《污水的厭氧生物處 》課件

污水的厭氧生物處理厭氧生物處理是指在無氧條件下，利用微生物將有機(jī)廢水中的有機(jī)物降解為甲烷、二氧化碳等物質(zhì)的過程。厭氧生物處理技術(shù)是污水處理中重要的環(huán)節(jié)，對于去除有機(jī)物、降低污水中的化學(xué)需氧量（COD）具有顯著作用。課程目標(biāo)了解厭氧生物處理的原理學(xué)習(xí)厭氧生物處理的基本原理，包括主要反應(yīng)過程、微生物種類、影響因素等。掌握厭氧反應(yīng)器的類型和工藝參數(shù)熟悉常見的厭氧反應(yīng)器類型，如上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)、厭氧消化池等，并了解其工藝參數(shù)和設(shè)計原則。學(xué)習(xí)厭氧反應(yīng)器的操作管理掌握厭氧反應(yīng)器的操作管理方法，包括啟動、運(yùn)行、維護(hù)、故障處理等方面的知識。分析厭氧生物處理的優(yōu)缺點比較厭氧生物處理和其他污水處理方法的優(yōu)缺點，并探討其應(yīng)用范圍和發(fā)展趨勢。污水處理概述污水處理是指將城市生活污水、工業(yè)廢水以及農(nóng)業(yè)排水等進(jìn)行凈化處理，使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的過程?，F(xiàn)代污水處理通常采用物理、化學(xué)和生物方法，將污水中的污染物質(zhì)去除，改善水質(zhì)。污水處理是環(huán)境保護(hù)的重要組成部分，對保護(hù)水資源，維護(hù)生態(tài)平衡，改善生活環(huán)境具有重要意義。污水特性及成分污水中的主要成分包括有機(jī)物、無機(jī)物、病原體等，有機(jī)物主要包括碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等，無機(jī)物主要包括氮、磷、鉀等。不同的污水來源，其成分和性質(zhì)也存在差異，例如生活污水含有大量的有機(jī)物，工業(yè)污水則含有大量的重金屬、有毒有害物質(zhì)等。生化處理的基本原理1微生物代謝微生物利用有機(jī)物作為能量來源和碳源，并將其分解為二氧化碳、水和新的細(xì)胞物質(zhì)。2生物降解污水中的有機(jī)物被微生物分解成更簡單的物質(zhì)，例如二氧化碳和水。3污水凈化通過微生物的代謝和降解作用，污水中污染物被去除，水質(zhì)得到改善。生化處理利用微生物的新陳代謝來降解污水中的有機(jī)物，實現(xiàn)污水凈化。此過程涉及一系列復(fù)雜的生物化學(xué)反應(yīng)，包括微生物的吸附、氧化還原、合成和分解等。污水生物處理的特點11.高效去除污染物微生物可以將污水中的有機(jī)物分解，轉(zhuǎn)化為無機(jī)物，有效降低污水中的COD、BOD等指標(biāo)。22.經(jīng)濟(jì)效益顯著生物處理工藝成本相對較低，而且可以產(chǎn)生沼氣等副產(chǎn)物，進(jìn)一步降低處理成本。33.環(huán)境友好生物處理過程不會產(chǎn)生二次污染，對環(huán)境的影響較小，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。44.適用范圍廣生物處理技術(shù)可以應(yīng)用于不同類型的污水，包括生活污水、工業(yè)廢水等。厭氧生物處理的基本原理有機(jī)物降解厭氧生物處理利用微生物在無氧條件下將有機(jī)物降解為甲烷、二氧化碳和少量其他物質(zhì)的過程。水解酸化首先，復(fù)雜有機(jī)物被水解為簡單的有機(jī)酸、醇類和氨基酸等。產(chǎn)酸發(fā)酵然后，這些簡單的有機(jī)物被產(chǎn)酸菌分解為乙酸、丙酸、丁酸等揮發(fā)性脂肪酸，并釋放出二氧化碳、氫氣和硫化氫等。產(chǎn)甲烷最后，產(chǎn)甲烷菌利用乙酸和氫氣等物質(zhì)生成甲烷，并釋放出二氧化碳和水。厭氧生物處理的生理特性微生物群落厭氧生物處理主要依賴于各種厭氧微生物的協(xié)同作用，它們共同構(gòu)成一個復(fù)雜的微生物群落。這些微生物包括水解菌、產(chǎn)酸菌、產(chǎn)甲烷菌等，每個類型都具有獨特的生理特性，共同完成有機(jī)物的降解。代謝過程厭氧生物處理過程涉及一系列復(fù)雜的代謝反應(yīng)，主要包括水解、酸化、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸和甲烷化四個階段。每個階段都有不同的微生物參與，最終將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳和水等無機(jī)物。厭氧反應(yīng)器的類型和工藝參數(shù)上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)污水從底部進(jìn)入反應(yīng)器，通過厭氧顆粒污泥床，流出反應(yīng)器。具有高負(fù)荷、體積小、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點。厭氧濾池(AF)污水通過填料層，厭氧微生物附著在填料上，進(jìn)行厭氧降解。具有填料易堵塞、處理效果較差等缺點。