厭氧微生物學(xué)與污水處理

厭氧微生物學(xué)與污水處理2021年12月精選ppt厭氧微生物學(xué)與污水處理1、厭氧微生物學(xué)2、廢水厭氧生物處理的生物化學(xué)原理3、影響厭氧生物處理的環(huán)境因素4、厭氧生物處理的廢水特征5、生物脫氮除磷6、厭氧生物處理工藝7、生物制氫8、硫酸鹽復(fù)原菌厭氧生物處理廢水9、廢水厭氧生物處理中的共基質(zhì)代謝和種間協(xié)同代謝作用10、難降解有機(jī)物的厭氧生物降解11、厭氧生物處理的研究和分析方法精選ppt1、厭氧微生物學(xué)1.1厭氧消化原理1967年，布賴恩特(Bryant)報(bào)告認(rèn)為消化經(jīng)歷四個(gè)階段：先是水解階段，固態(tài)有機(jī)物被細(xì)菌的胞外酶所水解；第二個(gè)階段是酸化；在第三階段乙酸化階段。進(jìn)入甲烷化階段之前，代謝中間液態(tài)產(chǎn)物都要乙酸化，稱乙酸化階段；第四階段是甲烷化階段。精選ppt精選ppt精選ppt厭氧生物處理過(guò)程又稱厭氧消化，是在厭氧條件下由多種微生物的共同作用，使有機(jī)物分解生成ＣＨ4和ＣＯ2的過(guò)程。整個(gè)過(guò)程可以分為三個(gè)階段：第一階段是復(fù)雜有機(jī)物在發(fā)酵細(xì)菌(產(chǎn)酸細(xì)菌)作用下進(jìn)行水解和發(fā)酵。例如，多糖先水解為單糖，再通過(guò)酵解途徑進(jìn)一步發(fā)酵成乙醇和脂肪酸，如丙酸、丁酸、乳酸等；蛋白質(zhì)那么先水解為氨基酸，再經(jīng)脫氨基作用產(chǎn)生脂肪酸和氨。第二階段稱為產(chǎn)氫，產(chǎn)乙酸階段,是由一類專門的細(xì)菌，稱為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌，將丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等轉(zhuǎn)化為乙酸,Ｈ2和ＣＯ2。第三階段稱為產(chǎn)甲烷階段，由產(chǎn)甲烷細(xì)菌利用乙酸和Ｈ2,ＣＯ2產(chǎn)生ＣＨ4。精選ppt細(xì)菌分為不產(chǎn)甲烷菌和產(chǎn)甲烷菌不產(chǎn)甲烷菌包括三類：發(fā)酵細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌和同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌精選ppt1.2不產(chǎn)甲烷菌及其作用1.2.1發(fā)酵細(xì)菌發(fā)酵細(xì)菌是一個(gè)非常復(fù)雜的混合細(xì)菌群，主要屬于專性厭氧細(xì)菌，包括梭菌屬、丁酸弧菌屬和真細(xì)菌屬等。該類細(xì)菌可以在厭氧條件下將多種復(fù)雜有機(jī)物水解為可溶性物質(zhì)，并將可溶性有機(jī)物發(fā)酵，主要生成乙酸、丙酸、丁酸、H2和CO2，所以也有人稱其為水解發(fā)酵細(xì)菌和產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌。精選ppt1.2.1.1發(fā)酵細(xì)菌種類、數(shù)量和營(yíng)養(yǎng)發(fā)酵細(xì)菌是復(fù)雜的混合菌群、主要包括纖維素分解菌、半纖維素分解菌、淀粉分解菌、脂肪分解菌、蛋白質(zhì)分解菌等。1976年曾報(bào)道了18個(gè)屬的51種。到目前為止，已研究過(guò)的就有幾百種，在中溫消化過(guò)程中，有梭狀芽孢桿菌屬、擬桿菌屬、丁酸弧菌屬、真細(xì)菌屬、雙歧桿菌屬和螺旋體等屬的細(xì)菌；在高溫厭氧消化器中，有梭菌屬和無(wú)芽孢的革蘭氏陰性桿菌。在中溫發(fā)酵的水污泥中，每毫升中發(fā)酵細(xì)菌的數(shù)量為108－109個(gè)，而以每克揮發(fā)性固體計(jì)算含1010－1011個(gè)。精選ppt發(fā)酵細(xì)菌利用基質(zhì)中存在的碳水化合物作為生長(zhǎng)的能源物質(zhì)，有些利用基質(zhì)代謝的中間產(chǎn)物，如乳酸鹽、甘油或碳水化合物的水解產(chǎn)物。有些發(fā)酵細(xì)菌利用化合物作為能源表現(xiàn)出多樣性，如溶纖維丁酸弧菌和棲瘤擬桿菌常發(fā)酵糖苷、多糖類和其他許多糖類。少數(shù)發(fā)酵細(xì)菌利用氨基酸、多肽作為生長(zhǎng)的主要能源。有些發(fā)酵細(xì)菌利用化合物具有專一性，如嗜淀粉擬桿菌，僅利用淀粉和淀粉的水解產(chǎn)物、糊精、麥芽糖。精選ppt1.2.1.2發(fā)酵細(xì)菌的功能和生存環(huán)境發(fā)酵細(xì)菌在厭氧消化中起著特別重要的作用?！?〕將大分子不溶性有機(jī)物水解成小分子的水溶性有機(jī)物，水解作用是在水解酶的催化作用下完成的。水解酶是一種胞外酶，因此水解過(guò)程是在細(xì)菌外表或周圍介質(zhì)中完成的。發(fā)酵細(xì)菌群中僅有一局部細(xì)菌種屬具有合成水解酶的功能，而水解產(chǎn)物卻一般可被其他的發(fā)酵細(xì)菌群所吸收利用。(細(xì)菌之間的協(xié)同作用)〔2〕發(fā)酵細(xì)菌將水解產(chǎn)物吸收進(jìn)細(xì)胞體內(nèi)，經(jīng)細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜的酶系統(tǒng)的催化轉(zhuǎn)化，將一局部供能源使用的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為代謝產(chǎn)物，滲入細(xì)胞外的水溶液里，成為參與下一階段生化反響細(xì)菌群吸收利用的基質(zhì)〔主要是有機(jī)酸、醇、酮等〕?！布?xì)胞外→細(xì)胞內(nèi)→細(xì)胞外〕精選ppt發(fā)酵基質(zhì)的種類對(duì)主要發(fā)酵細(xì)菌的種群有十清楚顯的影響。在富含蛋白質(zhì)的厭氧消化液〔如處理奶酪廠廢水的消化池〕里，存在著蠟狀芽孢桿菌、環(huán)狀芽孢桿菌、球狀芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、變異微球菌、大腸桿菌、副大腸桿菌以及假單胞菌屬的一些種。在含有纖維素的厭氧消化液中，如處理植物殘?bào)w以及食草動(dòng)物糞便的消化液中，存在蠟狀芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、產(chǎn)糞產(chǎn)堿桿菌、普通變形菌、銅綠色假單胞菌、溶纖維丁酸弧菌、棲瘤胃擬桿菌等。在富含淀粉的厭氧消化液〔如處理淀粉廢液、酒精發(fā)酵殘?jiān)鹊南亍持校嬖谥儺愇⑶蚓?、尿素微球菌、亮白微球菌、巨大芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌以及假單胞菌屬的某些種。在硫酸鹽含量高的消化液〔如處理硫酸鹽制漿黑液的厭氧消化池〕里，存在著大量屬于專性厭氧菌的脫硫弧菌屬細(xì)菌。在處理生活垃圾和雞場(chǎng)廢棄物的消化池里，屬于兼性厭氧菌的大腸桿菌和鏈球菌將會(huì)大量出現(xiàn)。精選ppt發(fā)酵細(xì)菌的世代期短，數(shù)分鐘到數(shù)十分鐘即可繁殖一代，另外，發(fā)酵細(xì)菌大多數(shù)為異養(yǎng)型細(xì)菌群，對(duì)環(huán)境條件適應(yīng)性特別強(qiáng)。精選ppt1.2.1.3發(fā)酵細(xì)菌的生化反響在厭氧消化過(guò)程中，發(fā)酵細(xì)菌最主要的基質(zhì)是蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪和纖維素。這些有機(jī)物首先在水解酶作用下分解為水溶性的簡(jiǎn)單化合物，其中包括單糖、高級(jí)脂肪酸、甘油以及氨基酸等。這些水解產(chǎn)物再經(jīng)發(fā)酵細(xì)菌的胞內(nèi)代謝，除產(chǎn)生CO2、NH3、H2、H2S等無(wú)機(jī)物外，主要轉(zhuǎn)化為一系列有機(jī)酸和醇類物質(zhì)而排泄到環(huán)境中去。在這些代謝產(chǎn)物中，最多的是乙酸、丙酸、乙醇、丁酸和乳酸等，其次是丙酮、丙醇、丁醇、異丙醇、戊酸、琥珀酸等。精選ppt一般來(lái)說(shuō)，發(fā)酵細(xì)菌利用有機(jī)物時(shí)，首先在胞內(nèi)將其轉(zhuǎn)化成丙酮酸，然后根據(jù)發(fā)酵細(xì)菌的種類和控制環(huán)境條件〔如pH值、H2分壓、溫度等〕而形成不同的代謝產(chǎn)物。基質(zhì)濃度大的時(shí)候，一般都能加快生化反響的速率，基質(zhì)組成不同時(shí)，有時(shí)會(huì)影響物質(zhì)的流向，形成不同的代謝產(chǎn)物。代謝產(chǎn)物的積累一般情況下會(huì)阻礙生化反響的順利進(jìn)行，特別是發(fā)酵產(chǎn)物中有H2產(chǎn)生〔如丁酸發(fā)酵〕而又出現(xiàn)積累時(shí)。所以，保持發(fā)酵性細(xì)菌與后續(xù)的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷菌的平衡和協(xié)同代謝是至關(guān)重要的。精選ppt1.2.2產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌1.2.2.1產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌的發(fā)現(xiàn)及其重要意義1916年，俄國(guó)學(xué)者奧梅梁斯基〔V.L.Omeliansky〕別離出第一株不產(chǎn)生孢子、能發(fā)酵乙醇產(chǎn)生甲烷的細(xì)菌，稱之為奧氏甲烷桿菌。1940年巴克〔Barker〕發(fā)現(xiàn)這種細(xì)菌具有芽孢，又改名為奧氏甲烷芽孢桿菌。布賴恩特等人于1967年發(fā)表的論文指出，所謂奧氏甲烷細(xì)菌實(shí)為兩種細(xì)菌的互營(yíng)聯(lián)合體：一種為能發(fā)酵乙醇產(chǎn)生乙酸和H2、能運(yùn)動(dòng)、革蘭氏陰性的厭氧細(xì)菌，稱之為S菌株；另一種為能利用H2產(chǎn)生甲烷、不能運(yùn)動(dòng)、革蘭染色不定的厭氧桿菌，稱之為M.O.H菌株，亦能利用H2產(chǎn)生甲烷的細(xì)菌。精選ppt它們進(jìn)行的生化反響如下：2CH3CH2OH＋2H2O→2CH3COOH＋4H2〔S菌株〕4H2＋HCO3-＋H＋→CH4＋3H2O〔M.O.H菌株〕在上面的共營(yíng)生化反響里，S菌株分解乙酸產(chǎn)生H2，為M.O.H菌株提供基質(zhì)；而M.O.H菌株利用H2降低了環(huán)境中H2分壓，為S菌株繼續(xù)代謝乙醇提供了必要的熱力學(xué)條件。研究資料說(shuō)明，當(dāng)H2分壓大于4.9×10-4Pa時(shí)，S菌株的代謝即受到抑制。精選ppt產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌的發(fā)現(xiàn)具有非常重要的意義?！?〕在厭氧消化過(guò)程中，第一階段的發(fā)酵產(chǎn)物可供產(chǎn)甲烷菌吸收利用的甲酸、甲醇、甲胺類外，還有許多其他重要的有機(jī)代謝產(chǎn)物，如三碳以及三碳以上的直鏈脂肪酸、二碳以及二碳以上的醇、酮和芳香族有機(jī)酸等。根據(jù)實(shí)際測(cè)定和理論分析，這些有機(jī)物至少占發(fā)酵基質(zhì)的50％以上〔以COD計(jì)〕。