废水厌氧生物处理沼气成分
Ⅰ 污水处理厌氧生物处理的影响因素有哪些
⑴
能耗较低:因为厌氧生物处理不需要供氧,能源消耗约为好氧活性污泥法的1/10,还能产生具有较高热值的甲烷气(CH4)。每去除1gCODcr可以产生0.35标准升甲烷或0.7标准升沼气。沼气的热值为22.7KJ/L,甲烷的热值为39300KJ/m3,一般天然气的热值为34300KJ/m3
。
⑵
污泥产量低:因为厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多,好氧生物处理系统每处理1kgCODcr产生的污泥量为0.25~0.6kg,而厌氧生物处理系统每处理1kgCODcr产生的污泥量只有0.02~0.18kg。
⑶可对好氧生物处理系统不能降解的一些大分子有机物进行彻底降解或部分降解。
⑷
厌氧微生物对温度、PH等环境因素的变化更为敏感,运行管理好厌氧生物处理系统的难度较大。
⑸
水温适应广:好氧处理水温在10~35℃之间,当高温时就需采取降温措施;而厌氧处理水温适应广泛,分低温厌氧(10~30℃)、中温厌氧(30~40℃)和高温厌氧(50~60℃)。
Ⅱ 废水的厌氧生物处理方法有哪些厌氧处理的原理是什么
厌氧消化具有下列优点:无需搅拌和供氧,动力消耗少;能产生大量含甲烷的沼气,是很好的能源物质,可用于发电和家庭燃气;可高浓度进水,保持高污泥浓度,所以其溶剂有机负荷达到国家标准仍需要进一步处理;初次启动时间长;对温度要求较高;对毒物影响较敏感;遭破坏后,恢复期较长。污水厌氧生物处理工艺按微生物的凝聚形态可分为厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法。厌氧活性污泥法包括普通消化池、厌氧接触消化池、升流式厌氧污泥床(upflow anaerobic sludge blanket,UASB)、厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)等;厌氧生物膜法包括厌氧生物滤池、厌氧流化床和厌氧生物转盘。
一般来说,废水中复杂有机物物料比较多,通过厌氧分解分四个阶段加以降解:
(1)水解阶段:高分子有机物由于其大分子体积,不能直接通过厌氧菌的细胞壁,需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。废水中典型的有机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖,淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖,蛋白质被分解成短肽和氨基酸。分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分解。答案来自环保通。
(2)酸化阶段:上述的小分子有机物进入到细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外,这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸(VFA),同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生。
(3)产乙酸阶段:在此阶段,上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。
(4)产甲烷阶段:在这一阶段,乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。这一阶段也是整个厌氧过程最为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。
Ⅲ 沼气的主要成分是______,是各种废料如树叶、人畜粪便等在______条件下被厌氧微生物如______分解产生的.
人粪尿无害化处理的方式主要有建沼气池、高温堆肥和建生态厕所,生内态厕所的地下设有沼容气池.生产沼气的原理是:沼气池里的人粪尿、禽畜粪尿和农作物秸秆中含有很多有机物,可以被甲烷细菌利用,在无氧的条件下通过呼吸作用(或发酵;或无氧呼吸),把其中的有机物分解,产生可燃性的甲烷气体(沼气),可用于照明、取暖等,是一种清洁的能源.还可以利用呼吸作用释放能量形成的高温杀死人粪尿中的各种病菌和虫卵,从而达到无害的目的.
而在无氧的条件下,酵母菌能进行发酵分解葡萄糖产生酒精和二氧化碳.