厭氧膜反應(yīng)器(AMBR)將膜分離技術(shù)與厭氧反應(yīng)器結(jié)合，具有高效率、低能耗、占地面積小等優(yōu)點。厭氧膨脹床反應(yīng)器(EGSB)污水從底部進(jìn)入反應(yīng)器，通過厭氧顆粒污泥床，并在反應(yīng)器中膨脹。具有處理效率高、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點。厭氧反應(yīng)器的構(gòu)造及工藝流程1進(jìn)水系統(tǒng)進(jìn)水系統(tǒng)將污水輸送至反應(yīng)器，確保均勻分布。2反應(yīng)器反應(yīng)器是厭氧消化發(fā)生的主要區(qū)域，通常采用上流式或下流式。3出水系統(tǒng)出水系統(tǒng)將消化后的污水排出，并進(jìn)行后續(xù)處理。4沼氣收集系統(tǒng)沼氣收集系統(tǒng)收集產(chǎn)生的沼氣，用于能源回收或其他用途。厭氧反應(yīng)器的操作管理溫度控制厭氧消化過程最適溫度為35°C，需要根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整。pH值控制厭氧消化過程的最佳pH值為6.8-7.2，需要定期監(jiān)測和調(diào)節(jié)。進(jìn)水流量控制需要根據(jù)反應(yīng)器的容積和有機(jī)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保進(jìn)水流速均勻。定期維護(hù)定期清理反應(yīng)器內(nèi)的污泥，防止堵塞，確保設(shè)備正常運(yùn)行。厭氧反應(yīng)器的主要問題及解決措施常見問題產(chǎn)酸階段酸化過快，導(dǎo)致pH下降產(chǎn)甲烷階段甲烷菌活性下降污泥膨脹，導(dǎo)致反應(yīng)器運(yùn)行不穩(wěn)定反應(yīng)器負(fù)荷過高，影響處理效果解決措施控制進(jìn)水負(fù)荷，避免沖擊負(fù)荷調(diào)整進(jìn)水pH值，保持最佳反應(yīng)條件定期排泥，維持良好污泥濃度優(yōu)化反應(yīng)器工藝參數(shù)，提高處理效率沼氣的回收與利用沼氣是厭氧消化過程中產(chǎn)生的可燃性氣體，主要成分是甲烷。沼氣可以作為清潔能源，用于發(fā)電、供熱、以及燃料等方面，可以有效減少對化石燃料的依賴。沼氣回收和利用可以為污水處理廠帶來經(jīng)濟(jì)效益，同時也能減少碳排放。厭氧生物處理的優(yōu)缺點優(yōu)點處理成本低，能耗低，且能回收沼氣，可作為能源利用，可減少污泥產(chǎn)量，節(jié)省土地資源，提高污水處理效率。缺點對污水水質(zhì)要求較高，處理時間較長，對溫度變化較為敏感，易受有毒物質(zhì)影響，對污泥的處理需要考慮。厭氧生物處理在污水處理中的應(yīng)用11.生活污水處理厭氧處理適用于生活污水預(yù)處理，有效去除有機(jī)物，降低后續(xù)好氧處理負(fù)荷。22.工業(yè)廢水處理對高濃度有機(jī)廢水，厭氧處理可有效降解，提高廢水可生化性，減少污泥產(chǎn)量。33.農(nóng)業(yè)廢水處理厭氧處理適用于畜禽養(yǎng)殖廢水、農(nóng)業(yè)種植廢水，可有效降低污染負(fù)荷，減少資源浪費。44.污泥消化處理厭氧消化可有效降解污泥中的有機(jī)物，減輕污泥體積，并產(chǎn)生沼氣，實現(xiàn)資源化利用。全厭氧工藝的特點高效率全厭氧工藝可將污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣，效率高，資源利用率高。節(jié)能環(huán)保全厭氧工藝不需要額外的曝氣，節(jié)約能源，降低運(yùn)行成本。減少污染全厭氧工藝可有效去除污水中的有機(jī)物和氮磷等污染物。沼氣利用沼氣可作為能源，用于發(fā)電、供熱等，實現(xiàn)資源化利用。全厭氧工藝在污水處理中的應(yīng)用城市污水處理全厭氧工藝可有效去除城市污水中的有機(jī)物，降低污水中的BOD和COD，提高污水水質(zhì)。工業(yè)污水處理全厭氧工藝適用于高濃度有機(jī)廢水，如造紙廢水、食品加工廢水、制藥廢水等。農(nóng)業(yè)污水處理全厭氧工藝可處理畜禽養(yǎng)殖廢水，減少污染物排放，保護(hù)環(huán)境。全厭氧工藝的主要設(shè)備厭氧消化池主要處理單元，用于厭氧微生物降解有機(jī)物。混合攪拌器攪拌混合污水和污泥，確保厭氧消化過程的效率。沼氣收集系統(tǒng)收集厭氧消化過程產(chǎn)生的沼氣，用于發(fā)電或供熱。固液分離設(shè)備分離消化后的污泥和水，回收沼氣和脫水后的污泥。全厭氧工藝的運(yùn)行管理工藝參數(shù)控制定期監(jiān)測和調(diào)整pH值、溫度、進(jìn)水流量等參數(shù)，以確保工藝穩(wěn)定運(yùn)行，并及時發(fā)現(xiàn)和解決潛在問題。關(guān)注進(jìn)水水質(zhì)的變化，例如COD、氨氮等指標(biāo)波動，并根據(jù)實際情況采取相應(yīng)措施。設(shè)備維護(hù)定期對厭氧反應(yīng)器、泵、閥門等設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，保證其正常運(yùn)行。