它們最終轉(zhuǎn)化成甲烷，這說(shuō)明還存在著一大批功能和S菌株相似的能為產(chǎn)甲烷菌提供基質(zhì)的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌群，也就是說(shuō)，在有機(jī)物的厭氧轉(zhuǎn)化鏈條上，出現(xiàn)了一個(gè)新的環(huán)節(jié)或是階段，從而為厭氧消化三階段理論奠定了根底。精選ppt〔2〕以證實(shí)奧氏甲烷芽孢桿菌非純種為突破口，隨后又從熱力學(xué)上進(jìn)一步斷定，以前命名的幾種產(chǎn)甲烷菌，如能將丁酸和乙酸等偶碳脂肪酸氧化成乙酸和甲烷，以及能將戊酸等奇碳脂肪酸氧化成乙酸、丙酸和甲烷的弱氧化甲烷桿菌，能將丙酸氧化成乙酸、CO2和甲烷的丙酸甲烷桿菌均非純種。精選ppt〔3〕否認(rèn)了原以為可作為產(chǎn)甲烷菌基質(zhì)的許多有機(jī)物〔如丙醇、乙醇、正戊醇、異丙醇、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸和己酸等〕，而將產(chǎn)甲烷菌可直接吸收利用的基質(zhì)范圍縮小到僅包括三甲一乙［甲酸、甲醇、甲胺類〔一甲胺、二甲胺、三甲胺〕、乙酸］的簡(jiǎn)單有機(jī)物和以H2/CO2組和的簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物等為數(shù)不多的幾種化學(xué)物質(zhì)。精選ppt1.2.2.2種間氫轉(zhuǎn)移和互營(yíng)聯(lián)合產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌為產(chǎn)甲烷菌提供乙酸和H2，促進(jìn)產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng)。產(chǎn)甲烷菌由于能利用H2而降低生長(zhǎng)環(huán)境中的H2分壓，有利于產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的生長(zhǎng)。在厭氧消化過(guò)程中，這種在不同生理類群菌種之間H2的產(chǎn)生和利用H2的偶聯(lián)現(xiàn)象稱為種間氫轉(zhuǎn)移。產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌只有在耗氫微生物共生的情況下，才能將長(zhǎng)鏈脂肪酸降解為乙酸和H2，并獲得能量而生長(zhǎng)，這種產(chǎn)氫微生物與耗氫微生物間的共生現(xiàn)象稱為互營(yíng)聯(lián)合。產(chǎn)甲烷菌純培養(yǎng)的研究說(shuō)明，發(fā)酵性細(xì)菌分解發(fā)酵復(fù)雜有機(jī)物時(shí)所產(chǎn)生的除甲酸、乙酸及甲醇以外的有機(jī)酸和醇類，均不能被產(chǎn)甲烷菌所利用。精選ppt所以，在自然界除S菌株外，一定還存在著其他種類的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌，將長(zhǎng)鏈脂肪酸氧化為乙酸和H2。這種互營(yíng)聯(lián)合菌種之間所形成的種間氫轉(zhuǎn)移不僅在厭氧生境中普遍存在，而且對(duì)于使厭氧生境具有生化活性十分重要，是推動(dòng)厭氧生境中物質(zhì)循環(huán)尤其是碳素轉(zhuǎn)化的生物力。精選ppt1.2.2.3產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌的分類〔1〕降解丁酸鹽的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌降解丁酸的細(xì)菌一直沒有被別離成純培養(yǎng)，邁克爾(Michael)和Bryant等采用參加耗氫菌的富集別離方法別離純化獲得了產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷菌的雙菌培養(yǎng)物。Michael〔1979〕首次報(bào)道了氧化丁酸鹽的雙菌培養(yǎng)物，用脫硫弧菌G11菌株作為用氫菌與產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌共同培養(yǎng)，以硫酸鹽作為最終電子受體而別離的，命名為沃爾夫互營(yíng)單胞菌〔Syntrophomonaswolfei)(Michael和Bryant,1981)沃爾夫互營(yíng)單胞菌是革蘭染色陰性，無(wú)芽孢桿菌，菌體〔0.5～1.0)μm×〔2.0～7.0)μm，稍彎，端部稍尖，單生或成對(duì)，有時(shí)也呈短鏈，在細(xì)胞凹陷側(cè)有2～8根鞭毛，緩慢運(yùn)動(dòng)。對(duì)青霉素敏感。精選ppt〔2〕降解丙酸鹽的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌丙酸在厭氧條件下更難發(fā)生氧化反響，硫酸鹽復(fù)原菌與丙酸的氧化有關(guān)，脫硫球形菌屬〔Desulfolubous)中的一種細(xì)菌能在有硫酸鹽的情況下降解丙酸(Michael和Bryant,1980).1980年，Boone和布賴恩特〔Bryant〕發(fā)現(xiàn)了一種在丙酸為底物的富集培養(yǎng)物中，并要求脫硫弧菌參與進(jìn)行種間氫轉(zhuǎn)移才能生長(zhǎng)的細(xì)菌，他們將其命名為沃林互營(yíng)桿菌(Syntrophobacterwolinii)。沃林氏互營(yíng)桿菌是一株革蘭染色陰性，無(wú)芽孢桿菌，單生、成對(duì)、短鏈或長(zhǎng)鏈，有時(shí)為不規(guī)那么的絲狀，只有在硫酸鹽的情況下，與利用H2的硫酸鹽復(fù)原菌共養(yǎng)生長(zhǎng)，只氧化丙酸，不氧化乙酸、丁酸、己酸。在無(wú)硫酸鹽條件下，沃林互營(yíng)桿菌、亨氏甲烷螺菌、脫硫弧菌三菌培養(yǎng)物的陪增時(shí)間〔161h)約等于含有硫酸鹽的雙菌培養(yǎng)物〔87h〕的2倍。精選ppt產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的主要功能是將各種高級(jí)脂肪酸和醇類氧化分解為乙酸和H2。涉及到的主要反響有：乙醇：CH3CH2OH+H2O→CH3COOH+2H2丙酸：CH3CH2COOH+2H2O→CH3COOH+3H2+CO2丁酸：CH3CH2CH2COOH+2H2O→2CH3COOH+2H2上述各個(gè)反響只有在系統(tǒng)中的乙酸濃度、和氫分壓均很低時(shí)才能順利進(jìn)行。主要的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌分屬互營(yíng)單胞菌屬、互營(yíng)桿菌屬、梭菌屬、暗桿菌屬等；多數(shù)是嚴(yán)格厭氧菌或兼性厭氧菌。精選ppt1.2.3同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌1.2.3.1同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌的代表菌種同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌是混合營(yíng)養(yǎng)型厭氧細(xì)菌，既能利用有機(jī)基質(zhì)產(chǎn)生乙酸，也能利用H2和CO2產(chǎn)生乙酸，因?yàn)橥彤a(chǎn)乙酸細(xì)菌可以利用H2而降低H2分壓，所以對(duì)產(chǎn)H2的發(fā)酵性細(xì)菌有利；同時(shí)對(duì)利用乙酸的產(chǎn)甲烷菌也有利。近20年來(lái)已別離到包括4個(gè)屬的10多種同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌，可以利用己糖、戊糖、多元醇、糖醛酸循環(huán)中各種酸、絲氨酸、谷氨酸、3－羧基丁酮、乳酸、乙醇等形成乙酸。它們一般不利用二糖或更復(fù)雜的碳水化合物。除少數(shù)種類外，它們能生長(zhǎng)于H2/CO2上。精選ppt1.2.3.2同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌在厭氧消化器中的作用。在厭氧消化器中，同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌確實(shí)切作用還不十分清楚，有人認(rèn)為同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌能利用H2，因而對(duì)消化器中有機(jī)物的分解并不重要，由于這些細(xì)菌能代謝H2/CO2為乙酸，為食乙酸產(chǎn)甲烷菌提供了生產(chǎn)甲烷的基質(zhì)，又由于代謝H2，使厭氧消化系統(tǒng)中保持低的H2分壓，有利于沼氣發(fā)酵的正常進(jìn)行。有人估計(jì)這些細(xì)菌形成的乙酸在中溫消化器中1％－4％，在高溫消化器中占3％－4％。精選ppt1.3產(chǎn)甲烷菌及其作用1.3.1產(chǎn)甲烷菌的分類對(duì)產(chǎn)甲烷菌的研究在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)并沒有較大的進(jìn)展，直到20世紀(jì)60年代，亨蓋特(Hungate)開創(chuàng)了嚴(yán)格厭氧微生物培養(yǎng)技術(shù)，隨后產(chǎn)甲烷菌的研究才得以廣泛開展。許多研究結(jié)果說(shuō)明，產(chǎn)甲烷菌在分類學(xué)上屬于古細(xì)菌(Archaebacteria)，它們與真細(xì)菌的一般特性不同的是細(xì)胞壁中沒有肽聚糖，細(xì)胞中也不含有細(xì)胞色素C，而含有其它真細(xì)菌所沒有的酶系統(tǒng)。精選ppt細(xì)菌與真核生物的細(xì)胞膜骨架均由經(jīng)酯鏈連接到丙三醇上的脂肪酸組成，而古細(xì)菌磷脂由經(jīng)醚鏈連接的分子組成。細(xì)菌細(xì)胞膜脂肪酸是直鏈的，而古細(xì)菌細(xì)胞膜磷脂是長(zhǎng)鏈、支鏈烴類化合物。古細(xì)菌與細(xì)菌之間的區(qū)別還表現(xiàn)在RNA聚合物上。細(xì)菌的RNA聚合酶只有一種類型，具有簡(jiǎn)單的四級(jí)結(jié)構(gòu)；而古細(xì)菌的RNA聚合酶有幾種類型，而且結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。產(chǎn)甲烷菌的主要功能是將產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的產(chǎn)物乙酸和H2/CO2轉(zhuǎn)化為CH4和CO2，使厭氧消化過(guò)程得以順利進(jìn)行。精選ppt一般可以簡(jiǎn)單地將其分為兩大類，即乙酸營(yíng)養(yǎng)型和H2營(yíng)養(yǎng)型產(chǎn)甲烷菌；一般來(lái)說(shuō)，自然界中乙酸營(yíng)養(yǎng)型產(chǎn)甲烷菌的種類較少，主要只有產(chǎn)甲烷八疊球菌(Methanosarcina)和產(chǎn)甲烷絲狀菌(Methanothrix)兩大類，但在厭氧反響器中，這兩種細(xì)菌的數(shù)量一般較多，而且有70%左右的甲烷是來(lái)自乙酸的氧化分解。根據(jù)產(chǎn)甲烷菌的形態(tài)和生理生態(tài)特征，可將其進(jìn)行分類，目前最新的Bergy's細(xì)菌手冊(cè)第九版中將產(chǎn)甲烷菌共分為：三目、七科、十九屬、65種。