故答案为:甲烷;无氧;甲烷菌;无氧;酵母菌
Ⅳ 沼气的主要成分是什么
城市有机垃圾、污水处理厂的污泥、农村的人畜粪便、作物秸秆等,皆可做产生沼气的原料。细菌分解有机物的过程,大体分为两个阶段:1.将复杂的高分子有机物质转化为低分子的有机物,例如乙酸、丙酸、丁酸等;2.将第一阶段的产物转化为甲烷和二氧化碳。
沼气原理图在上述过程中,起发酵分解作用的是多种细菌共同作用的结果。为了使沼气发酵持续进行,必须提供和保持沼气发酵中各种微生物所需的生活条件。产生甲烷的细菌是厌氧的,少量的氧也会严重影响其生长繁殖,这就需要一个能隔绝氧的密闭消化池。温度在厌氧消化过程中是一个重要因素,甲烷菌能在0℃~80℃的温度范围内生存,有分别适应低温(20℃)、中温(30℃)、高温(50℃)的各类细菌,最适宜的繁殖温度分别为15℃、35℃、53℃左右。甲烷菌生长繁殖最适宜的pH值约为7.0~7.5,超出此范围,厌氧消化的效率就会降低。在厌氧消化过程中担负废弃物发酵作用的细菌,还需要氮、磷和其他营养物质。投入沼气池的原料比例,大体上要按照碳氮比等于20∶1~25∶1。此外,还应控制影响沼气发酵的有害物质浓度。
沼气的主要成分是甲烷,约占所产生的各种气体的60%~80%。甲烷是一种理想的气体燃料,它无色无味,与适量空气混合后即可燃烧。每立方米纯甲烷的发热量为34000焦耳,每立方米沼气的发热量约为20800~23600焦耳。即1立方米沼气完全燃烧后,能产生相当于0.7千克无烟煤提供的热量。目前,世界各国已经开始将沼气用作燃料和用于照明。用沼气代替汽油、柴油,发动机器的效果也很好。将它作为农村的能源,具有许多优点。例如,修建一个平均每人l~1.5平方米的发酵池,就可以基本解决一年四季的燃柴和照明问题;人、畜的粪便以及各种作物秸秆、杂草等,通过发酵后,既产生了沼气,还可作为肥料,而且由于腐熟程度高使肥效更高,粪便等沼气原料经过发酵后,绝大部分寄生虫卵被杀死,可以改善农村卫生条件,减少疾病的传染。现在,沼气的应用正在各国广大农村推广,沼气能源的开发利用的普及等方面,已经取得了较好的成绩。
世界上一些发达国家,也正在进行利用微生物厌氧消化农场废物、生产甲烷的较大规模试验。英国建立了甲烷的自动化工厂。
据估计,在英国,利用人和动物的各种有机废物,通过微生物厌氧消化所产生的甲烷,可以替代整个英国25%的煤气消耗量。苏格兰已设计出一种小型甲烷发动机,可供村庄、农场或家庭使用。美国一牧场兴建了一座工厂,主体是一个宽30米、长213米的密封池组成的中烷发酵结构,它的任务是把牧场厩肥和其他有机废物,由微生物转变成甲烷、二氧化碳和干燥肥料。这座工厂每天可处理1650吨厩肥,每日可为牧场提供11.3万立方米的甲烷,足够1万户家庭使用。目前美国已拥有24处利用微生物发酵的能量转化工程。从世界范围看,利用各种微生物协同作用生产甲烷的研究和应用,正处于方兴未艾的阶段。
近年来,中国沼气事业已获得了迅速的发展,沼气池总数已达到1500多万个。在四川、浙江、江苏、广东、上海等省、市农村,有些地方除用沼气煮饭、点灯外,还办起了小型沼气发电站,利用沼气能源作动力进行脱粒、加工食料、饲料和制茶等,闯出了用“土”办法解决农村电力问题的新路子。专家们认为,21世纪,沼气在农村之所以能够成为主要能源之一,是因为它具有不可比拟的特点,特别是在中国的广大农村,这些特点就更为显著了。1.沼气能源在中国农村分布广泛,潜力很大,凡是有生物的地方都有可能获得制取沼气的原料,所以沼气是一种取之不尽,用之不竭的再生能源;2.可以就地取材,节省开支。沼气电站建在农村,发酵原料一般不必外求。兴办一个小型沼气动力站和发电站,设备和技术都比较简单,管理和维修也很方便,大多数农村都能办到。
