环境微生物学教学课件 181

1、厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法n废水的厌氧处理主要用于废水的厌氧处理主要用于高浓度有机废水的前处理高浓度有机废水的前处理;n一、厌氧法的优点一、厌氧法的优点产生的沼气可用于发电或作为能源产生的沼气可用于发电或作为能源n沼气中的主要成分是甲烷，含量沼气中的主要成分是甲烷，含量5075%之间，之间，是一种很好的燃料。是一种很好的燃料。以日排以日排cod10t的工厂为的工厂为例，若例，若cod去除率为去除率为80%，甲烷产量为理论的，甲烷产量为理论的80%时，则可日产甲烷时，则可日产甲烷2240m3,其热值相当于其热值相当于3.85t原煤，可发电原煤，可发电5400度电。度

2、电。2 2对营养物的需求量少对营养物的需求量少n好氧方法好氧方法bod：n：p=100：5：1，而厌氧方法为而厌氧方法为（350500）：）：5：1，相比而言对相比而言对n、p的需求要小的的需求要小的多多，因此厌氧处理时可以不添加或少添加营养盐。，因此厌氧处理时可以不添加或少添加营养盐。3 3产生的污泥量少，运行费用低产生的污泥量少，运行费用低n?n繁殖慢；不需要曝气繁殖慢；不需要曝气 n基于这些优点，厌氧处理在食品、酿造、制糖等工基于这些优点，厌氧处理在食品、酿造、制糖等工业中得到了广泛的应用。但厌氧处理也存在缺点业中得到了广泛的应用。但厌氧处理也存在缺点出水的有机物浓度高于好氧处理；出水的

3、有机物浓度高于好氧处理；n发酵分解有机物不完全；发酵分解有机物不完全；对温度变化较为敏感；对温度变化较为敏感；n工业中需要设置进水的控温装置，工业中需要设置进水的控温装置，37。厌氧微生物对有毒物质较为敏感；厌氧微生物对有毒物质较为敏感；n但经过毒物驯化但经过毒物驯化处理的厌氧菌对毒物的耐受力常常会极大地提处理的厌氧菌对毒物的耐受力常常会极大地提高。高。二、厌氧法的缺点二、厌氧法的缺点n4.4. 初次启动过程缓慢初次启动过程缓慢, ,处理时间长处理时间长n好氧处理体系的活性污泥或生物膜通常只需要好氧处理体系的活性污泥或生物膜通常只需要7天天就可以培育就可以培育成功，而厌氧处理体系的活性污泥或生

4、物膜一般需要成功，而厌氧处理体系的活性污泥或生物膜一般需要812周周才才可以培育成功可以培育成功 n5 5处理过程中产生臭气和有色物质处理过程中产生臭气和有色物质n提问：提问：是什么？是什么？n臭气主要是srb形成的具有臭味的硫化氢气体硫化氢气体以及硫醇硫醇、氨气、氨气、有机酸有机酸等的臭气。同时硫化氢还会与水中的铁离子等金属离子反应形成黑色的硫化物黑色的硫化物沉淀，使处理后的废水颜色较深，需要添加后处理设施，进一步脱色脱臭。三、三、 厌氧活性污泥法厌氧活性污泥法（一）厌氧活性污泥的性质和组成（一）厌氧活性污泥的性质和组成n由由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废

5、水中的有机杂质形成的污泥颗粒。形成的污泥颗粒。n呈呈灰色灰色至至黑色黑色，n有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能；有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能；n颗粒厌氧活性污泥的直径在颗粒厌氧活性污泥的直径在05mm以上。以上。n微生物的组成主要有六种：微生物的组成主要有六种：n由外到内由外到内水解细菌水解细菌、发酵细菌发酵细菌、氢细菌和乙酸菌氢细菌和乙酸菌、甲甲烷菌烷菌 、硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌、厌氧原生动物厌氧原生动物其中其中产甲烷丝菌产甲烷丝菌是厌氧活性污泥的中心骨架是厌氧活性污泥的中心骨架（二）厌氧活性污泥净化废水的作用机理（二）厌氧活性污泥净化废水