精選ppt產(chǎn)甲烷菌具有各種不同的形態(tài)，常見的有：①產(chǎn)甲烷桿菌；②產(chǎn)甲烷球菌；③產(chǎn)甲烷八疊球菌；④產(chǎn)甲烷絲菌等。前已述及，在生物分類學(xué)上，產(chǎn)甲烷菌(Methanogens)屬于古細(xì)菌(Archaebacteria)、大小、外觀上與普通細(xì)菌即真細(xì)菌(Eubacteria)相似，但實(shí)際上，其細(xì)胞成分特別是細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和酶系統(tǒng)較特殊。產(chǎn)甲烷菌在自然界中的分布，一般認(rèn)為它們常棲息于一些極端環(huán)境中(如地?zé)崛?、深海火山口、沉積物等)，但實(shí)際上其分布極為廣泛，如污泥、反芻動(dòng)物的瘤胃、昆蟲腸道、濕的樹木、厭氧反響器等。產(chǎn)甲烷菌都是極嚴(yán)格的厭氧細(xì)菌，一般要求其生境中的氧化復(fù)原電位為-150～400mV，氧和其它任何氧化劑都對(duì)其具有極強(qiáng)的毒害作用；產(chǎn)甲烷菌的增殖速率很慢，繁殖的世代時(shí)間很長(zhǎng)，可長(zhǎng)達(dá)4～6天甚至更長(zhǎng)，因此，一般情況下產(chǎn)甲烷反響是厭氧消化的限速步驟。(所以水解酸化池可小，而完全的厭氧處理池那么大〕精選ppt1.3.2產(chǎn)甲烷菌的生理學(xué)特征：〔1〕碳源：產(chǎn)甲烷菌只能利用簡(jiǎn)單的碳水化合物，常見的基質(zhì)包括H2/CO2、甲酸、乙酸、甲醇、甲胺類等?！?〕氮源：產(chǎn)甲烷菌均能利用氨態(tài)氮為氮源，氮對(duì)氨基酸的利用能力較差?！?〕生長(zhǎng)因子：有些產(chǎn)甲烷菌必需某些維生素類尤其是乙族維生素物質(zhì)，或者維生素能夠刺激它的生長(zhǎng)。〔4〕微量元素：所有產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng)都需要鎳、鈷和鐵，培養(yǎng)基中1－5μmol／L的鎳能滿足其生長(zhǎng)，鎳的吸收率為17－80μg/g細(xì)胞干重，鎳是產(chǎn)甲烷菌中F430和氫酶的一種重要成分；鈷的吸收率為17－120μg/g細(xì)胞干重，對(duì)鐵的需要量較大，吸收率也較高，為1－3mg/g細(xì)胞干重。精選ppt1.4產(chǎn)甲烷菌與不產(chǎn)甲烷菌的相互作用在厭氧條件下，由于缺乏外源電子受體？，各種微生物只能以內(nèi)源電子受體進(jìn)行有機(jī)物的降解。因此，如果一種微生物的發(fā)酵產(chǎn)物或脫下的H2，不能被另一種微生物所利用，那么其代謝作用無(wú)法持續(xù)進(jìn)行。無(wú)論在自然界還是在消化器內(nèi)，產(chǎn)甲烷菌都是有機(jī)物厭氧降解食物鏈的最后一個(gè)成員，其所能利用的基質(zhì)只有少數(shù)幾種C1、C2化合物，所以必須要求不產(chǎn)甲烷菌將復(fù)雜有機(jī)物分解為簡(jiǎn)單化合物。在厭氧處理系統(tǒng)中，產(chǎn)甲烷菌與不產(chǎn)甲烷菌相互依賴，互為對(duì)方創(chuàng)造良好的環(huán)境和條件，構(gòu)成互生關(guān)系；同時(shí)，雙方又互為制約，在厭氧生物處理系統(tǒng)中處于平衡狀態(tài)。精選ppt〔1〕不產(chǎn)甲烷菌為產(chǎn)甲烷菌提供生長(zhǎng)和產(chǎn)甲烷菌所必需的基質(zhì)。不產(chǎn)甲烷菌可以通過(guò)其生命活動(dòng)為產(chǎn)甲烷菌提供合成細(xì)胞物質(zhì)和產(chǎn)甲烷所需的碳前體、電子供體、氫供體和氮源。不產(chǎn)甲烷菌中的發(fā)酵細(xì)菌可以把各種復(fù)雜的有機(jī)物，如高分子的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等進(jìn)行發(fā)酵，生產(chǎn)游離氫、CO2、氨、乙酸、甲酸、丙酸、丁酸、甲醇、乙醇等產(chǎn)物。丙酸、丁酸、乙醇等又可被產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌轉(zhuǎn)化為H2、CO2和乙酸。這樣，不產(chǎn)甲烷菌就為產(chǎn)甲烷菌提供了生長(zhǎng)繁殖的底物。精選ppt〔2〕不產(chǎn)甲烷菌為產(chǎn)甲烷菌創(chuàng)造了適宜的氧化復(fù)原電位條件。產(chǎn)甲烷菌是嚴(yán)格的專性厭氧菌，在有氧的情況下，產(chǎn)甲烷菌就會(huì)受到抑制不能生長(zhǎng)繁殖。但是在厭氧反響器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于加料過(guò)程難免使空氣進(jìn)入裝置，有時(shí)液體原料里也含有微量溶解氧，這顯然對(duì)產(chǎn)甲烷菌是非常不利的。厭氧反響器內(nèi)的不產(chǎn)甲烷菌類群中的那些兼性厭氧或兼性好氧微生物的活動(dòng)，可以將氧消除掉，從而降低反響器中的氧化復(fù)原電位。另外，通過(guò)厭氧裝置中各種厭氧微生物有序的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)，使消化液的氧化復(fù)原電位逐漸下降，最終為產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng)創(chuàng)造適宜的氧化復(fù)原電位條件。精選ppt〔3〕不產(chǎn)甲烷菌為產(chǎn)甲烷菌消除了有毒物質(zhì)。產(chǎn)甲烷菌對(duì)一些毒性物質(zhì)特別敏感，尤其是一些工業(yè)廢水或廢物中常含有一些能使產(chǎn)甲烷菌中毒的物質(zhì)，如苯酚、氰化物、長(zhǎng)鏈脂肪酸和重金屬離子等，但是在厭氧反響器中，不產(chǎn)甲烷菌有很多種類能裂解苯環(huán)、降解氰化物，這不僅解除了它們對(duì)產(chǎn)甲烷菌的毒害，并且同時(shí)給產(chǎn)甲烷菌提供了底物，此外不產(chǎn)甲烷菌的代謝產(chǎn)物H2S，還可以和一些重金屬離子發(fā)生作用，生成不溶性金屬硫化物沉淀，從而解除了一些重金屬的毒害作用。精選ppt〔4〕產(chǎn)甲烷菌為不產(chǎn)甲烷菌的生化反響解除了反響抑制。不產(chǎn)甲烷菌的發(fā)酵產(chǎn)物，可以抑制其本身的生命活動(dòng)。例如產(chǎn)酸細(xì)菌在產(chǎn)酸過(guò)程中產(chǎn)生大量H2，H2的積累必然抑制產(chǎn)氫過(guò)程進(jìn)行。但是在運(yùn)行正常的消化反響器中，產(chǎn)甲烷菌能連續(xù)利用由不產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生的H2、乙酸、CO2等生成CH4，不會(huì)由于H2和酸的積累而產(chǎn)生反響抑制作用，使不產(chǎn)甲烷菌的代謝能夠正常進(jìn)行。精選ppt〔5〕產(chǎn)甲烷菌和不產(chǎn)甲烷菌共同維持環(huán)境中的適宜pH值。厭氧反響器中不產(chǎn)甲烷菌和產(chǎn)甲烷菌的連續(xù)配合對(duì)穩(wěn)定反響器中的pH值也是非常重要的。在沼氣發(fā)酵初期，不產(chǎn)甲烷菌首先降解廢水中的有機(jī)物質(zhì)，產(chǎn)生大量的有機(jī)酸和碳酸鹽，使發(fā)酵液中的pH明顯下降，同時(shí)不產(chǎn)甲烷菌中的氨化細(xì)菌，能迅速分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生氨。氨可以中和局部酸，起到一定的緩沖作用。另一方面，產(chǎn)甲烷菌可以利用乙酸、H2和CO2形成甲烷，從而防止了酸的積累，使pH值穩(wěn)定在一個(gè)適宜的范圍，不會(huì)使發(fā)酵液中的pH值到達(dá)對(duì)產(chǎn)甲烷過(guò)程不利的程度。精選ppt2廢水厭氧生物處理的生物化學(xué)原理精選ppt隨著世界能源的日益短缺和廢水污染負(fù)荷及廢水中污染物種類的日趨復(fù)雜化，廢水厭氧生物處理技術(shù)以其投資省、能耗低、可回收利用沼氣能源、負(fù)荷高、產(chǎn)泥少、耐沖擊負(fù)荷等諸多優(yōu)點(diǎn)而再次受到環(huán)保界人士的重視。精選ppt2.1厭氧反響四個(gè)階段一般來(lái)說(shuō)，廢水中復(fù)雜有機(jī)物物料比較多，通過(guò)厭氧分解分四個(gè)階段加以降解：〔1〕水解階段：高分子有機(jī)物由于其大分子體積，不能直接通過(guò)厭氧菌的細(xì)胞壁，需要在微生物體外通過(guò)胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機(jī)物質(zhì)比方纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被分解成短肽和氨基酸。分解后的這些小分子能夠通過(guò)細(xì)胞壁進(jìn)入到細(xì)胞的體內(nèi)進(jìn)行下一步的分解。精選ppt水解反響針對(duì)不同的廢水類型差異很大，這要取決于胞外酶能否有效的接觸到底物。因此，大的顆粒比小顆粒底物要難降解很多，比方造紙廢水、印染廢水和制藥廢水的木質(zhì)素、大分子纖維素就很難水解。水解速度的可由以下動(dòng)力學(xué)方程加以描述：ρ=ρo/(1+Kh.T)ρ——可降解的非溶解性底物濃度〔g/l〕；ρo———非溶解性底物的初始濃度〔g/l〕；Kh——水解常數(shù)〔d－1〕；T——停留時(shí)間〔d〕。精選ppt一般來(lái)說(shuō)，影響Kh〔水解常數(shù)〕的因素很多，很難確定一個(gè)特定的方程來(lái)求解Kh，但我們可以根據(jù)一些特定條件的Kh，反推導(dǎo)出水解反響器的容積和最正確反響條件。在實(shí)際工程實(shí)施中，有條件的話，最好針對(duì)要處理的廢水作一些Kh的測(cè)試工作。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外一些報(bào)道的研究，提出在低溫下水解對(duì)脂肪和蛋白質(zhì)的降解速率非常慢，這個(gè)時(shí)候，可以不考慮厭氧處理方式。對(duì)于生活污水來(lái)說(shuō)，在溫度15℃的情況下，Kh＝0.2左右。但在水解階段我們不需要過(guò)多的COD去除效果，而且在一個(gè)反響器中你很難嚴(yán)格的把厭氧反響的幾個(gè)階段區(qū)分開來(lái)，一旦停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，對(duì)工程的經(jīng)濟(jì)性就不太實(shí)用。如果就單獨(dú)的水解反響針對(duì)生活污水來(lái)說(shuō)，COD可以控制到0.1的去除效果就可以了。精選ppt

