厌氧生物处理法的基本原理
1.厌氧微生物处理净化机理
废水厌氧生物处理的指在无分子氧条件下,通过厌氧微生物(包括兼氧微生物)的作用,将废水中的各种复杂物分解发转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程,也称厌氧消化。与好氧过程的根本区别在于不分子态的氧作为受氢体,而以化合态的氧、碳、硫、氢等为受氢体。
废水的厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程,它是依靠三大主要类群的细菌:水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成的。
可以粗略地将厌氧消化过程划分的三个连续阶段:
①水解酸化阶段;②产氢产乙酸阶段;③产甲烷阶段。
①厌氧消化的个阶段为水解酸化阶段。复杂的大分子、不溶性物先在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性物,渗入细胞体内,分解产生挥发性酸、醇类等。这个阶段主要产生较脂肪酸。
碳水化合物、脂肪和蛋白质的水解酸化过程如图6-2所示。
由于简单碳水化合物的分解产酸作用,要比含氢物的分解产氨作用,故蛋白质的分解在碳水化合物分解之后完成。
含氨物分解产生的NH3除了提供合成细胞物质的氮源外,在水中部分电离,形成NH4NO3,具有缓冲消化液pH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:
②厌氧消化的二阶段为产氢产乙酸阶段。在产氢产乙酸细菌的作用下,阶段产生的各种酸被分解转化成乙酸和H2。在降解奇数碳酸时除了产氢产乙酸外还产生CO2,如:
③厌氧消化的 三阶段 为产甲烷阶段。产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2、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烷,另一组从乙酸或乙酸盐脱羧产生甲烷;前者约占问题的1/3,后者约占2/3,反应为:
CAST系统的组成及主要控制机理是什ô?
CAST系统的组成包括:选择器、厌氧区、主反应(曝气)区、污泥回流/剩余污泥排放系统和撇水装置。选择器设在池首(区域),其基本的功能是防止污泥膨胀,其作用原理是让回流污泥与新鲜污泥进行短时间的t昆合,由于基质浓度高,有利于的菌胶团的生长,使得进入主反应区后,菌胶团细菌在数量上占优势,从而有效地抑制了丝状菌过度生长而引起的污泥膨胀,在此选择器中,污水中胶体性物质能通过生物吸附作用得到去除,回流污泥中的硝酸盐也可在此选择器中得以反硝化,选择器可以恒定容积,也可以变容积运行,多池系统的进水配水池也可用作选择器。厌氧区设置在池子的二区域中,主要是创造 量生物除磷的条件,池子的 三区域为主曝气区,主要进行物降解和N的硝化/反硝化过程。
污泥回流/剩余污泥排放系统设在池子的末端,采用潜水泵,在潜水泵吸水口上设置一根带有狭缝的短管,污泥通过此潜水泵不断地从主曝气区抽送至选择器中,污泥回流量约为进水量的20%左右,撇水装置也设在池子末端,由电机驱动可升降的排水堰,撇水装置及其他操作过程如溶解氧和排泥等均实行自动控制。