A. 哪位高手知道厌氧法和好氧法处理的优缺点和适用范围是什么
【好氧法】好氧生物处理是在有游离氧(分子氧)存在的条件下,好氧微生物降解有机物,使其稳定、无害化的处理方法.微生物利用废水中存在的有机污染物(以溶解状与胶体状的为主),作为营养源进行好氧代谢.
【过程】有机物被微生物摄取后,通过代谢活动,约有三分之一被分解、稳定,并提供其生理活动所需的能量;约有三分之二被转化,合成为新的原生质(细胞质),即进行微生物自身生长繁殖.后者就是废水生物处理中的活性污泥或生物膜的增长部分,通常称其剩余活性污泥或生物膜,又称生物污泥.在废水生物处理过程中,生物污泥经固—液分离后,需进行进一步处理和处置.
【优缺点】好氧生物处理的反应速度较快,所需的反应时间较短,故处理构筑物容积较小.且处理过程中散发的臭气较少.缺点就是需持续曝气,耗能大,运行费用高,产生的污泥量大.
【适用范围】目前对中、低浓度的有机废水,或者说BOD浓度小于500mg/L的有机废水,基本上采用好氧生物处理法.
····················································································································································
【厌氧法】厌氧生物处理是在没有游离氧存在的条件下,兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法.
【过程】在厌氧生物处理过程中,复杂的有机化合物被降解、转化为简单的化合物,同时释放能量.在这个过程中,有机物的转化分为三部分进行:部分转化为CH4,这是一种可燃气体,可回收利用;还有部分被分解为 CO2、H20、NH3、H2S等无机物,并为细胞合成提供能量;少量有机物被转化、合成为新的原生质的组成部分.由于仅少量有机物用于合成,故相对于好氧生物处理法,其污泥增长率小得多.
【优缺点】废水厌氧生物处理过程不需另加氧源,故运行费用低.此外,它还具有剩余污泥量少,可回收能量(CH4)等优点.其主要缺点是反应速度较慢,反应时间较长,处理构筑物容积大等.此外,为维持较高的反应速度,需维持较高的反应温度,就要消耗能源.
【适用范围】对于有机污泥和高浓度有机废水(一般B005≥2 000mg/L)可采用厌氧生物处理法.
B. 污水处理中生物法有哪几种
1. 活性污泥法
是当前应用最为广泛的一种生物处理技术。活性污泥是一种由无数细菌和其他微生物组成的絮凝体,其表面有一多糖类粘质层。活性污泥法就是利用这种活性污泥的吸附、氧化作用,去除废水澡的有机污染物。
2.生物膜法
污水连续流经固体填料(碎石、塑料填料等),在填料上就会生成污泥状的生物膜,生物膜中繁殖着大量的微生物,起到与活性污泥同样的净化污水的作用。
3.自然生物处理法
利用在自然条件下生长、繁殖的微生物(不加以人工强化或略加强化)处理废水的技术。其主要特征是工艺简单,建设与运行费用都较低,但受自然条件的制约。主要的处理技术是稳定塘和土地处理法。
4. 氧生物处理法
厌氧生物处理是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧条件下降解有机污染物的处理技术。有机污泥、某些高浓度有机污染物理的工业废水,如屠宰场、酒精厂废水等适宜于用厌氧生物处理法处理。用于厌氧处理的构筑物最普通的是消化池,最近一、二十年来这个领域有很大发展,开创了一系列新型、高效的厌氧处理构筑物,如厌氧滤池、上流式厌氧污泥床、厌氧转盘、挡板式厌氧反应器以及复合厌氧反应器等。
C. 厌氧生物处理适用于什么场合
废水的厌氧生物处理法
厌氧生物处理是在无氧的情况下,利用兼性菌和厌氧菌的代谢作用,分解有机物的一种生物处理法。是一种低成本的废水处理技术,它能在处理废水过程中回收能源。厌氧生化法不仅可用于处理有机污泥和高浓度有机废水,也用于处理中、低浓度有机废水,包括城市污水。
厌氧生化法与好氧生化法相比具有下列优点。
(1)应用范围广 好氧法因供氧限制一般只适用于中、低浓度有机废水的处理,而厌氧法既适用于高浓度有机废水,又适用于中、低浓度有机废水。有些有机物对好氧生物处理法来说是难降解的,但对厌氧生物处理是可降解的、如固体有机物、着色剂蒽酿和某些偶氮染料等。
(2)能耗低 好氧法需要消耗大量能量供氧,曝气费用随着有机物浓度的增加而增大,而厌氧法不需要允氧,而且产生的沼气可作为能源。废水有机物达一定浓度后,沼气能量可以抵偿消耗能量。当原水BOD5达到1500mg/L时,采用厌氧处理即有能量剩余。有机物浓度愈高,剩余能量愈多。—般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的1/10。
(3)负荷高 通常好氧法的有机容积负荷为2~4kgBOD/m3.d,而厌氧法为2~10kg COD/m3.d,高的可达50kgCOD/m3.d。
(4)剩余污泥量少,且其浓缩性、脱水性良好 好氧法每去除1kg COD将产生0.4~0.6 kg生物量,而厌氧法去除1kg COD只产生0.02~0.1kg 生物量,其剩余污泥量只有好氧法的5%~20%。同时,消化污泥在卫生学上和化学上都是稳定的。因此,剩余污泥处理和处置简单、运行费用低,甚至可作为肥料、饲料或饵料利用。
(5)氮、磷营养需要量较少 好氧法一般要求BOD:N:P为100:5:1,而厌氧法的BOD:N:P为100:2.5:0.5,对氮、磷缺乏的工业废水所需投加的营养盐量较少。
