厌氧生物处理调试运行控制.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：厌氧生物处理、调试、运行指导手册1、目的：本手册用于厌氧生物降解工艺单元的运行管理。2、内容及对象：手册包括有以下7个内容：即:厌氧生物反应概述；厌氧技术优势和不足；反应机理；厌氧反应器类型；厌氧反应器工艺控制条件；启动方式；运行管理；问题及解决措施；手册适用于厌氧反应器操作人员、污水站技工、化验人员和管理人员，亦可供相关人员参考。3、厌氧反应概述：利用微生物生命过程中的代谢活动，将有机物分解为简单无机物，从而去除水中有机物污染的过程，称为废水的生物处理。根据代谢过程对氧的需求，微生物又分为好氧、厌氧和介于两者间的兼性微生物。厌氧生物处理就是利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧的情况下，把有机物转化为无机物和少量的细胞物质，这些无机物包括大量的生物气（即沼气）和水。厌氧是一种低成本废水处理技术，把废水治理和能源相结合，特别适合发展中国家使用。4、厌气处理技术的优势和不足：优势：4.1可作为环境保护、能源回收和生态良性循环结合系统的技术，具有良好的社会、经济、环境效益。4.2耗能少,运行费低,对中等以上(1500mg/L)浓度废水费用仅为好氧工艺1/3.4.3回收能源,理论上讲1kgCOD可产生纯甲烷0.35m3,燃值(3.93×10-1J/m3)，高于天然气(3.93×10-1J/m3)。以日排10tCOD工厂为例,按COD去除80%,甲烷为理论值80%计算，日产沼气2240m3,相当于2500m3天然气或3.85t煤,可发电5400Kwh.4.4设备负荷高、占地少。4.5剩余污泥少,仅相当于好氧工艺1/6～1/10.4.6对N、P等营养物需求低，好氧工艺要求C：N:P=100:5:1,厌氧工艺为C:N:P=(350-500):5:1。4.7可直接处理高浓有机废水,不需稀释。4.8厌氧菌可在中止供水和营养条件下，保留生物活性和沉泥性一年,适合间断和季节性运行。4.9系统灵活,设备简单,易于制作管理，规模可大可小。厌氧不足:1、出水污染浓度高于好氧，一般不能达标；2、对有毒性物质敏感；3、初次启动缓慢，最少需8-12周以上方能转入正常水平。5、反应机理：厌氧反应过程是对复杂物质（指高分子有机物以悬浮物和胶体形式存在于水中）生物降解的复杂的生态系统。其反应过程可分为四个阶段：5.1水解阶段——被细菌胞外酶分解成小分子。例如：纤维素被纤维酶水解为纤维二糖和葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦牙糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白酶水解为短肽和氨基酸等，这些小分子的水解产物能被溶解于水，并透过细胞为细胞所利用。5.2发酵阶段——小分子的化合物在发酵菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物，并分泌到细胞外。这一阶段主要产物为挥发性脂肪酸（VFA）醇类、乳酸、CO2、氢、氨、硫化氢等。5.3产酸阶段——上一阶段产物被进一步转化为乙酸、氢、碳酸以及新的细胞物质。5.4产甲烷阶段——在这一阶段乙酸、氢、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新细胞物质。原理图如下：复杂有机物水解、发酵脂肪酸（﹥C2）硫酸盐还原产乙酸H2+CO2乙酸产甲烷产甲烷CH4+CO2硫酸盐还原硫酸盐还原H2S+CO2a、水解阶段——含有蛋白质水解、碳水化合物水解和脂类水解。b、发酵酸化阶段——包括氨基酸和糖类的厌氧氧化，以及较高级脂肪酸与醇类的厌氧氧化。c、产乙酸阶段——含有从中间产物中形成乙酸和氧气，以及氢气和二氧化碳形成乙酸。d、产甲烷阶段——包括从乙酸形成甲烷，以及从氧、二氧化碳形成甲烷。废水中有硫酸盐时，还会有硫酸盐还原过程，如虚线所示。6、厌氧反应器类型：6.1普通厌氧反应池6.2厌氧接触工艺6.3升流厌氧污泥库(UASB)反应器6.4厌氧颗粒污泥膨胀库(EGSR)6.5厌氧滤料(AF)6.6厌氧流化库反应器6.7厌氧折流反应器(ABR)6.8厌氧生物转盘6.9厌氧混台反应器等.7、厌氧反应的工艺控制条件：7.1温度：按三种不同嗜温厌氧菌（嗜温5-20℃嗜温20-42℃嗜温42-75℃）工程上分为低温厌氧(15-20℃)、中温厌氧（30-35℃）、高温厌氧（50-55℃）三种。温度对厌氧反应尤为重要，当温度低于最优下限温度时，每下降1℃，效率下降11%。在上述范围，温度在1-3℃的微小波动，对厌氧反应影响不明显，但温度变化过大（急速变化），则会使污泥活力下降，度产生酸积累等问题。7.2PH：厌氧水解酸化工艺，对PH要求范围较松，即产酸菌的PH应控制4-7℃范围内；完全厌氧反应则应严格控制PH，即产甲烷反应控制范围6.5-8.0,最佳范围为6.8-7.2,PH低于6.3或高于7.8,甲烷化速降低。7.3氧化还原电位：水解阶段氧化还原电位为-100～+100mv，产甲烷阶段的最优氧化还原电位为