WSZ-AO-1地埋式污水處理設備價格

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廢水厭氧生物處理在早期又被稱為厭氧消化、厭氧發(fā)酵,；是指在厭氧條件下由多種（厭氧或兼性）微生物的共同作用下,，使有機物分解并產(chǎn)生CH4和CO2的過程。
厭氧生物處理中的基本生物過程——階段性理論
1,、兩階段理論：20世紀30~60年代,，被普遍接受的是“兩階段理論”*階段：發(fā)酵階段，又稱產(chǎn)酸階段或酸性發(fā)酵階段,；主要功能是水解和酸化,，主要產(chǎn)物是脂肪酸、醇類,、CO2和H2等,；主要參與反應的微生物統(tǒng)稱為發(fā)酵細菌或產(chǎn)酸細菌；
這些微生物的特點是：
1）生長速率快,，
2）對環(huán)境條件的適應性（溫度,、pH等）強。第二階段：產(chǎn)甲烷階段,，又稱堿性發(fā)酵階段,；是指產(chǎn)甲烷菌利用前一階段的產(chǎn)物，并將其轉(zhuǎn)化為CH4和CO2,；主要參與反應的微生物被統(tǒng)稱為產(chǎn)甲烷菌,；
產(chǎn)甲烷細菌的主要特點是：
1）生長速率慢，世代時間長；
2）對環(huán)境條件（溫度,、pH,、抑制物等）非常敏感，要求苛刻,。
2,、三階段理論對厭氧微生物學的深入研究后，發(fā)現(xiàn)將厭氧消化過程簡單地劃分為上述兩個過程,，不能真實反映厭氧反應過程的本質(zhì),；厭氧微生物學的研究表明，產(chǎn)甲烷菌是一類十分特別的古細菌,，除了在分類學和其特殊的學報結(jié)構(gòu)外,，其主要的特點是：產(chǎn)甲烷細菌只能利用一些簡單有機物作為基質(zhì)，其中主要是一些簡單的一碳物質(zhì)如甲酸,、甲醇,、甲基胺類以及H2/CO2等，兩碳物質(zhì)中只有乙酸,，而不能利用其它含兩碳或以上的脂肪酸和甲醇以外的醇類,；上世紀70年代，Bryant發(fā)現(xiàn)原來認為是一種被稱為“奧氏產(chǎn)甲烷菌”的細菌,，實際上是由兩種細菌共同組成的,，一種細菌首先把乙醇氧化為乙酸和H2（一種產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌），另一種細菌則利用H2和CO2產(chǎn)生CH4（一種真正意義上的產(chǎn)甲烷細菌——嗜氫產(chǎn)甲烷細菌）,；因而,，Bryant提出了厭氧消化過程的“三階段理論”：水解、發(fā)酵階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌,，將丙酸,、丁酸等脂肪酸和乙醇等轉(zhuǎn)化為乙酸、H2/CO2,；產(chǎn)甲烷階段：產(chǎn)甲烷菌利用乙酸和H2,、CO2產(chǎn)生CH4；一般認為,，在厭氧生物處理過程中約有70%的CH4產(chǎn)自乙酸的分解，其余的則產(chǎn)自H2和CO2,。

3,、四階段理論（四菌群學說）：幾乎與Bryant提出“三階段理論”的同時，又有人提出了厭氧消化過程的“四菌群學說”：實際上,，是在上述三階段理論的基礎上,，增加了一類細菌——同型產(chǎn)乙酸菌，其主要功能是可以將產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌產(chǎn)生的H2/CO2合成為乙酸。但研究表明,，實際上這一部分由H2/CO2合成而來的乙酸的量較少,，只占厭氧體系中總乙酸量的5%左右?？傮w來說,，“三階段理論”、“四階段理論”是目前*的對厭氧生物處理過程較全面和較準確的描述,。
4,、多階段理論 但是，當利用厭氧生物處理工藝處理含有復雜有機物的時候,，在厭氧反應器中發(fā)生的反應會遠比上述“三階段理論”,、“四階段理論”中所描述的反應過程復雜，可以參見“厭氧復雜體系示意圖”,。
厭氧消化過程中的主要微生物
主要介紹其中的發(fā)酵細菌（產(chǎn)酸細菌）,、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌等,。
1,、發(fā)酵細菌（產(chǎn)酸細菌）：
WSZ-AO-1地埋式污水處理設備價格發(fā)酵產(chǎn)酸細菌的主要功能有兩種：
①水解——在胞外酶的作用下，將不溶性有機物水解成可溶性有機物,；
②酸化——將可溶性大分子有機物轉(zhuǎn)化為脂肪酸,、醇類等；主要的發(fā)酵產(chǎn)酸細菌：梭菌屬,、擬桿菌屬,、丁酸弧菌屬、雙岐桿菌屬等,；水解過程較緩慢,，并受多種因素影響（pH、SRT,、有機物種類等）,，有時回成為厭氧反應的限速步驟；產(chǎn)酸反應的速率較快,；大多數(shù)是厭氧菌,，也有大量是兼性厭氧菌；可以按功能來分：纖維素分解菌,、半纖維素分解菌,、淀粉分解菌、蛋白質(zhì)分解菌,、脂肪分解菌等,。
2,、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌的主要功能是將各種高級脂肪酸和醇類氧化分解為乙酸和H2；為產(chǎn)甲烷細菌提供合適的基質(zhì),，在厭氧系統(tǒng)中常常與產(chǎn)甲烷細菌處于共生互營關系,。
3、產(chǎn)甲烷菌20世紀60年代Hungate開創(chuàng)了嚴格厭氧微生物培養(yǎng)技術(shù)之后,，對產(chǎn)甲烷細菌的研究才得以廣泛進行,；產(chǎn)甲烷細菌的主要功能是將產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的產(chǎn)物——乙酸和H2/CO2轉(zhuǎn)化為CH4和CO2，使厭氧消化過程得以順利進行,；主要可分為兩大類：乙酸營養(yǎng)型和H2營養(yǎng)型產(chǎn)甲烷菌,，或稱為嗜乙酸產(chǎn)甲烷細菌和嗜氫產(chǎn)甲烷細菌；一般來說,，在自然界中乙酸營養(yǎng)型產(chǎn)甲烷菌的種類較少,，只有Methanosarcina（產(chǎn)甲烷八疊球菌）和Methanothrix（產(chǎn)甲烷絲狀菌），但這兩種產(chǎn)甲烷細菌在厭氧反應器中居多,，特別是后者,，因為在厭氧反應器中乙酸是主要的產(chǎn)甲烷基質(zhì)，一般來說有70%左右的甲烷是來自乙酸的氧化分解,；根據(jù)產(chǎn)甲烷菌的形態(tài)和生理生態(tài)特征,，可將其分類如下：，共分為：三目,、七科,、十九屬、65種,；產(chǎn)甲烷菌有各種不同的形態(tài),，常見的有：
①產(chǎn)甲烷桿菌；
②產(chǎn)甲烷球菌,；
③產(chǎn)甲烷八疊球菌,；
④產(chǎn)甲烷絲菌；等等,。在生物分類學上,，產(chǎn)甲烷菌（Methanogens）屬于古細菌（Archaebacteria），大小,、外觀上與普通細菌（Eubacteria）相似,，但實際上，其細胞成分特殊,，特別是細胞壁的結(jié)構(gòu)較特殊,；在自然界的分布，一般可以認為是棲息于一些環(huán)境中（如地熱泉水,、深?；鹕娇凇⒊练e物等）,，但實際上其分布極為廣泛,，如污泥、瘤胃,、昆蟲腸道,、濕樹木、厭氧反應器等,；產(chǎn)甲烷菌都是嚴格厭氧細菌,，要求氧化還原電位在-150~-400mv，氧和氧化劑對其有很強的毒害作用,；產(chǎn)甲烷菌的增殖速率很慢,，繁殖世代時間長，可達4~6天,，因此,，一般情況下產(chǎn)甲烷反應是厭氧消化的限速步驟

