A. 哪位高手知道厭氧法和好氧法處理的優缺點和適用范圍是什麼
【好氧法】好氧生物處理是在有游離氧(分子氧)存在的條件下,好氧微生物降解有機物,使其穩定、無害化的處理方法.微生物利用廢水中存在的有機污染物(以溶解狀與膠體狀的為主),作為營養源進行好氧代謝.
【過程】有機物被微生物攝取後,通過代謝活動,約有三分之一被分解、穩定,並提供其生理活動所需的能量;約有三分之二被轉化,合成為新的原生質(細胞質),即進行微生物自身生長繁殖.後者就是廢水生物處理中的活性污泥或生物膜的增長部分,通常稱其剩餘活性污泥或生物膜,又稱生物污泥.在廢水生物處理過程中,生物污泥經固—液分離後,需進行進一步處理和處置.
【優缺點】好氧生物處理的反應速度較快,所需的反應時間較短,故處理構築物容積較小.且處理過程中散發的臭氣較少.缺點就是需持續曝氣,耗能大,運行費用高,產生的污泥量大.
【適用范圍】目前對中、低濃度的有機廢水,或者說BOD濃度小於500mg/L的有機廢水,基本上採用好氧生物處理法.
····················································································································································
【厭氧法】厭氧生物處理是在沒有游離氧存在的條件下,兼性細菌與厭氧細菌降解和穩定有機物的生物處理方法.
【過程】在厭氧生物處理過程中,復雜的有機化合物被降解、轉化為簡單的化合物,同時釋放能量.在這個過程中,有機物的轉化分為三部分進行:部分轉化為CH4,這是一種可燃氣體,可回收利用;還有部分被分解為 CO2、H20、NH3、H2S等無機物,並為細胞合成提供能量;少量有機物被轉化、合成為新的原生質的組成部分.由於僅少量有機物用於合成,故相對於好氧生物處理法,其污泥增長率小得多.
【優缺點】廢水厭氧生物處理過程不需另加氧源,故運行費用低.此外,它還具有剩餘污泥量少,可回收能量(CH4)等優點.其主要缺點是反應速度較慢,反應時間較長,處理構築物容積大等.此外,為維持較高的反應速度,需維持較高的反應溫度,就要消耗能源.
【適用范圍】對於有機污泥和高濃度有機廢水(一般B005≥2 000mg/L)可採用厭氧生物處理法.
B. 污水處理中生物法有哪幾種
1. 活性污泥法
是當前應用最為廣泛的一種生物處理技術。活性污泥是一種由無數細菌和其他微生物組成的絮凝體,其表面有一多糖類粘質層。活性污泥法就是利用這種活性污泥的吸附、氧化作用,去除廢水澡的有機污染物。
2.生物膜法
污水連續流經固體填料(碎石、塑料填料等),在填料上就會生成污泥狀的生物膜,生物膜中繁殖著大量的微生物,起到與活性污泥同樣的凈化污水的作用。
3.自然生物處理法
利用在自然條件下生長、繁殖的微生物(不加以人工強化或略加強化)處理廢水的技術。其主要特徵是工藝簡單,建設與運行費用都較低,但受自然條件的制約。主要的處理技術是穩定塘和土地處理法。
4. 氧生物處理法
厭氧生物處理是利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無氧條件下降解有機污染物的處理技術。有機污泥、某些高濃度有機污染物理的工業廢水,如屠宰場、酒精廠廢水等適宜於用厭氧生物處理法處理。用於厭氧處理的構築物最普通的是消化池,最近一、二十年來這個領域有很大發展,開創了一系列新型、高效的厭氧處理構築物,如厭氧濾池、上流式厭氧污泥床、厭氧轉盤、擋板式厭氧反應器以及復合厭氧反應器等。