及時更換或維修損壞的設(shè)備，確保工藝的穩(wěn)定性和安全性。全厭氧工藝的經(jīng)濟(jì)性分析全厭氧工藝其他工藝投資成本低投資成本高運(yùn)行成本低運(yùn)行成本高能耗低能耗高污泥產(chǎn)量少污泥產(chǎn)量多全厭氧工藝相比其他工藝，具有投資成本低、運(yùn)行成本低、能耗低、污泥產(chǎn)量少等經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。該工藝在污水處理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。污水處理未來發(fā)展趨勢智能化管理通過傳感器、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等技術(shù)，實現(xiàn)污水處理過程的實時監(jiān)測和智能控制。資源化利用將污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可再生能源，如沼氣、生物燃料等，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。生態(tài)化修復(fù)采用生態(tài)修復(fù)技術(shù)，例如人工濕地、生態(tài)溝渠等，構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)，提高污水處理效率。綠色環(huán)保減少化學(xué)試劑的使用，降低能耗，減少污泥產(chǎn)量，實現(xiàn)污水處理的綠色化發(fā)展。污水處理新技術(shù)研究膜生物反應(yīng)器技術(shù)膜生物反應(yīng)器技術(shù)結(jié)合膜分離技術(shù)和生物處理技術(shù)，可以有效地去除污水中的污染物，提高污水處理效率。厭氧氨氧化技術(shù)厭氧氨氧化技術(shù)利用微生物將氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣，無需外加氧氣，降低能耗，減少污泥產(chǎn)量。生物炭吸附技術(shù)生物炭具有良好的吸附性能，可以有效地去除污水中的有機(jī)物和重金屬，并可用于改良土壤。納米材料技術(shù)納米材料具有高比表面積、良好的催化活性等特點，在污水處理中具有廣泛的應(yīng)用前景。實驗室實驗操作要點1準(zhǔn)備階段準(zhǔn)備實驗所需儀器和試劑，并確保儀器完好無損，試劑濃度準(zhǔn)確。檢查儀器功能配制試劑溶液做好實驗記錄2操作階段按照實驗步驟進(jìn)行操作，保持操作規(guī)范，細(xì)致謹(jǐn)慎，并做好實驗記錄和觀察。嚴(yán)格按照實驗步驟進(jìn)行操作及時記錄實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象注意安全操作規(guī)范3整理階段實驗結(jié)束后，及時清理實驗臺，將儀器和試劑歸位，并做好實驗報告。清理實驗臺清洗儀器整理實驗記錄實驗室實驗數(shù)據(jù)分析與討論數(shù)據(jù)整理數(shù)據(jù)整理包括對實驗數(shù)據(jù)的校正、計算和圖表制作，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。數(shù)據(jù)分析對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，包括平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、方差分析等，找出規(guī)律性和差異性。結(jié)果討論將實驗結(jié)果與理論知識、文獻(xiàn)資料進(jìn)行對比分析，得出結(jié)論并提出相應(yīng)的建議。結(jié)論總結(jié)對實驗結(jié)果進(jìn)行歸納總結(jié)，得出實驗的意義和價值，并提出進(jìn)一步研究方向。實驗室實驗報告撰寫1實驗?zāi)康暮驮砬宄U述實驗?zāi)繕?biāo)和所基于的科學(xué)原理2實驗步驟和數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄實驗過程和獲得的原始數(shù)據(jù)3數(shù)據(jù)分析和討論對實驗結(jié)果進(jìn)行分析，得出結(jié)論并解釋結(jié)果4結(jié)論和建議總結(jié)實驗結(jié)論，并提出進(jìn)一步研究建議撰寫實驗室實驗報告時，要遵循科學(xué)性、準(zhǔn)確性、完整性和規(guī)范性的原則。課程總結(jié)厭氧生物處理厭氧生物處理是一種重要的污水處理技術(shù)，在污水處理中發(fā)揮著重要作用。污水處理工藝厭氧生物處理工藝包括厭氧消化、厭氧過濾、厭氧膜生物反應(yīng)器等。污水處理應(yīng)用厭氧生物處理技術(shù)廣泛應(yīng)用于城市污水處理、工業(yè)廢水處理等領(lǐng)域。相關(guān)參考文獻(xiàn)污水處理廠概述污水處理廠的建設(shè)和運(yùn)行，對改善環(huán)境質(zhì)量和保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要意義。污水處理工藝污水處理工藝的種類很多，不同的工藝適用于不同