6、的作用机理n复杂污染物的厌氧降解过程可以分为四个阶段复杂污染物的厌氧降解过程可以分为四个阶段水解阶段、水解阶段、发发酵阶段（又称酸化阶段）、酵阶段（又称酸化阶段）、 产乙酸阶段产乙酸阶段、产甲烷阶产甲烷阶段段n框图表示见下图框图表示见下图 n1水解阶段水解阶段n在细菌胞外酶的作用下大分子的有机物水解为小分子的有机物在细菌胞外酶的作用下大分子的有机物水解为小分子的有机物n2 2发酵阶段发酵阶段 n梭状芽孢杆菌梭状芽孢杆菌、拟杆菌等拟杆菌等酸化细菌酸化细菌吸收并转化为更为简单的化吸收并转化为更为简单的化合物分泌到细胞外，产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧合物分泌到细胞外，产物有挥发性脂肪酸、醇类

7、、乳酸、二氧化碳、氢气、氨等化碳、氢气、氨等复杂有机物复杂有机物1 1水解水解 2 2发酵发酵3 3产乙酸产乙酸硫酸盐还原硫酸盐还原4 4产甲烷产甲烷4 4产甲烷产甲烷硫酸盐还原n上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质，这一阶段的主导细菌是以及新的细胞物质，这一阶段的主导细菌是乙酸菌乙酸菌。同时水中有硫酸盐时，还会有同时水中有硫酸盐时，还会有硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌参与参与产乙酸过程。产乙酸过程。复杂有机物复杂有机物1 1水解水解 2 2发酵发酵3 3产乙酸产乙酸硫酸盐还原硫酸盐还原4 4产甲烷产甲烷4 4产甲烷产甲烷硫酸盐还原

8、n乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被甲烷菌利用被转化为甲烷乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被甲烷菌利用被转化为甲烷和以及和以及甲烷菌甲烷菌细胞物质。细胞物质。n经过这些阶段大分子的有机物就被转化为甲烷、二氧化碳、氢经过这些阶段大分子的有机物就被转化为甲烷、二氧化碳、氢气、硫化氢等小分子物质和少量的厌氧污泥。气、硫化氢等小分子物质和少量的厌氧污泥。n上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质，这一阶段的主导细菌是物质，这一阶段的主导细菌是乙酸菌乙酸菌。同时水中有硫酸盐时，。同时水中有硫酸盐时，还会有还会有硫酸盐还原菌硫酸盐还原

9、菌参与产乙酸过程。参与产乙酸过程。（三）（三） 厌氧活性污泥处理的工艺流程厌氧活性污泥处理的工艺流程n其中厌氧活性污泥反应器是工艺中的核心其中厌氧活性污泥反应器是工艺中的核心废废水水调节池调节池热热交交换换器器37厌氧活性厌氧活性污泥反应器污泥反应器气柜气柜沉淀池沉淀池出出水水回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥四、厌氧生物膜法四、厌氧生物膜法n主要指主要指厌氧滤器（厌氧滤器（af）沼气出水 进水五、厌氧生物反应器发展五、厌氧生物反应器发展n作原理作原理n2 2级级( (平流沉淀平流沉淀+ +厌氧污泥消厌氧污泥消化化) )全国各地使用广泛，为生活污水的预处理液固分离及厌氧杀寄生虫及病菌第一代厌氧反应器第一代厌氧反应器化粪池化粪池n缺点：缺点：污泥量多、污泥量多、易被带出，静态易被带出，静态消化消化 n克服了第一代的缺点，且处理污水 第二代厌氧反应器第二代厌氧反应器(1)(1)uasbuasb反应器反应器（上流式厌氧污泥床）（上流