）。,10,14.3.2 两相厌氧生物处理,两相厌氧消化：根据消化机理设计。 目的：提高产甲烷相反应器中污泥的产甲烷活性；提高整个系统的稳定性和处理效果。 特点： 第一相：n=100%；T=1d 处于水解与发酵、产氢产乙酸阶段（即消化的第一、二阶段）。 需加热、搅拌。 第二相：n=（1517）%； 处于产甲烷阶段（即消化的第三阶段）需加热、搅拌。 优点： （1） 总容积小 （2） 加热耗热量少，搅拌能耗少 （3） 运行管理方便,11,实现相分离的方法,物化法： 1、产甲烷菌的选择性抑制剂，（CCl3H、CCl4）； 2、产酸相中加入一定浓度的氧； 3、产酸相中pH值控制在5.56.5之间； 4、选择性半透膜，只有末端产物可以进入甲烷相； 动力学法： 产甲烷菌的世代时间比较长，控制产酸相的较小的停留时间。,12,谢谢!,