把這些參數(shù)和給定的條件代入到水解動(dòng)力學(xué)方程(ρ=ρo/(1+Kh.T))中，可以得到停留水解停留時(shí)間：T=13.44h這對(duì)于水解和后續(xù)階段處于一個(gè)反響器中厭氧處理單元來(lái)說(shuō)是一個(gè)很短的時(shí)間，在實(shí)際工程中也完全可以實(shí)現(xiàn)。如果有條件的地方我們可以適當(dāng)提高廢水的反響溫度，這樣反響時(shí)間還會(huì)大大縮短。而且一般對(duì)于城市污水來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)的排水管網(wǎng)和廢水中本生的生物多樣性，所以當(dāng)廢水流到廢水處理場(chǎng)時(shí)，這個(gè)過(guò)程也在很大程度上完成，到目前為止還沒有看到關(guān)于水解作為生活污水厭氧反響的限速報(bào)道。精選ppt〔2〕酸化階段：上述的小分子有機(jī)物進(jìn)入到細(xì)胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡(jiǎn)單的化合物并被分配到細(xì)胞外，這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸〔VFA〕，同時(shí)還有局部的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產(chǎn)物產(chǎn)生。酸化在進(jìn)行過(guò)程中，厭氧降解的條件、底物種類和參與酸化的微生物種群決定了酸化的末端產(chǎn)物的組成。底物不同，末端產(chǎn)物就會(huì)存在很大的差異。比方，蛋白質(zhì)水解反響生產(chǎn)氨基酸，其酸化底物為氨基酸；而纖維素和淀粉類有機(jī)物水解反響就生成糖類分子，說(shuō)明在不同情況下酸化底物的差異導(dǎo)致酸化末端產(chǎn)物的不同。精選ppt具體來(lái)說(shuō)，以糖為底物，酸化產(chǎn)物主要為丁酸、乙酸、丙酸等，CO2和H2那么為酸化的附屬產(chǎn)物。而以氨基酸為底物，酸化主要產(chǎn)物與以糖為底物時(shí)根本相同，但不同的是，附屬產(chǎn)物除了CO2和H2外，還有NH3和H2S。假設(shè)在反響過(guò)程中同時(shí)也存在產(chǎn)甲烷菌，那么其中的H2又能相當(dāng)有效地被產(chǎn)甲烷菌利用。另外，H2也可以被能利用H2的硫酸鹽復(fù)原菌或脫氮菌所利用。精選ppt酸化過(guò)程的底物取決于厭氧降解的條件、底物種類和參與酸化的微生物種群。對(duì)于一個(gè)穩(wěn)態(tài)的反響器來(lái)說(shuō)，乙酸、二氧化碳、氫氣那么是酸化反響的最主要產(chǎn)物。這些都是產(chǎn)甲烷階段所需要的底物。精選ppt在這個(gè)階段產(chǎn)生兩種重要的厭氧反響是否正常的底物就是揮發(fā)性脂肪酸〔VFA〕和氨氮。VFA過(guò)高會(huì)使廢水的pH下降，逐漸影響到產(chǎn)甲烷菌的正常進(jìn)行，使產(chǎn)氣量減小，同時(shí)整個(gè)反響的自然堿度也會(huì)較少，系統(tǒng)平衡pH的能力減弱，整個(gè)反響會(huì)形成惡性循環(huán)，使得整個(gè)反響器最終失敗。氨氮它起到一個(gè)平衡的作用，一方面，它能夠中和一局部VFA，使廢水pH具有更大的緩沖能力，同時(shí)又給生物體合成自生生長(zhǎng)需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但過(guò)高的氨氮會(huì)給微生物帶來(lái)毒性，廢水中的氨氮主要是由于蛋白質(zhì)的分解帶來(lái)的，典型的生活污水中含有20-50mg/l左右的氨氮，這個(gè)范圍是厭氧微生物非常理想的范圍。精選ppt另外一個(gè)重要指標(biāo)就是廢水中氫氣的濃度，以含碳17的脂肪酸降解為例：CH3(CH2)15COO-+14H2O—>7CH3COO-+CH3CH2COO-+7H++14H2脂肪酸的降解都會(huì)產(chǎn)生大量的氫氣，如果要使上述反響得以正常進(jìn)行，必須在下一反響中消耗掉足夠的氫氣，來(lái)維持這一反響的平衡。如果廢水的氫氣指標(biāo)過(guò)高，說(shuō)明廢水的產(chǎn)甲烷反響已經(jīng)受到嚴(yán)重抑制，需要進(jìn)行修復(fù)，一般來(lái)說(shuō)氫氣濃度升高是伴隨pH指標(biāo)降低的，所以不難監(jiān)測(cè)到廢水中氫氣的變化情況，但廢水本身有一定的緩沖能力，所以完全通過(guò)pH下降來(lái)判斷氫氣濃度的變化有一定的滯后性，所以通過(guò)監(jiān)測(cè)廢水中氫氣濃度的變化是對(duì)整個(gè)反響器反響狀態(tài)一個(gè)最快捷的表現(xiàn)形式。精選ppt發(fā)酵細(xì)菌要想產(chǎn)生更多的供其氧化并從中獲得能量的中間產(chǎn)物，去除氫是一個(gè)很好的途徑。大多數(shù)發(fā)酵細(xì)菌也可通過(guò)兩個(gè)途徑利用發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的質(zhì)子：一是使用自身的代謝產(chǎn)物，例如形成乙醇；二是在氫化酶作用下把質(zhì)子轉(zhuǎn)化為H2，2H++2e-→H2。這種氫化酶反響，其酸化過(guò)程的產(chǎn)物幾乎只有乙酸。精選ppt酸化過(guò)程是由大量的、多種多樣的發(fā)酵細(xì)菌來(lái)完成的，在這些細(xì)菌中大局部是專性厭氧菌，只有1％是兼性厭氧菌，但正是這1％的兼性菌在反響器受到氧氣的沖擊時(shí)，能迅速消耗掉這些氧氣，保持廢水低的氧化復(fù)原電位，同時(shí)也保護(hù)了產(chǎn)甲烷菌的運(yùn)行條件。精選ppt〔3〕產(chǎn)乙酸階段：末端產(chǎn)物是乙酸。在發(fā)酵酸化反響階段，由于底物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的差異，經(jīng)過(guò)反響之后末端產(chǎn)物是不同的。發(fā)酵酸化已經(jīng)有局部乙酸生成，但還會(huì)伴有其他物質(zhì)，如丁酸、乳酸等。乙酸菌具有將它們進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成乙酸、H2和CO2的功能。因?yàn)橥耆珔捬醴错懙漠a(chǎn)甲烷過(guò)程只能利用一種底物，就是乙酸。精選ppt乙醇、丁酸和丙酸在形成乙酸的反響過(guò)程中要求反響器中H2的分壓很低，否那么反響無(wú)法進(jìn)行，產(chǎn)甲烷反響是消耗氫的反響，所以能否高效進(jìn)行產(chǎn)乙酸反響，可以利用高效產(chǎn)甲烷反響來(lái)保證。有研究測(cè)算，產(chǎn)酸過(guò)程中所產(chǎn)生的氫從產(chǎn)生到被消耗平均移動(dòng)距離為0.1mm，這個(gè)距離恰恰在絮體污泥或顆粒污泥的范圍之內(nèi)，這說(shuō)明在污泥中，特別是厭氧的顆粒污泥中形成了一個(gè)良好的微生態(tài)系統(tǒng)。即產(chǎn)乙酸菌會(huì)靠近可以消耗氫的細(xì)菌生長(zhǎng)，而需要利用氫的細(xì)菌就會(huì)靠近產(chǎn)生氫的產(chǎn)酸菌和產(chǎn)乙酸菌生長(zhǎng)，這樣就形成了一種互利共生的生態(tài)關(guān)系。精選ppt如果每個(gè)聚集的細(xì)菌群體內(nèi)都包含有嗜氫菌和產(chǎn)氫菌〔即產(chǎn)甲烷菌和產(chǎn)氫菌〕，且兩類細(xì)菌能夠在氫的產(chǎn)生和利用上到達(dá)平衡，那么氫的傳遞效率就可以大大地提高。一個(gè)細(xì)菌的聚集體內(nèi)細(xì)菌之間的距離只有分散時(shí)間距的幾十分之一到幾百分之一，所以氫的傳遞速率可以獲得幾十倍甚至幾百倍的提高。這就是顆粒污泥的凈化效率和污染負(fù)荷可以大大提高的理論依據(jù)。精選ppt〔4〕產(chǎn)甲烷反響階段有機(jī)物厭氧消化經(jīng)過(guò)一些列反響后，最后一個(gè)反響階段就是由產(chǎn)甲烷菌主導(dǎo)反響進(jìn)行的產(chǎn)甲烷反響階段。有機(jī)物厭氧降解食物鏈的最后一類微生物就是產(chǎn)甲烷菌，它們?cè)谧匀唤缣佳h(huán)厭氧生物鏈中處于末端的位置。產(chǎn)甲烷菌可以利用甲醇和甲基胺質(zhì)以及利用乙酸形成甲烷。H2和CO2也是大多數(shù)產(chǎn)甲烷菌可利用的底物，氧化氫將二氧化碳復(fù)原為甲烷。精選ppt在厭氧反響中，大約有70％左右的甲烷由乙酸歧化菌產(chǎn)生，這也是這幾個(gè)階段中遵循莫諾方程反響的階段。另一類產(chǎn)生甲烷的微生物是由氫氣和二氧化碳形成的。在正常條件下，他們大約占30％左右。其中約有一半的嗜氫細(xì)菌也能利用甲酸產(chǎn)生甲烷。最主要的產(chǎn)甲烷過(guò)程反響有：CH3COO-+H2O－>CH4+HCO3-

ΔG’0=-31.0KJ/MOLHCO3-+H++4H2－>CH4+3H2O

ΔG’0=-135.6KJ/MOL4CH3OH－>3CH4+CO2+2H2O

ΔG’0=-312KJ/MOL4HCOO-+2H+－>CH4+CO2+2HCO3-

ΔG’0=-32.9KJ/MOL精選ppt上述四個(gè)階段中，有人認(rèn)為第二個(gè)階段和第三個(gè)階段可以分為一個(gè)階段，在這兩個(gè)階段的反響是在同一類細(xì)菌體類完成的。前三個(gè)階段的反響速度很快，如果用莫諾方程來(lái)模擬前三個(gè)階段的反響速率的話，式中的Ks〔半速率常數(shù)〕可以在50mg/l以下，μ可以到達(dá)5KgCOD/KgMLSS.d。精選ppt而第四個(gè)反響階段通常很慢，同時(shí)也是最為重要的反響過(guò)程，在前面幾個(gè)階段中，廢水的中污染物質(zhì)只是形態(tài)上發(fā)生變化，COD幾乎沒有什么去除，只是在第四個(gè)階段中污染物質(zhì)變成甲烷等氣體，使廢水中COD大幅度下降。同時(shí)在第四個(gè)階段產(chǎn)生大量的堿度這與前三個(gè)階段產(chǎn)生的有機(jī)酸相平衡，維持廢水中的pH穩(wěn)定，保證反響的連續(xù)進(jìn)行。精選ppt2.2厭氧生物處理的特點(diǎn)2.2.1厭氧生物處理的優(yōu)點(diǎn)厭氧生物處理與好氧生物處理相比具有許多優(yōu)點(diǎn)：〔1〕厭氧生物處理減少了有機(jī)物的污染。防止了能引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的瀝出液的污染；防止了對(duì)動(dòng)物、土壤產(chǎn)生惡性循環(huán)的病原體的污染；防止了影響周圍環(huán)境的臭氣和蠅類的繁殖?！?〕廢水處理工藝中，厭氧消化工藝比傳統(tǒng)的好氧工藝產(chǎn)生的污泥量少，并且剩余污泥脫水性能好，濃縮時(shí)可以不使用脫水劑。因?yàn)閰捬跷⑸锷L(zhǎng)緩慢，因此處理同類數(shù)量的廢水僅產(chǎn)生相當(dāng)于好氧處理1/10—1/6的剩余污泥。精選ppt〔3〕厭氧生物處理工藝的副產(chǎn)品之一是清潔能源沼氣，與傳統(tǒng)的管道煤氣和天然氣相比：沼氣具有較高熱值，可作為管道煤氣或汽車的燃料；沼氣燃燒后釋放的碳?xì)浠衔镙^少，可減少對(duì)大氣環(huán)境的污染?！?〕厭氧生物處理能夠提高廢水中營(yíng)養(yǎng)成分的可利用率，將不易吸收的有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成氨或硝酸鹽。〔5〕厭氧生物處理的副產(chǎn)品土壤改進(jìn)劑，可以極大地改善土壤的持水率、土壤的透氣性，這對(duì)半干旱地區(qū)具有重要的意義。精選ppt〔6〕厭氧生物處理對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求量小。有機(jī)廢水一般含有一定量的氮、磷以及多種微量元素，所以厭氧方法可以不添加或少添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)?！?〕厭氧生物處理可以處理高濃度的有機(jī)廢水。當(dāng)廢水濃度過(guò)高時(shí)，不需要大量的稀釋水?！?