工作原理
CAST反應池分為生物選擇區(qū)、預反應區(qū)和主反應區(qū),，如圖1所示,，運行時按進水-曝氣、沉淀,、撇水,、進水-閑置完成一個周期，CAST的成功運行可將廢水中的含碳有機物和包括氮,、磷的污染物去除,，出水總氮濃度小于5mg/L。
1)生物選擇器設在池子首部,，不設機械攪拌裝置,，反應條件在缺氧和厭氧之間變化。生物選擇區(qū)有三個功能：
a．絮體結(jié)構(gòu)內(nèi)底物的物理團聚與動力學和代謝選擇同步進行,；
b．選擇器被隔開,，保證初始高絮體負荷，以及酶快速去除溶解底物,；
c.通過選擇器的設計,，還可以創(chuàng)造一個有利于磷釋放的環(huán)境，這樣促進聚磷菌的生長,。生物選擇區(qū)的設置嚴格遵循活性污泥種群組成動力學的有關規(guī)律,，創(chuàng)造合適的微生物生長條件，從而選擇出絮凝性細菌,?；钚晕勰嗟男躞w負荷S0/X0(即底物濃度和活性微生物濃度的比值)對系統(tǒng)中活性污泥的種群組成有較大的影響,，較高的污泥絮體負荷有助于絮凝性細菌的生長和繁殖。CAST工藝中活性污泥不斷地在生物選擇器中經(jīng)歷高絮體負荷階段,，這樣有利于絮凝性細菌的生長,，提高污泥活性，并通過酶反應快速去除廢水中的溶解性易降解底物,，從而抑制了絲狀細菌的生長和繁殖,，避免了污泥膨脹的發(fā)生。同時當生物選擇器處于缺氧環(huán)境時,，回流污泥存在的少量硝酸鹽氮(約為N3-N=20mg/L)可得到反硝化,，反硝化量可達整個系統(tǒng)硝化量的20%。當選擇器處于厭氧環(huán)境時,，磷得以有效地釋放,，為生物除磷做準備。
2)預反應區(qū)為水力緩沖區(qū),，大小與高峰流量有關,，若在非曝氣階段，不進水可將其省去,。
3)主反應區(qū)在可變?nèi)莘e*混合反應條件下運行,，完成含碳有機物和包括氮、磷的污染物的去除,。運行時通過控制溶解氧的濃度使其從0緩慢上升到2.5mg/L來保證硝化,、反硝化以及磷吸收的同步進行。

a．硝化反硝化,。同步反硝化意味著在不專門為硝酸鹽的去除設混合裝置或正常缺氧混合程序的條件下,，硝化與反硝化同時在同一反應器發(fā)生。通常認為在系統(tǒng)中,，氮去除機制與在微生物絮體內(nèi)由于受擴散限制引起的溶解氧(DO))的濃度梯度有關,，這樣硝化菌存在于高溶解氧區(qū)或正氧化還原點位(OPR)，相反反硝化菌在溶解氧降低區(qū)或負氧化還原點位(OPR)下活性十足,。CAST工藝運行中控制供氧強度以及混合液溶解氧的濃度使其從0逐漸上升到2.5mg/L左右,，這樣使活性污泥絮體的外周保持一個好氧環(huán)境進行硝化，由于氧在活性污泥絮體內(nèi)的傳遞受到限制,，而具有較高濃度梯度的硝酸鹽則能較好地滲透到絮體內(nèi)部有效地進行反硝化,。