(6)厌氧处理过程有一定的杀菌作用,可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。
(7)厌氧活性污泥可以长期贮存,厌氧反应器可以季节性或间歇性运转。与好氧反应器相比,在停止运行一段时间后,能较迅速启动。
但是,厌氧生物处理法也存在下列缺点:
(1)厌氧微生物增殖缓慢,因而厌氧设备启动和处理时间比好氧设备长。
(2)处理后的出水水质差,往往需进一步处理才能达标排放。
1. 厌氧消化原理
复杂有机物的厌氧消化过程要经历数个阶段,由不同的细菌群接替完成。根据复杂有机物在此过程中的物态及物性变化,可分为以下三个阶段。
第一阶段为水解阶段。废水中的不溶性大分子有机物(如蛋白质、多糖类、脂类等)经发酵细菌水解后,分别转化为氨基酸、葡萄糖和甘油等水溶性的小分子有机物。水解过程通常较缓慢,因此被认为是含高分子有机物或悬浮物废液厌氧降解的限速阶段。
由于简单碳水化合物的分解产酸作用,要比含氮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后产生。
含氮有机物分解产生的NH3除了提供合成细胞物质的氮源外,在水中部分电离,形成NH4HCO3,具有缓冲消化液pH值的作用,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:
第二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成乙酸和H2,在降解奇数碳素有机酸时还形成CO2,如:
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菌完成,一组把氢和二氧化碳转化成甲院,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:
上述三个阶段的反应速度依废水性质而异,在含纤维素、半纤维素、果胶和脂类等污染物为主的废水中,水解易成为速度限制步骤;简单的糖类、淀粉、氨基酸和一般的蛋白质均能被微生物迅速分解,对含这类有机物为主的废水,产甲烷易成为限速阶段。
虽然厌氧消化过程可分为以上三个阶段,但是在厌氧反应器中,三个阶段是同时进行的,并保持某种程度的动态平衡,这种动态平衡一旦被pH值、温度、有机负荷等外加因素所破坏,则首先将使产甲烷阶段受到抑制,其结果会导致低级脂肪酸的积存和厌氧进程的异常变化,其至会导致整个厌氧消化过程停滞。
2. 影响厌氧处理的因素
(1)温度 温度是影响微生物生命活动最重要的因素之一,其对厌氧微生物及厌氧消化的影响尤为显着。各种微生物都在一定的温度范围内生长,根据微生物生长的温度范围,习惯上将微生物分为三类:(a)嗜冷微生物,生长温度为5~20 ℃;(b)嗜温微生物,生长温度20~42℃;(c)嗜热微生物,生长温度42~75℃。相应地厌氧废水处理也分为低温、中温和高温三类。这三类微生物在相应的适应温度范围内还存在最佳温度范围,当温度高于或低于最佳温度范围时其厌氧消化速率将明显降低。在工程运用中,中温工艺中以30~40 ℃最为常见,其最佳处理温度在35~40℃;高温工艺以50~60 ℃最为常见,最佳温度为55℃。
在上述范围里,温度的微小波动(例如1~3℃)对厌氧工艺不会有明显的影响,但如果温度下降幅度过大,则由于微生物活力下降,反应器的负荷也将降低。
(2)pH值 产甲烷菌对pH值变化适应性很差,其最佳范围为6.8~7.2,超出该范围厌氧消化细菌会受到抑制。
(3)氧化还原电位 绝对的厌氧环境是产甲烷菌进行正常活动的基本条件,产甲烷菌的最适氧化还原电位为-150~-400mV,培养甲烷菌的初期,氧化还原电位不能高于-330mV。
(4)营养 厌氧微生物对碳、氮等营养物质的要求略低于好氧微生物,需要补充专门的营养物质有钾、钠、钙等金属盐类,它们是形成细胞或非细胞的金属络合物所需要的物质,同时也应加入镍、铝、钴、钼等微量金属,以提高若干酶的活性。
(5)有机负荷 在厌氧法中,有机负荷通常指容积有机负荷,简称容积负荷,即消化器单位有效容积每天接受的有机物量(kg COD/m3.d)。对悬浮生长工艺,也有用污泥负荷表达的,即kg COD/(Kg 污泥.d);在污泥消化中,有促负荷习惯上以投配率或进料率表达,即每天所投加的湿污泥体积占消化器有效容积的百分数。由于各种湿污泥的含水率、挥发组分不尽一致,投配率不能反映实际的有机负荷,为此,又引入反应器单位有效容积每天接受的挥发性固体重量这一参数,即kg MLVSS/(m3.d)。
有机负荷是影响厌氧消化效率的一个重要因素,直接影响产气量和处理效率。在一定范围内,随着有机负荷的提高,产气率即单位重量物料的产气量趋向下降,而消化器的容积产气量则增多,反之亦然。对于具体应用场合,进料的有机物浓度是一定的,有机负荷或投配率的提高意味着停留时间缩短,则有机物分解率将下降,势必使单位重量物料的产气量减少。但因反应器相对的处理量增多了,单位容积的产气量将提高。
有机负荷值因工艺类型、运行条件以及废水废物的种类及其浓度而异。在通常的情况下,采用常规厌氧消化工艺,中温处理高浓度工业废水的有机负荷为2~3kg COD/(m3.d),在高温下为4~6kg COD/(m3.d)。上流式厌氧污泥床反应器、厌氧滤池、厌氧流化床等新型厌氧工艺的有机负荷在中温下为5~15 kg COD/(m3.d),可高达30 kg COD/(m3.d)。
(6)有毒物质 有毒物质会对厌氧微生物产生不同程度的抑制,使厌氧消化过程受到影响甚至破坏,常见抑制性物质为硫化物、氨氮、重金属、氰化物及某些人工合成的有机物。