〕厭氧生物處理可以節(jié)省動(dòng)力消耗。在厭氧生物處理過(guò)程中，由于細(xì)菌分解有機(jī)物是營(yíng)無(wú)分子氧呼吸，所以不必給系統(tǒng)提供氧氣，這樣就節(jié)省了設(shè)備所消耗的電能，可以同時(shí)獲得經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。精選ppt2.2.2厭氧生物處理的缺點(diǎn)〔1〕厭氧生物處理啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)。由于厭氧微生物的世代期長(zhǎng)，增長(zhǎng)速率較低，污泥增長(zhǎng)緩慢，因此厭氧反響器的啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，一般啟動(dòng)期長(zhǎng)達(dá)3-6個(gè)月，甚至更長(zhǎng)?！?〕厭氧生物處理后的廢水不能到達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)。厭氧法雖然負(fù)荷高，去除有機(jī)物的絕對(duì)量和進(jìn)液濃度高，但是其出水COD濃度高于好氧處理，去除有機(jī)物不夠徹底，因此一般單獨(dú)采用厭氧生物處理不能到達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)，必須把厭氧處理與好氧處理結(jié)合起來(lái)使用。精選ppt〔3〕厭氧微生物對(duì)有毒物質(zhì)較為敏感，因此，如果對(duì)有毒廢水性質(zhì)了解缺乏或者操作不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致反響器運(yùn)行條件的惡化。但隨著人們對(duì)厭氧微生物研究的不斷深入，這一問(wèn)題將得到解決?！踩绾谓鉀Q？〕〔4〕厭氧生物處理可能造成二次污染。一般廢水都含有硫酸鹽，在厭氧條件下會(huì)產(chǎn)生硫酸鹽復(fù)原作用而釋放出硫化氫等氣體。硫化氫氣體是一種有毒和惡臭的氣體，如果反響器不能完全密閉，就會(huì)散發(fā)出臭氣，引起二次污染。因此厭氧處理系統(tǒng)的各處理構(gòu)筑物應(yīng)盡可能做成密閉，以防臭氣散發(fā)。精選ppt3、影響厭氧生物處理的環(huán)境因素3.1厭氧微生物處理的酸堿平衡及pH值調(diào)控厭氧處理的這個(gè)pH值范圍是指反響器內(nèi)反響區(qū)的pH值，而不是進(jìn)水的pH值。(原因?)精選ppt3.1.1厭氧微生物適應(yīng)的PH值pH范圍：厭氧處理中，水解菌與產(chǎn)酸菌對(duì)pH有較大的適應(yīng)性，大多數(shù)這類菌在pH為5.0~8.5范圍生長(zhǎng)良好，一些產(chǎn)酸菌在pH小于5.0時(shí)仍可生長(zhǎng)。但通常對(duì)pH敏感的甲烷菌適宜生長(zhǎng)的pH為6.5~7.8，這也是通常情況下厭氧處理所控制的pH范圍。精選pptpH值影響酶活力的原因〔1〕過(guò)酸或過(guò)堿會(huì)影響酶蛋白的構(gòu)相，甚至使酶變性而失活；〔2〕當(dāng)pH變化不是很劇烈時(shí)，酶雖不變性，但活力受影響；〔3〕pH影響分子中另一些基團(tuán)的解離，這些基團(tuán)的離子化狀態(tài)與酶的專一性及酶分子的活性中心有關(guān)。精選ppt將反響器內(nèi)的pH維持在使產(chǎn)甲烷菌保證較好活性的范圍是非常重要的，否那么反響器內(nèi)產(chǎn)酸的能力就會(huì)超過(guò)酸消耗的能力，從而不可防止的引起整個(gè)反響系統(tǒng)的“酸化〞。實(shí)際上，厭氧系統(tǒng)中的pH值會(huì)受到多種因素的影響，如：進(jìn)水的pH值、進(jìn)水水質(zhì)(有機(jī)物濃度、有機(jī)物種類等)、反響器中所發(fā)生的生化反響、酸堿平衡、氣固液相間的溶解平衡等。精選ppt就一般工程控制的角度來(lái)說(shuō)：厭氧系統(tǒng)中脂肪酸含量的增加(累積)，將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的pH值下降。而產(chǎn)甲烷菌的作用不但可以消耗脂肪酸，而且還會(huì)產(chǎn)生致堿物質(zhì)如HC03-等，而使系統(tǒng)的pH值上升。堿度是厭氧消化中一個(gè)至關(guān)重要的影響因素，保證厭氧體系具有一定的緩沖能力，以維持適宜的pH值。精選ppt不同廢水類型對(duì)pH值的影響：對(duì)pH值影響最大的因素是酸的形成，特別是乙酸的形成。因此含有大量溶解性碳水化合物〔如糖、淀粉〕的廢水進(jìn)入反響器后pH值將迅速降低，而已經(jīng)酸化的廢水進(jìn)入反響器后pH值將上升。對(duì)于含大量蛋白質(zhì)或氨基酸的廢水，由于氨的形成，pH值會(huì)略有上升。對(duì)不同特性的廢水，可選擇不同的進(jìn)液pH值。精選ppt3.1.2厭氧微生物處理的緩沖體系影響pH值波動(dòng)的化學(xué)物質(zhì)：VFA和CO2厭氧消化體系中主要的共扼酸堿有：H2CO3／HCO3-、HCO3-／CO32-、H2S／HS-、HS-／S2-、HAC／H+、NH4＋／NH3等。精選ppt精選ppt3.2溫度對(duì)厭氧生物處理的影響3.2.1溫度對(duì)厭氧微生物的影響影響：溫度主要是通過(guò)對(duì)厭氧微生物體內(nèi)某些酶活性的影響而對(duì)微生物的生長(zhǎng)速率和微生物對(duì)基質(zhì)的代謝速率，因而會(huì)影響到廢水厭氧生物處理工藝中污泥的產(chǎn)生量和有機(jī)物的去除速率；溫度還影響有機(jī)物在生化反響中的流向和某些中間產(chǎn)物的形成，因而與沼氣的產(chǎn)量和成分等有關(guān)；溫度還可能影響污泥的成分與性狀；溫度也影響到微生物所在環(huán)境的理化性質(zhì)，液體的粘度隨溫度的降低而變大，這使得有機(jī)物在廢水中的擴(kuò)散及顆粒沉降緩慢；氣體的溶解度也隨溫度的降低而變大。精選ppt如溶解氧更有利于兼性菌生長(zhǎng)，抑制厭氧菌的繁殖；CO2過(guò)多會(huì)使pH值降低，有可能導(dǎo)致酸化；CH4在水中的溶解量增大，影響出水質(zhì)量；H2的積累會(huì)使丙酸鹽的降解受抑制，導(dǎo)致出水VFA和COD變高；NH3和H2S的溶解量增大會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生更大的毒性。可見，加強(qiáng)攪拌作用有助于厭氧處理。精選ppt適宜的溫度范圍：厭氧細(xì)菌可分為嗜冷菌(生長(zhǎng)溫度<20℃),嗜溫菌(生長(zhǎng)溫度30~35℃),嗜熱菌(生長(zhǎng)溫度50~55℃)。相應(yīng)地，厭氧污水處理也分為低溫、中溫和高溫三類。高溫厭氧工藝較中溫厭氧工藝、中溫厭氧工藝較低溫厭氧工藝反響速度要快得多，其相應(yīng)的污泥活性和反響器負(fù)荷也高得多。例如：在550C用UASB反響器處理乙酸廢水，其污泥負(fù)荷高達(dá)4.6~7.3kgCOD/(kgVSS·d)，反響器容積負(fù)荷高達(dá)147kgCOD/(m3·d)。在30℃用UASB反響器處理乙酸廢水，其污泥負(fù)荷為2.2~2.4kgCOD/(kgVSS·d)。在10~25℃變化時(shí)，負(fù)荷較低。

精選ppt新型厭氧污水處理裝置特點(diǎn)以提高反響器中的污泥濃度(即酶濃度)為宗旨，從而促進(jìn)反響速度。賀延齡用UASB反響器處理低濃度的城市污水，溫度15~290C,HRT為6h,COD去除率在73%左右。精選ppt3.2.2溫度對(duì)厭氧反響過(guò)程中動(dòng)力學(xué)參數(shù)的影響從反響動(dòng)力學(xué)的角度來(lái)看，溫度主要影響厭氧消化過(guò)程的兩個(gè)參數(shù)，即最大比基質(zhì)去除速率k和半飽和常數(shù)Ks。如果由于溫度的不同導(dǎo)致k的變化，會(huì)影響整個(gè)厭氧反響系統(tǒng)對(duì)進(jìn)水中有機(jī)物的處理速率。同樣，由于半飽和常數(shù)的倒數(shù)1／Ks，所表示的是微生物對(duì)基質(zhì)的親和力，該值越大或是半飽和常數(shù)越小，就說(shuō)明這種基質(zhì)對(duì)于這種微生物來(lái)說(shuō)越容易降解；反之，那么表示這種基質(zhì)較難降解，因此，如果溫度的變化對(duì)Ks值產(chǎn)生影響，就必然會(huì)影響厭氧微生物對(duì)相應(yīng)基質(zhì)的降解。精選ppt3.2.3溫度突變對(duì)厭氧消化的影響厭氧微生物在每一個(gè)溫度區(qū)間，隨溫度上升，生長(zhǎng)速率逐漸上升并到達(dá)最大值，相應(yīng)的溫度為細(xì)菌的最適生長(zhǎng)溫度，過(guò)此溫度后細(xì)菌生長(zhǎng)速率迅速下降。在每個(gè)區(qū)間的上限，將導(dǎo)致細(xì)菌死亡，如果溫度過(guò)高或持續(xù)時(shí)間足夠長(zhǎng)，當(dāng)溫度恢復(fù)后，細(xì)菌〔或污泥〕的活性也不能恢復(fù)。而當(dāng)溫度下降并低于溫度范圍的下限，從整體上講，細(xì)菌不會(huì)死亡，而只是逐漸停止或減弱其代謝活動(dòng)，菌中處于休眠狀態(tài)，其生命力可維持相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間。精選ppt厭氧微生物對(duì)反響器溫度的突變十分敏感。將溫度從35℃突然降至15℃，并持續(xù)15min后再升溫至35℃，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，溫度突降時(shí)，反響器的產(chǎn)氣量會(huì)立即下降；當(dāng)溫度恢復(fù)到35℃后，產(chǎn)氣量也迅速得到恢復(fù)，但略低于降溫前?？梢娚锘钚缘幕謴?fù)需要一個(gè)過(guò)程，產(chǎn)氣量的恢復(fù)滯后于溫度的恢復(fù)。另外，對(duì)于厭氧微生物來(lái)說(shuō)，降溫幅度愈大低溫持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)，產(chǎn)氣量的下降就更嚴(yán)重，升溫后產(chǎn)氣量的恢復(fù)愈困難，也就是恢復(fù)微生物活性愈困難。厭氧消化對(duì)溫度的敏感程度隨負(fù)荷的增加而增加。當(dāng)反響器在較高負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，應(yīng)特別注意控制溫度，在較低負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，溫度對(duì)運(yùn)行效果的影響有時(shí)并不是十分嚴(yán)重。精選ppt3.2.4厭氧消化反響溫度的選擇與控制選擇厭氧反響器溫度需考慮的因素：處理效果和能源的消耗高溫消化所能到達(dá)的處理負(fù)荷高，自身產(chǎn)能也高，處理效果好，但為維持較高的反響器溫度需要消耗大量的能量，因此，只有在廢水溫度較高〔如48－70℃〕或者是有大量廢熱可以利用的條件下才宜選用。高溫厭氧消化對(duì)廢水中的致病菌的殺滅效果更好，所以對(duì)于某些小水量但必須進(jìn)行嚴(yán)格消毒才允許排放的廢水或污泥，為了實(shí)行高溫消毒，也可采用高溫消化工藝處理。一般情況下，正在運(yùn)行的厭氧消化工藝都是在中溫條件下運(yùn)行，這樣既可以獲得較穩(wěn)定、高效的處理效果，也可節(jié)能。