据调查对比,小型沼气电站每千瓦投资只要400元左右,仅为小型水力电站的1/2~1/3,比风力、潮汐和太阳能发电低得多。小型沼气电站的建设周期短,只要几个月时间就能投产使用,基本上不受自然条件变化的影响。采用沼气与柴油混合燃烧,还可以节省17%的柴油。中国地广人多,生物能资源丰富。研究表明,21世纪,无论在农村还是城镇,都可以根据本地的实际情况,就地利用粪便、秸秆、杂草、废渣、废料等生产的沼气来发电。
Ⅳ 沼气发酵系统对养殖废水的处理主要是好氧还是厌氧过程
沼气发酵系统对养殖废水的处理好氧还是厌氧过程的选择合理选择。
好版氧生物处理由于去除率高,权一般都作为最终处理,因此运行管理以保障出水达标为目的。运行管理中关键是确保充足的供氧和污泥性能良好,并通过加强水质调节和对高浓度污水进行稀释保证好氧处理系统进水水质水量的稳定。好氧生物处理对溶解氧的要求较高,但对温度、pH值的适应范围较宽。好氧生物处理一般污泥产量较大,为防止污泥老化,需要及时排除剩余污泥。
厌氧生物处理适合处理高浓度污水,对高浓度污水几乎不需要稀释,由于出水BOD5值偏高(虽然去除率有时很高),因此,厌氧生物处理一般作为预处理,运行控制以稳定运行和对有机污染物、氮和磷的有效去除为目的。厌氧生物处理对温度、pH值、无氧环境要求较高,是运行控制的关键,出水回流有益于保持出水pH值和足够的碱度。产气量和出水pH值变化是厌氧生物处理最关键的控制因素。另外,厌氧生物处理产泥量较低,对营养物的需求比好氧法低,对冲击负荷适应能力较强。
Ⅵ 污水处理厌氧生物处理的主要特点有哪些
⑴ 能耗较低:因为厌氧生物处理不需要供氧,能源消耗约为好氧活性污泥法的1/10,还能产生具有较高热值的甲烷气(CH4)。每去除1gCODcr可以产生0.35标准升甲烷或0.7标准升沼气。沼气的热值为22.7KJ/L,甲烷的热值为39300KJ/m3,一般天然气的热值为34300KJ/m3 。
⑵ 污泥产量低:因为厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多,好氧生物处理系统每处理1kgCODcr产生的污泥量为0.25~0.6kg,而厌氧生物处理系统每处理1kgCODcr产生的污泥量只有0.02~0.18kg。
⑶可对好氧生物处理系统不能降解的一些大分子有机物进行彻底降解或部分降解。
⑷ 厌氧微生物对温度、PH等环境因素的变化更为敏感,运行管理好厌氧生物处理系统的难度较大。
⑸ 水温适应广:好氧处理水温在10~35℃之间,当高温时就需采取降温措施;而厌氧处理水温适应广泛,分低温厌氧(10~30℃)、中温厌氧(30~40℃)和高温厌氧(50~60℃)。
Ⅶ 沼气的主要成分是
沼气的主要成分有甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2),还有少量氢(H2)、一氧化碳(CO)、硫化氢(H2S)等。
Ⅷ 沼气详细成分及比例
沼气是一些有机物质(如秸秆、杂草、树叶、人畜粪便等废弃物)在一定的温度、湿度、酸度条件下,隔绝空气(如用沼气池),经微生物作用(发酵)而产生的可燃性气体。沼气是气体的混合物,其中含甲烷60~70%,此外还含有二氧化碳、硫化氢、氮气和一氧化碳等。它含有少量硫化氢,所以略带臭味。发酵是复杂的生物化学变化,有许多微生物参与。反应大致分两个阶段:(1)微生物把复杂的有机物质中的糖类、脂肪、蛋白质降解成简单的物质,如低级脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氢气和硫化氢等。(2)由甲烷菌种的作用,使一些简单的物质变成甲烷。