C. 厭氧生物處理適用於什麼場合
廢水的厭氧生物處理法
厭氧生物處理是在無氧的情況下,利用兼性菌和厭氧菌的代謝作用,分解有機物的一種生物處理法。是一種低成本的廢水處理技術,它能在處理廢水過程中回收能源。厭氧生化法不僅可用於處理有機污泥和高濃度有機廢水,也用於處理中、低濃度有機廢水,包括城市污水。
厭氧生化法與好氧生化法相比具有下列優點。
(1)應用范圍廣 好氧法因供氧限制一般只適用於中、低濃度有機廢水的處理,而厭氧法既適用於高濃度有機廢水,又適用於中、低濃度有機廢水。有些有機物對好氧生物處理法來說是難降解的,但對厭氧生物處理是可降解的、如固體有機物、著色劑蒽釀和某些偶氮染料等。
(2)能耗低 好氧法需要消耗大量能量供氧,曝氣費用隨著有機物濃度的增加而增大,而厭氧法不需要允氧,而且產生的沼氣可作為能源。廢水有機物達一定濃度後,沼氣能量可以抵償消耗能量。當原水BOD5達到1500mg/L時,採用厭氧處理即有能量剩餘。有機物濃度愈高,剩餘能量愈多。—般厭氧法的動力消耗約為活性污泥法的1/10。
(3)負荷高 通常好氧法的有機容積負荷為2~4kgBOD/m3.d,而厭氧法為2~10kg COD/m3.d,高的可達50kgCOD/m3.d。
(4)剩餘污泥量少,且其濃縮性、脫水性良好 好氧法每去除1kg COD將產生0.4~0.6 kg生物量,而厭氧法去除1kg COD只產生0.02~0.1kg 生物量,其剩餘污泥量只有好氧法的5%~20%。同時,消化污泥在衛生學上和化學上都是穩定的。因此,剩餘污泥處理和處置簡單、運行費用低,甚至可作為肥料、飼料或餌料利用。
(5)氮、磷營養需要量較少 好氧法一般要求BOD:N:P為100:5:1,而厭氧法的BOD:N:P為100:2.5:0.5,對氮、磷缺乏的工業廢水所需投加的營養鹽量較少。
(6)厭氧處理過程有一定的殺菌作用,可以殺死廢水和污泥中的寄生蟲卵、病毒等。
(7)厭氧活性污泥可以長期貯存,厭氧反應器可以季節性或間歇性運轉。與好氧反應器相比,在停止運行一段時間後,能較迅速啟動。
但是,厭氧生物處理法也存在下列缺點:
(1)厭氧微生物增殖緩慢,因而厭氧設備啟動和處理時間比好氧設備長。
(2)處理後的出水水質差,往往需進一步處理才能達標排放。
1. 厭氧消化原理
復雜有機物的厭氧消化過程要經歷數個階段,由不同的細菌群接替完成。根據復雜有機物在此過程中的物態及物性變化,可分為以下三個階段。
第一階段為水解階段。廢水中的不溶性大分子有機物(如蛋白質、多糖類、脂類等)經發酵細菌水解後,分別轉化為氨基酸、葡萄糖和甘油等水溶性的小分子有機物。水解過程通常較緩慢,因此被認為是含高分子有機物或懸浮物廢液厭氧降解的限速階段。
由於簡單碳水化合物的分解產酸作用,要比含氮有機物的分解產氨作用迅速,故蛋白質的分解在碳水化合物分解後產生。
含氮有機物分解產生的NH3除了提供合成細胞物質的氮源外,在水中部分電離,形成NH4HCO3,具有緩沖消化液pH值的作用,故有時也把繼碳水化合物分解後的蛋白質分解產氨過程稱為酸性減退期,反應為:
第二階段為產氫產乙酸階段。在產氫產乙酸細菌的作用下,第一階段產生的各種有機酸被分解轉化成乙酸和H2,在降解奇數碳素有機酸時還形成CO2,如:
第三階段為產甲烷階段。產甲烷細菌將乙酸、乙酸鹽、CO2和H2等轉化為甲烷。此過程由兩組生理上不同的產甲烷菌完成,一組把氫和二氧化碳轉化成甲院,另一組從乙酸或乙酸鹽脫羧產生甲烷,前者約占總量的1/3,後者約佔2/3,反應為:
上述三個階段的反應速度依廢水性質而異,在含纖維素、半纖維素、果膠和脂類等污染物為主的廢水中,水解易成為速度限制步驟;簡單的糖類、澱粉、氨基酸和一般的蛋白質均能被微生物迅速分解,對含這類有機物為主的廢水,產甲烷易成為限速階段。
雖然厭氧消化過程可分為以上三個階段,但是在厭氧反應器中,三個階段是同時進行的,並保持某種程度的動態平衡,這種動態平衡一旦被pH值、溫度、有機負荷等外加因素所破壞,則首先將使產甲烷階段受到抑制,其結果會導致低級脂肪酸的積存和厭氧進程的異常變化,其至會導致整個厭氧消化過程停滯。
2. 影響厭氧處理的因素
(1)溫度 溫度是影響微生物生命活動最重要的因素之一,其對厭氧微生物及厭氧消化的影響尤為顯著。各種微生物都在一定的溫度范圍內生長,根據微生物生長的溫度范圍,習慣上將微生物分為三類:(a)嗜冷微生物,生長溫度為5~20 ℃;(b)嗜溫微生物,生長溫度20~42℃;(c)嗜熱微生物,生長溫度42~75℃。相應地厭氧廢水處理也分為低溫、中溫和高溫三類。這三類微生物在相應的適應溫度范圍內還存在最佳溫度范圍,當溫度高於或低於最佳溫度范圍時其厭氧消化速率將明顯降低。在工程運用中,中溫工藝中以30~40 ℃最為常見,其最佳處理溫度在35~40℃;高溫工藝以50~60 ℃最為常見,最佳溫度為55℃。
在上述范圍里,溫度的微小波動(例如1~3℃)對厭氧工藝不會有明顯的影響,但如果溫度下降幅度過大,則由於微生物活力下降,反應器的負荷也將降低。
(2)pH值 產甲烷菌對pH值變化適應性很差,其最佳范圍為6.8~7.2,超出該范圍厭氧消化細菌會受到抑制。
(3)氧化還原電位 絕對的厭氧環境是產甲烷菌進行正常活動的基本條件,產甲烷菌的最適氧化還原電位為-150~-400mV,培養甲烷菌的初期,氧化還原電位不能高於-330mV。
(4)營養 厭氧微生物對碳、氮等營養物質的要求略低於好氧微生物,需要補充專門的營養物質有鉀、鈉、鈣等金屬鹽類,它們是形成細胞或非細胞的金屬絡合物所需要的物質,同時也應加入鎳、鋁、鈷、鉬等微量金屬,以提高若干酶的活性。
(5)有機負荷 在厭氧法中,有機負荷通常指容積有機負荷,簡稱容積負荷,即消化器單位有效容積每天接受的有機物量(kg COD/m3.d)。對懸浮生長工藝,也有用污泥負荷表達的,即kg COD/(Kg 污泥.d);在污泥消化中,有促負荷習慣上以投配率或進料率表達,即每天所投加的濕污泥體積占消化器有效容積的百分數。由於各種濕污泥的含水率、揮發組分不盡一致,投配率不能反映實際的有機負荷,為此,又引入反應器單位有效容積每天接受的揮發性固體重量這一參數,即kg MLVSS/(m3.d)。
有機負荷是影響厭氧消化效率的一個重要因素,直接影響產氣量和處理效率。在一定范圍內,隨著有機負荷的提高,產氣率即單位重量物料的產氣量趨向下降,而消化器的容積產氣量則增多,反之亦然。對於具體應用場合,進料的有機物濃度是一定的,有機負荷或投配率的提高意味著停留時間縮短,則有機物分解率將下降,勢必使單位重量物料的產氣量減少。但因反應器相對的處理量增多了,單位容積的產氣量將提高。
有機負荷值因工藝類型、運行條件以及廢水廢物的種類及其濃度而異。在通常的情況下,採用常規厭氧消化工藝,中溫處理高濃度工業廢水的有機負荷為2~3kg COD/(m3.d),在高溫下為4~6kg COD/(m3.d)。上流式厭氧污泥床反應器、厭氧濾池、厭氧流化床等新型厭氧工藝的有機負荷在中溫下為5~15 kg COD/(m3.d),可高達30 kg COD/(m3.d)。
(6)有毒物質 有毒物質會對厭氧微生物產生不同程度的抑制,使厭氧消化過程受到影響甚至破壞,常見抑制性物質為硫化物、氨氮、重金屬、氰化物及某些人工合成的有機物。