精選ppt3.3厭氧消化過(guò)程中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與微量元素〔1〕碳源：產(chǎn)甲烷菌只能利用簡(jiǎn)單的碳水化合物，常見的基質(zhì)包括H2/CO2、甲酸、乙酸、甲醇、甲胺類等。〔2〕氮源：產(chǎn)甲烷菌均能利用氨態(tài)氮為氮源，氮對(duì)氨基酸的利用能力較差。〔3〕生長(zhǎng)因子：有些產(chǎn)甲烷菌必需某些維生素類尤其是乙族維生素物質(zhì)，或者維生素能夠刺激它的生長(zhǎng)。〔4〕微量元素：所有產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng)都需要鎳、鈷和鐵，培養(yǎng)基中1－5μmol／L的鎳能滿足其生長(zhǎng)，鎳的吸收率為17－80μg/g細(xì)胞干重，鎳是產(chǎn)甲烷菌中F430和氫酶的一種重要成分；鈷的吸收率為17－120μg/g細(xì)胞干重，對(duì)鐵的需要量較大，吸收率也較高，為1－3mg/g細(xì)胞干重。精選ppt3.4厭氧消化過(guò)程中的抑制物質(zhì)3.4.1無(wú)機(jī)抑制物質(zhì)〔1〕重金屬離子的毒性重金屬離子對(duì)厭氧微生物的抑制作用是非常明顯的,但厭氧微生物對(duì)重金屬離子有適應(yīng)性。日本的松田和野池采用間歇及半連續(xù)方式,就Cu2+、Ni2+、Cd2+、Zn2+、Cr6+對(duì)城市污泥厭氧消化的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究,結(jié)果說(shuō)明:在間歇投料試驗(yàn)中,由于微生物初次接觸這些毒物,即使是很低的濃度也有危害性;在連續(xù)投料試驗(yàn)中,由于馴化作用,微生物對(duì)這些毒物的忍耐力提高,即使在較高的濃度下也影響不大。這幾種金屬離子毒性大小順序?yàn)?Cr6+>Cd2+>Cu2+>Zn2+>Ni2+。中科院生態(tài)環(huán)境研究中心的研究結(jié)果說(shuō)明:Cu2+、Zn2+、Ni2+、Cd2+共同存在時(shí)比一種離子單獨(dú)存在時(shí)的毒性大。精選ppt〔2〕NH3的毒性NH4+及蛋白質(zhì)含量高的工業(yè)廢水中存在著NH3的毒性問(wèn)題。NH3比NH4+毒性大得多。NH3的離子化與系統(tǒng)的pH及溫度有關(guān)。Angelidaki和Ahring報(bào)道,當(dāng)系統(tǒng)中NH4+-N濃度較高時(shí),降低系統(tǒng)溫度到55℃以下,氣體產(chǎn)率上升〔？〕,出水VFA(揮發(fā)性脂肪酸)濃度降低,系統(tǒng)穩(wěn)定。降低溫度,會(huì)改變NH4+的電離平衡,降低NH3的濃度,從而降低出水的VFA濃度。Angelidaki和Ahringh又報(bào)道,當(dāng)系統(tǒng)溫度由55℃降到40℃時(shí),乙酸鹽的質(zhì)量濃度由2400mg/L降到900mg/L,丙酸鹽質(zhì)量濃度先由1800mg/L提高到3700mg/L,最后降到790mg/L。系統(tǒng)溫度由55℃上升到60℃,氣體產(chǎn)率降低。

精選pptSpeece和Parkin報(bào)道,當(dāng)系統(tǒng)中NH4+-N的質(zhì)量濃度為10000mg/L時(shí),甲烷產(chǎn)氣率迅速降為0,看起來(lái)好象細(xì)菌已死亡,但經(jīng)歷10d幾乎不產(chǎn)氣后,從第11d開始恢復(fù)產(chǎn)氣,產(chǎn)氣5d之后氣體產(chǎn)率迅速恢復(fù)到原來(lái)的70%。這說(shuō)明NH3不是殺菌的,而是抑菌的。精選ppt〔3〕硫化物的毒性厭氧消化過(guò)程中存在的硫化物,一般有硫酸鹽、亞硫酸鹽和其他硫化物。硫化物的毒性主要是由未離解的H2S所引起的。一些廢水中可能不含有H2S,但其他硫化物在厭氧條件下極易被轉(zhuǎn)化為H2S。亞硫酸鹽是比H2S毒性更大的物質(zhì),它也能轉(zhuǎn)化為H2S或其他硫化物。SO32-抑制產(chǎn)甲烷菌活性的質(zhì)量濃度為150～200mg/L,污泥經(jīng)馴化后可以減少這種抑制。SO42-本身無(wú)毒,但由它所引起的問(wèn)題有兩方面,一是它轉(zhuǎn)化為有毒的H2S,二是它帶有的高濃度的陽(yáng)離子可能有毒。精選ppt3.4.2有機(jī)抑制性物質(zhì)〔1〕硝化物的毒性在厭氧條件下往系統(tǒng)中參加乙醇,能將2,4-二硝基甲苯轉(zhuǎn)化為2,4-胺基甲苯,但不能進(jìn)一步降解。如繼續(xù)進(jìn)行好氧處理,那么能將2,4-二胺基甲苯完全無(wú)機(jī)化?！?〕抗生素的毒性據(jù)報(bào)道,四環(huán)素、紅霉素質(zhì)量濃度分別為225mg/L、50mg/L時(shí),不會(huì)對(duì)甲烷菌產(chǎn)生抑制;痢特靈質(zhì)量濃度為150mg/L時(shí),在間歇或半連續(xù)反響器中運(yùn)行時(shí),對(duì)甲烷菌活性的最大抑制程度(考察系統(tǒng)生物活性與對(duì)照系統(tǒng)生物活性之差/時(shí)照系統(tǒng)生物活性)為10%。氯霉素對(duì)甲烷菌會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈抑制,經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間馴化后,甲烷產(chǎn)量也只能到達(dá)原來(lái)的5%。這說(shuō)明甲烷菌是不能對(duì)氯霉素產(chǎn)生馴化的。Speece報(bào)道,青霉素質(zhì)量濃度低于10mg/L時(shí),不會(huì)對(duì)利用乙酸的甲烷菌產(chǎn)生抑制。精選ppt〔3〕氰化物和氯仿的毒性Yang研究了氰化物和氯仿對(duì)利用乙酸的甲烷菌的毒性,試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明,氰化物和氯仿的濃度不同抑制期也不同,濃度越高抑制期越長(zhǎng),而且氯仿的抑制期比氰化物長(zhǎng)。產(chǎn)氣率的很快恢復(fù)說(shuō)明,在長(zhǎng)時(shí)間的抑制期中甲烷菌沒有死亡,而是代謝受到抑制。因細(xì)菌生長(zhǎng)需要100多天,但試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),開始產(chǎn)氣后產(chǎn)氣率恢復(fù)僅需10d左右。甲烷菌能適應(yīng)氯仿和氰化物。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),初次接觸某一濃度的氯仿或氰化物時(shí),產(chǎn)氣量迅速下降,反響器中連續(xù)幾天不參加氯仿或氰化物,然后再參加與上述同樣濃度的氯仿或氰化物,產(chǎn)氣量根本沒變化。共基質(zhì)的參加能夠使產(chǎn)氣率恢復(fù)得更快。參加質(zhì)量濃度為5mg/L的氰化物,17d根本不產(chǎn)氣,再參加質(zhì)量濃度為180mg/L的硫代硫酸鹽,4d后開始產(chǎn)氣。精選ppt〔4〕芳香族化合物的毒性Golden等人分析了芳香族化合物對(duì)甲烷菌的影響,發(fā)現(xiàn)利用乙酸的甲烷菌比利用H2/CO2的甲烷菌更易受芳香族化合物的抑制,并且芳香族化合物中的取代基不同對(duì)甲烷菌的毒性也不同,它們的毒性順序?yàn)?NO2>Cl>F。精選ppt4、厭氧生物處理的廢水特性4.1廢水的碳和氮參數(shù)4.1.1碳參數(shù)TOC系指廢水中所有有機(jī)物的含碳量，稱總有機(jī)碳?？傆袡C(jī)碳〔TOC〕的測(cè)定方法類似于總需氧量〔TOD〕，當(dāng)樣品在950℃中燃燒時(shí)，以鉑為催化劑，高溫燃燒水樣，測(cè)定排出氣體中的CO2含量，以此確定廢水水樣中碳元素的質(zhì)量，并從中扣除碳酸鹽等無(wú)機(jī)碳元素的含量〔通過(guò)低溫150℃燃燒測(cè)得〕，即為總有機(jī)碳。目前已有紅外線分析儀測(cè)定CO2氣體含量。因?yàn)門OC數(shù)據(jù)可靠性強(qiáng)，國(guó)內(nèi)外已廣泛使用TOC作為廢水的有機(jī)污染指標(biāo)?？偺肌睺C〕與總無(wú)機(jī)碳〔TIC〕之差為TOC。TOC＝TC－TIC1g有機(jī)碳被氧化時(shí)需耗用32／12g，即2.67g氧。COD值近似地代表水樣中全部有機(jī)物被氧化時(shí)耗去的氧量，故COD值換算成TOC值的系數(shù)為2.67。

精選ppt在實(shí)際測(cè)定時(shí)，不同的水樣，COD/TOC之比值是有上下的。比值小于2.67時(shí)，說(shuō)明樣品中有局部有機(jī)物不能被K2Cr2O7氧化。比值大于2.67時(shí)，說(shuō)明廢水中含有較多的無(wú)機(jī)復(fù)原性物質(zhì)。在生活污水中，TOC和BOD、COD之間的關(guān)系是：BOD5／TOC＝1.38，CODcr/TOC=3.13-3.45。各項(xiàng)有機(jī)物污染物指標(biāo)之間的關(guān)系為：TOD＞CODcr＞BOD5TOD為總需氧量。精選ppt4.1.2氮參數(shù)硝態(tài)氮系指廢水中亞硝酸氮和硝酸氮的總和：NOx--N=NO2--N+NO3－－N在化學(xué)分析中－3價(jià)的氮定義為總凱氏氮TKNTKN＝N有機(jī)＋NH3-NTN＝N有機(jī)＋NH3-N＋NO2--N+NO3－－N＝TKN＋NOx－－N有機(jī)氮的無(wú)機(jī)化百分率＝氨氮／總氮×100％假定有機(jī)氮主要是蛋白質(zhì)和氨基酸，那么“粗蛋白〞含量可用以下公式估計(jì)：蛋白質(zhì)含量〔g/L〕=有機(jī)氮〔g/L〕×6.25蛋白質(zhì)含量〔gCOD/L〕=有機(jī)氮〔g/L〕×7.81精選ppt檢測(cè)進(jìn)水和出水中氮的含量是因?yàn)椋骸?〕氨氮是細(xì)菌生長(zhǎng)的重要營(yíng)養(yǎng)物；〔2〕氨氮能對(duì)產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生毒性；〔3〕氨氮能中和VFA。精選ppt氮在廢水處理中的意義在于：〔1〕氮是廢水污染程度的重要指標(biāo)之一。有機(jī)氮和復(fù)原態(tài)氮在廢水中很不穩(wěn)定，有機(jī)氮可通過(guò)氨化作用轉(zhuǎn)化成氨氮，氨氮在氧存在的條件下進(jìn)一步氧化成硝酸氮，同時(shí)需消耗氮質(zhì)量4.57倍的氧，因此水中氨氮濃度是水體黑臭最重要的指標(biāo)之一。水中氮含量過(guò)高可引起水體富營(yíng)養(yǎng)化。氨氮等類氮化合物對(duì)生物有毒害作用?！?〕氮是微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，廢水中氮的含量可影響廢水生化處理的效果?！?〕氮是污水凈化度的重要指標(biāo)之一。廢水的凈化主要是通過(guò)氧化到達(dá)無(wú)機(jī)化、穩(wěn)定化，所以總氮含量中有機(jī)氮和氨氮量的減少，硝態(tài)氮所占比例的增加，以及總氮的去除率是重要的凈化度指標(biāo)。精選ppt4.2廢水的厭氧生物可降解性4.2.1生物降解性能含義生物降解性是指通過(guò)微生物的活動(dòng)使某一物質(zhì)改變其原來(lái)的化學(xué)和物理性質(zhì),在結(jié)構(gòu)上引起變化所能到達(dá)的程度。