要正常地产生沼气,必须为微生物创造良好的条件,使它能生存、繁殖。沼气池必须符合多种条件。首先,沼气池要密闭。有机物质发酵成沼气,是多种厌氧菌活动的结果,因此要造成一个厌氧菌活动的缺氧环境。在建造沼气池时要注意隔绝空气,不透气、不渗水。其次,沼气池里要维持20~40℃,因为通常在这种温度下产气率最高。第三,沼气池要有充足的养分。微生物要生存、繁殖,必须从发酵物质中吸取养分。在沼气池的发酵原料中,人畜粪便能提供氮元素,农作物的秸杆等纤维素能提供碳元素。第四,发酵原料要含适量水,一般要求沼气池的发酵原料中含水80%左右,过多或过少都对产气不利。第五,沼气池的pH值一般控制在7~8.5。
Ⅸ 废水厌氧处理中影响沼气产气率的因素
废水厌氧处理中影响沼气产气率的因素如下:
(1)
适宜的发酵温度
沼气池的温度条件分为:①常温发酵
(也称为低温发酵)10℃~30℃,在这个温度条件下,产气率可为0.15~0.3
m3/m3•d。②
中温发酵
30℃~45℃,在这个温度条件下,池容产气率可达1m3
/m3•d左右。③高温发酵45℃~60℃,在这个温度条件下,池容产气率可达2~2.5
m3/m3•d左右。沼气发酵最经济的温度条件是35℃
,即中温发酵。
(2)适宜的发酵液浓度
发酵液的浓度范围是2~30%
。浓度愈高产气愈多。发酵液浓度在20%以上称为干发酵。
(3)
发酵原料中适宜的碳、氮比例(C:N)
沼气发酵微生物对碳素需要量最多,其次是氮素,我们把微生物对碳素和氮素的需
要量的比值,叫做碳氮比,用
C:N来表示。目前一般采用C:N=25:1。但并不十
分严格,20:1、25:1、30:1都可正常发酵
。
(4)
适宜的酸碱度(pH值)
沼气发酵适宜的酸碱度为pH=6.5~7.5
。pH值响酶的活性,所以影响发酵速率。
(5)
足够量的菌种
沼气发酵中菌种数量多少,质量好坏直接影响着沼气的产量和质量。一般要求达到发酵料液总量的10~30%,才能保证正常启动和旺盛产气。
(6)
厌氧环境
(7)
适宜的搅拌
Ⅹ 简述有机污水厌氧生物处理过程的机理
根据厌氧四阶段来解释
(1)第一阶段:水解、发酵阶段(发酵性细菌)
由厌氧或兼性厌氧发酵性细菌起主要作用。主要功能有两种:(1)水解-在胞外酶的作用下将不溶性有机物水解成可溶性有机物;(2)酸化-将可溶性大分子有机物转化成脂肪酸、醇类等。
这些细菌的水解过程较缓慢,并受多种因素(pH、SRT、有机物种类等)影响,有时会成为厌氧反应的限速步骤。
(2)第二阶段:产氢产乙酸阶段阶段(产氢产乙酸菌)
厌氧或兼性厌氧产氢产乙酸细菌在厌氧消化中的生理功能是将第一阶段的发酵产物如高级脂肪酸和醇类等氧化分解成乙酸、 H2和CO2 ,为产甲烷菌提供合适的基质。
主要的反应过程如下:
CH3CH2COOH +2H2O→CH3COOH+CO2+3H2
CH3CH2OH+H2O→CH3COOH+2H2
(3)第三阶段:耗氢产乙酸阶段阶段(同型产乙酸菌)
同型产乙酸菌,它们既能利用H2、CO2生成乙酸,也能代谢糖类生成乙酸。
2CO2+4H2→CH3COOH+2H2O
C6H12O6→3CH3COOH
(4)第四阶段:产甲烷阶段(耗乙酸产甲烷菌、耗氢产甲烷菌)
由严格厌氧的产甲烷菌群来完成,其主要功能是将产乙酸菌的产物乙酸、甲醇、甲胺、H2/CO2等转化为CH4和CO2 。
生成CH4的主要反应如下:
CH3COOH→CH4+CO2
CH3COONH4+H2O→CH4+NH4HCO3
4H2+CO2→CH4+2H2O
4HCOOH→CH4+3CO2+2H2O
4CH3OH→3CH4+CO2+2H2O
在此过程中,可降解的有机物逐渐被厌氧菌群分解利用,产生沼气,有机氮被分解形成氨氮,有机分解形成磷酸盐,导致厌氧消化液的高氨氮高磷特性。