有机污水处理工艺技术

Posted 2023-01-14 阶段

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有机污水处理工艺技术介绍

在生物处理中，废水中的有机物作为微生物的营养源被微生物利用，最终分解为稳定的无机物或合成细胞物质而以污泥物态由水中分离，从而使废水得到净化。在好氧处理工艺中，微生物通过利用氧气将有机污染物氧化为CO2和微生物的细胞物质（污泥）。随着氧化分解过程，大量能量被释放，用于微生物降解有机物转化为细胞物质，即好氧污泥；而厌氧处理工艺则是在无氧的条件下，大多数有机污染物的能量转化为甲烷的形式，结果只有很少部分用于合成细胞物质，而产生的沼气可作为热能被再利用。因此从生物反应的原理上，显而易见，厌氧处理存在很大的优势。

整个厌氧过程分为水解、发酵、产乙酸产氢阶段、产甲烷阶段。

1.水解阶段

高分子有机物因相对分子量巨大，不能透过细胞膜，因此不可能为细菌直接利用。因此它们在第一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白酶分解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。

2.发酵（或酸化）阶段

在这一阶段，上述小分子的化合物在发酵细菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸（简写为VFA）、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等。与此同时，酸化细菌也利用部分物质合成新的细胞物质，因此未经酸化废水厌氧处理时会产生更多的剩余污泥。酸化菌对pH有很大的容忍性，产酸可在pH到4的条件下进行，产甲烷菌则有它自己的最佳pH：6.5～7.5，超出这个范围则转化速度将减慢。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。

3.产乙酸产氢阶段

在此阶段，上一阶段的产物被进一步降解为乙酸（又称醋酸）、氢和二氧化碳，这是最终产甲烷反应的反应底物。

4.产甲烷阶段（最高的阶段）

产甲烷菌是一种严格的厌氧微生物，与其它厌氧菌比较，其氧化还原电位非常低（<-330mV）。

【有机污水处理工艺技术特点】

1、无需曝气，节省用电。理论上讲，好氧曝气去除1kgBOD需要耗电1.67kWh,而通过厌氧处理，可以节约电耗80％。

2、产生有价值的能源——沼气。理论上讲，厌氧降解1kgCOD可以产生0.4～0.5m3沼气，每m3沼气的燃烧热值大约为23000～27000kJ/ m3,如用于发电，1立方米沼气可发电1.50～1.80度。

3、产生污泥量少，颗粒污泥同时是有价值的接种产品。通常好氧去除1kgBOD产生0.4kg很难处理的好氧污泥；而厌氧去除1kgCOD只产生0.05kg左右的厌氧污泥，而且无需处理，可以作为有价值的种泥商品。

4、由于合成新生细胞少，合成细胞所需的氮、磷营养盐也少。好氧反应对氮、磷的需求比例是：BOD:N:P=100:5:1,而厌氧反应对应的比例为：BOD:N:P=300:5:1。

5、处理容积负荷高，占地小。

6、抗冲击负荷性强。

7、一般好氧法处理氨氮大约在30%左右，而好氧与厌氧结合氨氮的处理能力可以达到80%左右。

虽然厌氧在处理高浓度有机废水方面具有较大优势,但是它同时也存在一定的缺点,如运行启动时间较长,需要较高的管理水平,容易产生臭味，特别是对于规模较小的工业处理工程更是如此。但是在厌氧反应中可以放弃反应时间长、控制条件要求高的甲烷发酵阶段，将反应控制在酸化阶段，这样较之全过程的厌氧反应具有以下优点：

（1）由于反应控制在水解、酸化阶段反应迅速，故水解池体积小；

（2）不需要收集产生的沼气，简化了结构，降低了造价，便于维护；

（3）对于污泥的降解功能完全和消化池一样，产生的剩余污泥量少。

（4）油脂分子在水解酶作用下生成甘油与脂肪酸，大分子有机物被分解为小分子物质，经水解反应后废水中的溶解性COD增加，可生化性提高，有利于微生物对基质的摄取，在微生物的代谢过程中减少了一个重要环节，这将加速有机物的降解，为后续生物处理创造更为有利的条件。

因此选择水解酸化作为生化反应的预处理。为了增加污泥与废水的接触面积，提高酸化效果，可在水解池放置软性填料。()