有關(guān)降解的說(shuō)法：(1)初級(jí)生物降解：母體化合物結(jié)構(gòu)一局部發(fā)生變化,改變了分子的完整性；〔2〕環(huán)境可接受的生物降解：母體化合物失去了對(duì)環(huán)境有毒的特性；〔3〕完全生物降解：母體化合物完全無(wú)機(jī)化，即在耗氧環(huán)境中有機(jī)物在微生物的作用下通過(guò)中間代謝產(chǎn)物變?yōu)镃O2和H2O〔可能還有氨、硫酸鹽、磷酸鹽等〕；在厭氧條件下得到最終產(chǎn)物甲烷、二氧化碳等氣體和水。精選ppt根據(jù)有機(jī)物生物降解的難易程度，一般可分為以下三類：〔1〕易于被微生物利用，可立即作為能量營(yíng)養(yǎng)物來(lái)源的物質(zhì)，稱為易生物降解物質(zhì)；〔2〕逐步被微生物利用的物質(zhì)，稱為可生物降解物質(zhì)；〔3〕降解很慢或根本不降解的物質(zhì)，稱為難生物降解物質(zhì)。精選ppt4.2.2影響有機(jī)物生物降解性能的因素4.2.2.1與基質(zhì)相關(guān)的因素〔1〕基質(zhì)的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)：基質(zhì)的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)決定其溶解性、分子的排列、分子的空間結(jié)構(gòu)及分子間的吸引、排斥等，進(jìn)而影響其生物降解性能。〔2〕基質(zhì)的各種理化性質(zhì)：難溶于水的化合物比易溶于水的化合物降解性能差，其原因在于：①難溶于水的化合物在水中擴(kuò)散程度差，且很容易被吸附或誘捕到惰性物質(zhì)上，使其很難到達(dá)微生物細(xì)胞的反響位置，從而阻礙酶發(fā)揮作用；②當(dāng)生物降解速度被溶解度控制時(shí)，反響速率那么下降。精選ppt〔3〕基質(zhì)濃度：生物降解反響必須具有適宜的基質(zhì)濃度，基質(zhì)濃度過(guò)低，降解過(guò)程可能受到抑制，而高濃度那么會(huì)對(duì)微生物的生理活動(dòng)產(chǎn)生抑制作用。4.2.2.2與生物體相關(guān)的因素〔1〕微生物種類：簡(jiǎn)單的物質(zhì)，立即可被許多微生物所降解，而復(fù)雜的有機(jī)物，只有少數(shù)微生物種屬對(duì)其產(chǎn)生降解作用，代謝途徑復(fù)雜，而且有時(shí)需要多種微生物的多步聯(lián)合代謝?！?〕微生物數(shù)量：必須具有一定的污泥濃度才能對(duì)廢水進(jìn)行有效的處理?！?〕微生物種屬間的相互作用：降解有機(jī)物的微生物都是以混合菌種的形式存在，這些不同種屬的微生物相互影響、相互作用、協(xié)同代謝，共同完成對(duì)有機(jī)物的分解作用。精選ppt4.2.2.3與環(huán)境相關(guān)的因素〔1〕溫度據(jù)報(bào)道，微生物生長(zhǎng)的環(huán)境溫度范圍為-12～100℃，但大多數(shù)細(xì)菌的適宜溫度在20～40℃范圍內(nèi)。生物降解速率在其所容忍的溫度范圍內(nèi)隨著溫度的升高而增加?！?〕pH值不同微生物存在不同的最適pH值范圍，微生物氧化作用一般在pH=6～8之間最快。精選ppt〔3〕溶解氧不同種類微生物對(duì)溶解氧有不同的要求。好氧菌需要氧氣才能生長(zhǎng)，并以之為產(chǎn)能反響的電子受體。厭氧菌在無(wú)氧的環(huán)境中生存，它們的產(chǎn)能反響不需要氧氣。在有氧或無(wú)氧環(huán)境中均能生存的細(xì)菌是兼性菌。有時(shí)還要對(duì)這三類細(xì)菌進(jìn)行細(xì)致的分類。專性厭氧菌在有氧的環(huán)境中會(huì)死亡，耐氧厭氧菌能夠忍受氧氣并在有氧環(huán)境中生長(zhǎng)，但不能利用氧氣。喜好氧氣、但沒有氧氣也能生存的菌稱為兼性好氧菌，而在微量分子態(tài)氧環(huán)境中生存的菌種為嗜微氧菌。精選ppt〔4〕有毒物質(zhì)周圍環(huán)境有有毒物質(zhì)存在時(shí)，會(huì)抑制微生物活性，阻礙微生物對(duì)其他化合的代謝?！?〕營(yíng)養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)元素或某些微量元素的缺乏會(huì)減慢或限制微生物的代謝作用，此時(shí)需補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，誘發(fā)降解。精選ppt5、廢水生物脫氮技術(shù)精選ppt一、概述廢水生物脫氮技術(shù)是70年代中期美國(guó)和南非等國(guó)的水處理專家在對(duì)化學(xué)、催化和生物處理方法研究的根底上，提出的一種經(jīng)濟(jì)有效的處理技術(shù)。目前歐洲各國(guó)對(duì)廢水的脫氮要求越來(lái)越嚴(yán)。如德國(guó)除要求到1995年有85%的污水處理廠到達(dá)三級(jí)處理標(biāo)準(zhǔn)外，還要求1999年污水廠出水每2h取樣的混合水樣中至少有80%〔5個(gè)水樣中至少有4個(gè)〕滿足總無(wú)機(jī)氮小于等于5mg/L的要求，否那么要交納排污費(fèi)。

精選ppt廢水中的氮一般以有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮等四種形態(tài)存在。生物污水中氮的主要存在形態(tài)是有機(jī)氮和氨氮。其中有機(jī)氮占生物污水含氮量的40～60%，氨氮占50～60%，亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮僅占0～5%。精選ppt廢水的生物脫氮過(guò)程，實(shí)際上是將氮在自然界中循環(huán)的根本原理應(yīng)用于廢水生物處理，并借助于不同微生物的共同協(xié)調(diào)作用以及合理的人為運(yùn)行控制，而將生物去碳過(guò)程中轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生及原廢水存在的氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)舛鴱膹U水中脫除的過(guò)程。在廢水的生物脫氮處理過(guò)程中，首先在好氧條件下，通過(guò)好氧硝化菌的作用，將廢水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽氮或硝酸鹽氮；然后在缺氧條件下，利用反硝化菌〔脫氮菌〕將亞硝酸鹽和硝酸鹽復(fù)原為氮?dú)舛鴱膹U水中逸出。精選ppt廢水的生物脫氮包括氨氮的硝化和亞硝酸鹽氮及硝酸鹽氮的反硝化兩個(gè)階段。也有這樣劃分的，即生物脫氮一般由兩種形式四個(gè)過(guò)程完成，一種是通過(guò)同化作用將氮固定在微生物體內(nèi)，通過(guò)排泥將氮從污水中去除；另一種是通過(guò)氨化作用、硝化作用、反硝化作用將污水中的氮通過(guò)氣體的形式排入大氣中從而將氮去除。四個(gè)過(guò)程分述如下。精選ppt1.同化作用微生物在生長(zhǎng)時(shí)通過(guò)合成代謝將氮以蛋白質(zhì)或其它物質(zhì)形式固定在細(xì)胞內(nèi)，成為細(xì)胞的組成成分。按細(xì)胞干重計(jì)算，微生物細(xì)胞中氮的含量約為12%。在污水生物處理系統(tǒng)中可通過(guò)排放剩余污泥將微生物細(xì)胞中所固定的氮排出系統(tǒng)，從而到達(dá)降低污水中總氮的目的。這是通過(guò)微生物的同化作用除氮。精選ppt2.氨化作用有機(jī)氮化物在微生物的分解作用中釋放出氨的過(guò)程稱為氨化作用。污水中的有機(jī)氮主要有蛋白質(zhì)、尿素、氨基酸、胺類、氰化物和硝基化合物等。蛋白質(zhì)中的氨基是通過(guò)兩個(gè)過(guò)程脫除的，首先蛋白質(zhì)在微生物產(chǎn)生的水解酶的作用下逐步水解為氨基酸，蛋白質(zhì)的水解作用可在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行也可在細(xì)胞外進(jìn)行；蛋白質(zhì)水解形成的氨基酸在脫氨基酶的作用下進(jìn)行脫氨基作用，于是氨基最終從蛋白質(zhì)中脫除下來(lái)，脫氨基作用可在有氧條件下進(jìn)行，也可在無(wú)氧條件下進(jìn)行。其化學(xué)反響式如下。精選ppt有氧條件下：RCHNH2COOH+O2→RCOOH+CO2+NH3〔氧化脫氨基〕無(wú)氧條件下：RCHNH2COOH+H2O→RCH2OCOOH+NH3〔水解脫氨基〕RCHNH2COOH+2H→RCH2COOH+NH3〔復(fù)原脫氨基〕CH2OHCHNH2COOH→CH3COCOOH+NH3〔脫水脫氨基〕RCHNH2COOH+RCHNH2COOH+H2O→RCOCOOH+RCH2COOH+2NH3〔氧化復(fù)原脫氨基〕精選ppt尿素的分解過(guò)程是在尿素酶的作用下迅速水解為碳酸胺，碳酸胺很不穩(wěn)定易分解成氨、二氧化碳和水。生活污水中的氨氮主要來(lái)源于尿素的水解。其反響式如下：CO(NH2)2+2H2O→(NH4)2CO3(NH4)2CO3→2NH3+CO2+H2O精選ppt〔三〕硝化作用硝化作用分兩個(gè)階段進(jìn)行，一是由亞硝酸菌將氨〔NH4+、NH3〕轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽〔NO2-〕階段，稱為亞硝化作用，二是由硝酸菌將亞硝酸鹽〔NO2-〕進(jìn)一步氧化為硝酸鹽〔NO3-〕。亞硝化作用：NH3→NO2-此過(guò)程復(fù)雜NH3+3O2→NH2OH等→……→2HNO2+2H2O+能量精選ppt精選ppt總反響式為：上式可知：〔1〕在硝化過(guò)程中，1g氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮時(shí)所需氧4.57g；〔2〕硝化過(guò)程中釋放出H+，將消耗廢水中的堿度，每氧化1g氨氮，將消耗堿度〔以CaCO3計(jì)〕7.1g。精選ppt影響硝化過(guò)程的主要因素有：〔1〕pH值當(dāng)pH值為8.0～8.4時(shí)〔20℃〕，硝化作用速度最快。由于硝化過(guò)程中pH值將下降，當(dāng)廢水堿度缺乏時(shí)，即需投加石灰，維持pH值在7.5以上；〔2〕溫度溫度高時(shí)，硝化速度快。硝化反響的適宜溫度為20～30℃。溫度低于15℃時(shí)，反響速度迅速下降，在5℃時(shí)反響幾乎完全停止。〔3〕污泥停留時(shí)間硝化菌的生長(zhǎng)世代周期較長(zhǎng)，為了保證硝化作用的進(jìn)行，泥齡應(yīng)取大于硝化菌最小世代時(shí)間兩倍以上。精選ppt精選ppt〔4〕溶解氧氧是生物硝化作用中的電子受體，其濃度太低不利于硝化反響的進(jìn)行。一般，在活性污泥法曝氣池中進(jìn)行硝化，溶解氧應(yīng)保持在2～3mg/L以上；〔5〕BOD負(fù)荷由于硝化菌是自養(yǎng)菌，假設(shè)水中BOD5值過(guò)高，將有助于異養(yǎng)菌的迅速繁殖，微生物中的硝化菌的比例下降，BOD負(fù)荷應(yīng)維持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d。表20-1中列出了BOD5，TKN與硝化菌所占比例的關(guān)系。在好氧反響器內(nèi)的表現(xiàn)特征為：早期的時(shí)間為有機(jī)物的好氧氧化，后期時(shí)間為硝化。