厌氧生物处理的基本原理2在线视频

影响厌氧消化过程的因素有多种

主要来说是温度、pH值、氧化还原电位、营养物质、有机负荷和有毒物质

温度对厌氧卫生物微生物的影响非常明显

在前面也讲过温度对好氧微生物的影响

对厌氧细菌来说，跟好氧细菌不一样的是它是有两个温度段的

它可以分为嗜热菌或者称为高温菌，和嗜温菌或者称为中温菌

相应地，厌氧消化分为：高温消化，一般是55℃有的时候可以到65℃

或者是中温消化，一般是在35℃

从这个图上我们可以看到，很明显的对于厌氧细菌来说是两个明显的温度段

一个是在35℃-38℃之间，一个是在55℃-65℃之间

高温厌氧消化的反应速率肯定是比中温的消化速率要快

一般是它的1.5-1.9倍

同时也有研究表明，高温条件下，气体中的甲烷含量比较低

这里我们特别留了一个思考题，为什么？

请大家通过研究甲烷和二氧化碳在水和气体中不同的溶解度

特别是在不同的温度下，在水或气体中的溶解度的不一样来分析

当处理含有一些病原菌或者是一些寄生虫卵的有机废弃物的时候

采用高温消化可以取得比较好的卫生效果

能够对这些病菌或者是寄生虫卵有很好的杀灭的作用

第二个影响因素是pH值和碱度

对于pH值来说，对厌氧细菌特别是其中的产甲烷细菌有非常大的影响

产甲烷细菌严格的来说，它最适的pH值范围是6.8-7.2

在工程上，我们可以稍微放宽一点，可以在6.5-8.0之间

当pH值小于6.5或者是大于8.2以后，产甲烷菌就会受到严重的抑制

它可能导致整个消化过程的恶化

但是厌氧体系中的pH值实际上是受多种因素的影响

其中包括进水的pH值、进水的水质，包括有机物的浓度、有机物的种类

还有整个反应过程中间的一些生化反应、以及整个体系的酸碱平衡

所以，我们可以发现厌氧体系或者或者厌氧的反应器内实际上是一个pH值的缓冲体系

主要是由碳酸盐体系来控制

但是系统中间有很多的生化反应，我们前面也刚刚讲过

厌氧过程分为两个阶段：第一个阶段是酸性厌氧阶段，它主要是指把一些有机物

这些有机物通常都是中性的有机物，最后变成了酸性的挥发酸

这样的话，pH值必然会受到影响

第二个阶段是产甲烷阶段，产甲烷阶段能够将

第一个阶段的挥发酸或者是有机酸转变为甲烷和二氧化碳这种气体

因此的话，它又会使pH值能够得到一定程度的恢复

因此在厌氧体系中间pH值的变化，pH值对微生物的影响是一个复杂的过程

碱度呢，它的作用是在厌氧体系中间提供一定的缓冲能力

因此，我们在实际运行过程中间

需要在厌氧体系中间维持足够的碱度使它对pH值有一定的缓冲能力

所以厌氧体系一般来说是怕酸不怕碱

指的是酸化对它的影响非常的大

一旦酸化，就需要很长的时间才能得以恢复

而稍微的偏碱一点，可能它还能够直接的恢复

第三个影响因素是氧化还原电位

严格的产甲烷细菌是对氧化还原电位有非常严格的要求

一般来说，可以要求在-150到-400mV以下

一些其他的非产甲烷菌，比如说前面我们说的产酸细菌、水解细菌、或者是产氢产乙酸细菌

它们要求的氧化还原电位稍微的宽松一点

可以在+100到-100mV的情况下，进行正常的生长活动

第四个影响因素是营养的要求

厌氧微生物对氮和磷等营养物的要求要低于好氧微生物

它通常要求COD:N:P=400:5:1

但是，多数的厌氧菌不具有合成一些必要的维生素或者是氨基酸的功能

所以有的时候需要特别的投加

同时，它们对一些金属元素，特别是一些微量的金属元素的要求比较高

微量金属元素通常有镍、钴、钼、铁等

这里给大家留一个作业题

请大家通过理论计算去证明厌氧微生物所要求的COD:N:P的比值是400:5:1

第五个影响因素是有机负荷

厌氧生物处理的有机负荷比较高

有的时候，我们用所谓的容积负荷来说的话，它可以达到5-10kgCOD/(m3·d)

这里所说的，每立方米是指的反应器的体积

甚至可以达到50-80kgCOD/(m3·d)

它主要的原因跟好氧条件下相比，它没有传氧的限制，同时它可以有更高的生物量

但是在厌氧过程中间，有机负荷也是需要非常慎重地来选择

因为我们前面所说的两个阶段，产酸和发酵阶段，以及产甲烷阶段

产酸阶段的反应速率通常会高于产甲烷的阶段

两者的平衡就非常需要精确的控制

否则会导致前一段的反应速率过快导致大量酸的积累，使反应器出现酸化

当然高的容积负荷，它的前提是高的生物量，那么相应的污泥负荷还是相对比较低的

高的有机溶剂负荷可以（通过）缩短反应器的水力停留时间，可以减少反应器的容积（来实现）

第六个影响因素是一些有毒的物质，也就是一些抑制性的物质

这里主要有硫化物（或者是硫酸盐）、还有氨氮、重金属、氰化物

和一些特殊的有毒有害的有机物

跟好氧生物处理相比，厌氧生物处理的主要特征体现在两个方面

一个是跟它相比，有优势的地方

主要的优点是能耗比较低，因为它不需要供氧，不需要曝气

它不仅不需要导气，还可以回收一定的生物能

这个生物能是沼气，或者是沼气中的甲烷

现在我们利用甲烷可以发电，可以驱动汽车

第二个是它污泥的产量非常低

跟好氧微生物相比要低很多。主要的原因是为什么呢？

是因为厌氧微生物的增殖速率或者说是它的产率系数低

这里面也提到一个问题，为什么厌氧微生物的增殖速率低？

为什么厌氧微生物的产率系数低？

请大家回去作为一个思考题

厌氧微生物还有可能对好氧生物处理不能降解的一些有机物进行部分的降解，或者说是进行降解。

废水生物处理的主要缺点呢，也很明显

第一个是它反应过程比较复杂

我们前面已经讲过，厌氧消化过程可以分为三阶段、四阶段甚至有人分的更多

在不同的阶段之间，有不同的功能的微生物的协同工作比较困难

第二点是厌氧细菌特别是其中的产甲烷细菌对温度、pH值等环境条件非常敏感

第三个是厌氧生物处理的出水水质通常比较差

特别是对其中的氨氮基本上不会有去除的效果

需要进一步采用好氧法对它进一步处理

第四个是它的气味比较大

原因是在于其中一些含硫的有机物会被转化成硫化氢或者是其他的硫化物

甚至是有的时候会生成硫醇，这样的一些味道比较大的物质

这一节的内容就到这。谢谢