精選ppt精選ppt進(jìn)行硝化作用的細(xì)菌：〔1〕亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌進(jìn)行硝化作用的亞硝化細(xì)菌有亞硝酸單胞菌屬、亞硝酸螺桿菌屬和亞硝化球菌屬。進(jìn)行硝化作用的硝化細(xì)菌有硝酸桿菌屬、螺菌屬和球菌屬。進(jìn)行硝化作用的亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌都是化能自養(yǎng)菌，專性好氧，它們分別從氧化NH3和NO2-的過(guò)程中獲得能量，以CO2為唯一碳源，作用產(chǎn)物分別為NO2-和NO3-。在生理濃度條件下，NH4+氧化為NO2-產(chǎn)生的能量為242.8～351.7kJ/mol，亞硝酸菌可利用所產(chǎn)生能量的5～14%。NO2-氧化為NO3-產(chǎn)生的能量為64.5～87.25kJ/mol，硝酸菌可利用其中能量的5～10%。硝酸菌和亞硝酸菌要求中性或弱堿性的環(huán)境〔pH6.5～8.0〕，pH＜6.0時(shí)，作用強(qiáng)度明顯下降。它們的特性如下表所示：精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt在反硝化反響中，最大的問(wèn)題就是污水中可用于反硝化的有機(jī)碳的多少及其可生化程度。當(dāng)污水中BOD5/TKN>3～5時(shí)，可認(rèn)為碳源充足。不同的有機(jī)碳將導(dǎo)致反硝化速率的不同。碳源按其來(lái)源可分為三類：①外加碳源，多采用甲醇，因?yàn)榧状急环纸獾漠a(chǎn)物為二氧化碳和水，不產(chǎn)生其它難降解的中間產(chǎn)物，但其費(fèi)用較高；②原水中含有的有機(jī)碳；③內(nèi)源呼吸碳源，細(xì)菌體內(nèi)的原生物質(zhì)及其貯存的有機(jī)物。實(shí)際污水處理中工藝如何設(shè)計(jì)：廢水特性：A／O反響器。精選ppt影響反硝化的主要因素：①溫度，反硝化反響的溫度范圍較寬，在5～40℃范圍內(nèi)都可以進(jìn)行。但溫度低于15℃時(shí)，反硝化速率明顯下降；②pH值，7.0～8.0；③溶解氧，0.5mg/L以下〔活性污泥法〕1.0mg/L以下〔生物膜法〕；④有機(jī)碳源BOD5/TKN>3～5。精選ppt精選ppt三、生物脫氮的其它理論

精選ppt1、好氧反硝化最初認(rèn)為，反硝化過(guò)程是一個(gè)嚴(yán)格的厭氧過(guò)程，因?yàn)榉聪趸且环N兼性菌，在有氧的條件下優(yōu)先進(jìn)行有氧呼吸，分解有機(jī)物獲得能量進(jìn)行生長(zhǎng)，進(jìn)行的是異養(yǎng)生長(zhǎng)，這限制了使用硝酸鹽和亞硝酸鹽作為最終電子受體。但這只是針對(duì)專性厭氧反硝化菌而言。實(shí)際上，自然界還存在好氧反硝化現(xiàn)象。精選ppt〔1〕生物學(xué)理論80年代發(fā)現(xiàn)了好氧反硝化菌，使得好氧反硝化現(xiàn)象有了生物學(xué)依據(jù)。的好氧反硝化菌有PseudomonasSpp、Alcaligenesfaecalis、ThiosphaeraPantotropha，這些好氧反硝化菌同時(shí)也是異養(yǎng)硝化菌，所以好氧反硝化菌能在有氧的條件下直接將氨轉(zhuǎn)化為最終氣態(tài)產(chǎn)物。研究說(shuō)明，好氧反硝化和異養(yǎng)硝化菌，其反響速率隨DO的增加而減少。好氧反硝化菌與厭氧反硝化菌相比，其特征是反硝化速率要慢一些，但能較好地適應(yīng)厭氧、好氧的周期性變化。精選ppt〔2〕生物化學(xué)理論好氧反硝化的最大特征是在好氧階段存在總氮的較大損失。對(duì)于好氧反硝化現(xiàn)象一方面可由生物學(xué)理論加以解釋，另一方面還可從生物化學(xué)方面加以闡釋。關(guān)于硝化作用的生物化學(xué)機(jī)制的研究，已初步搞清楚是按以下途徑進(jìn)行：NH3→H2N→NH2→NH2-OH→N2→N2O〔HNO〕→NO→NO2-→NO3-在這個(gè)過(guò)程中，至少有三個(gè)中間產(chǎn)物N2、N2O、NO是以氣體的形式產(chǎn)生。其中硝化、反硝化過(guò)程均可以產(chǎn)生中間產(chǎn)物N2O和NO，其比例高達(dá)總氮去除率的10%，MarshallSpector甚至發(fā)現(xiàn)過(guò)硝酸鹽反硝化過(guò)程中N2O最大積累量達(dá)總氮去除率的50～80%。較多的研究說(shuō)明，在好氧硝化過(guò)程中，如果碳氮比值較低，DO較低，或者SRT較小，都能導(dǎo)致N2O釋放量的增大，并且好氧反硝化比厭氧反硝化產(chǎn)生更多的N2O中間產(chǎn)物。在此應(yīng)著重指出的是，好氧硝化產(chǎn)生的中間產(chǎn)物N2O的逸出而導(dǎo)致總氮的損失，實(shí)際上不是反硝化脫氮，但人們往往將之歸為反硝化脫氮。精選ppt2.厭氧氨生物氧化技術(shù)早在1977年，布羅達(dá)〔Broda〕就曾從自由能理論計(jì)算中預(yù)言自然界應(yīng)存在反硝化氨氧化菌(denitrifyingammonia-oxidizers)，并認(rèn)為它是“失蹤自然界的化能營(yíng)養(yǎng)型微生物〞(lithotrophsmissinginnature)，其理由是，以硝酸或亞硝酸鹽作為電子受體時(shí)氨氧化所釋放的自由能與以氧作為電子受體相當(dāng)，如：NH4++NO2-→N2+2H2O△Go=-361kJ/molNH4+NH4++0.6NO3-→0.8N2+1.8H2O+0.4H+△Go=-297kJ/molNH4+NH4++0.75O2→0.5N2+1.5H2O+H+△Go=-315kJ/molNH4+既然氨能支持氨氧化細(xì)菌和亞硝酸氧化細(xì)菌的生長(zhǎng)，它也能支持氨厭氧氧化菌的生長(zhǎng)?！苍O(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)方案如何驗(yàn)證上述現(xiàn)象的存在？〕精選ppt但它的現(xiàn)實(shí)發(fā)現(xiàn)是在理論預(yù)測(cè)10年之后。最近，Mulder等〔1995〕在研究脫氮流化床反響器時(shí)發(fā)現(xiàn)，氨確實(shí)可直接作為電子供體而進(jìn)行反硝化反響，并稱之為厭氧氨生物氧化〔AnaerobicAmmoniumOxidation,簡(jiǎn)稱Anammox〕。VanderGraaf等〔1996〕等進(jìn)一步證實(shí)Anammox是一個(gè)微生物學(xué)過(guò)程，他指出，在厭氧分批培養(yǎng)中，氨與硝酸鹽被同時(shí)轉(zhuǎn)化，僅有微量的亞硝酸鹽積累。一旦硝酸鹽耗盡，氨的轉(zhuǎn)化也即停止，補(bǔ)充硝酸鹽后，氨的轉(zhuǎn)化馬上恢復(fù)。關(guān)于在厭氧狀態(tài)下氨減少的現(xiàn)象有很多學(xué)者在試驗(yàn)室中已觀察到。厭氧氨生物氧化速率與細(xì)胞〔污泥〕濃度成正相關(guān)關(guān)系。他們還用同位素示蹤證明，厭氧氨氧化的主要產(chǎn)物為N2。精選pptANAMMOX無(wú)需有機(jī)碳源存在，碳酸鹽/二氧化碳是ANAMMOX微生物生長(zhǎng)所需的無(wú)機(jī)碳源。ANAMMOX總試驗(yàn)計(jì)量化學(xué)式由方程(2)所表示，它是ANAMMOX分解與合成的總的表達(dá)式。ANAMMOX一個(gè)令人驚奇的性質(zhì)是它在反響過(guò)程中需要轉(zhuǎn)換局部亞硝酸氮到硝酸氮，如方程(2)所示。因?yàn)锳NAMMOX由自養(yǎng)微生物所完成，所以，為固定CO2并使之復(fù)原為有機(jī)碳需要有一個(gè)電子給予體。理論上，兩種基質(zhì)，氨氮(氧化到亞硝酸氮)及亞硝酸氮(氧化到硝酸氮)均可擔(dān)當(dāng)此任，但在現(xiàn)實(shí)中顯然僅亞硝酸氮被用于此目的。NH4++1.32NO2-+0.066HCO3-+0.13H+→0.066CH2O0.5N0.15+1.02N2+0.26NO3-+2.03H2O(2)精選ppt精選ppt精選ppt3.亞硝酸型生物脫氮技術(shù)3.1亞硝酸型生物脫氮原理所謂亞硝酸型生物脫氮就是將硝化過(guò)程控制在亞硝酸階段，然后進(jìn)行反硝化。氨被氧化成硝酸是由兩類獨(dú)立的細(xì)菌催化完成的兩個(gè)不同的反響，對(duì)于反硝化菌而言，無(wú)論是硝酸鹽或者是亞硝酸鹽都可作為最終受氫體，因而整個(gè)生物脫氮過(guò)程可通過(guò)NH3→NO2-→N2這樣的途徑完成。亞硝酸菌的世代周期比硝酸菌的世代周期短，控制在亞硝酸型階段易提高微生物濃度和硝化反響速度，縮短硝化反響時(shí)間，從而可減小反響器的容積，節(jié)省基建投資。另外，控制在亞硝酸型階段可節(jié)省氧化NO2-到NO3-的用氧量。亞硝酸型生物脫氮技術(shù)與傳統(tǒng)的生物脫氮技術(shù)相比亞硝酸型生物脫氮技術(shù)具有以下的特征。精選ppt〔1〕在NH3→NO2-→NO3-的硝化反響中，限制因子是亞硝化單胞菌屬的增長(zhǎng)速度。亞硝化反響的最適pH值為7.8～8.8，在這一pH值范圍內(nèi)，亞硝化單胞菌屬的增長(zhǎng)速度較維持硝酸化所需要的pH值6.8～7.8范圍內(nèi)的增長(zhǎng)速度要大。為完成硝化作用所需要的極限污泥負(fù)荷范圍也大?！?〕因只將NH3轉(zhuǎn)化為NO2-而不需進(jìn)一步將NO2-轉(zhuǎn)化為NO3-，所以可節(jié)省由NO2-氧化為NO3-的用氧量，從而可節(jié)省能源?！?〕亞硝酸型生物脫氮時(shí)，NO2-的復(fù)原速度比傳統(tǒng)生物脫氮方式NO3-的復(fù)原速度要大?！?〕亞硝酸型生物脫氮時(shí)對(duì)有機(jī)碳源的需要量較硝酸型脫氮減少50%左右。精選ppt3.2亞硝酸型生物脫氮的途徑(1)溫度的控制在15～30℃范圍內(nèi)，硝化過(guò)程所形成的亞硝酸鹽可被完全氧化為硝酸鹽。溫度低于15℃時(shí)，硝化速率降低，并且溫度在12～14℃范圍內(nèi)活性污泥中硝酸菌受到嚴(yán)重的抑制，出現(xiàn)亞硝酸鹽的積累。溫度高于30℃也會(huì)出現(xiàn)亞硝酸鹽的積累。因此控制硝化階段溫度在低溫或高溫時(shí)，硝化產(chǎn)物主要是亞硝酸鹽。(2)DO的控制亞硝酸菌和硝酸菌都是好氧菌，一般認(rèn)為DO應(yīng)高于0.5mg/L時(shí)才能很好地進(jìn)行硝化作用。在低DO下，氨的氧化率不是很低，但對(duì)亞硝酸鹽進(jìn)一步氧化為硝酸鹽存在明顯的阻礙作用，產(chǎn)生亞硝酸鹽的積累。其主要原因是在對(duì)有限氧的競(jìng)爭(zhēng)上亞硝酸菌的能力要強(qiáng)于硝酸菌。精選ppt(3)pH值的控制亞硝酸鹽的生成速度在pH值8.0附近到達(dá)最大，而硝酸鹽的生成速度在pH值7.0附近到達(dá)最大。利用亞硝酸菌和硝酸菌的最適pH值的不同，控制反響器中混合液的pH值就可控制硝化類型和硝化產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，pH值大于7.4時(shí)亞硝酸鹽所占比例高于90%，亞硝酸型硝化必須將pH值控制在7.4～8.3。(4)氨濃度和氨負(fù)荷的控制游離態(tài)的分子氨〔FA〕對(duì)硝化作用有明顯的抑制作用，硝化桿菌屬比亞硝化單胞菌屬更易受到FA的抑制，0.6mg/L的FA幾乎可全部抑制硝酸菌的活性，從而出現(xiàn)亞硝酸鹽的積累。FA高于5mg/L才會(huì)對(duì)亞硝酸菌的活性產(chǎn)生影響，只有當(dāng)FA到達(dá)40mg/L