厌氧法
厌氧的基本原理及影响其效果的因素
厌氧生化法的基本原理及影响其效果的因素一、厌氧生化法的基本原理废水厌氧生物处理是在无分子氧条件下通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称为厌氧消化。
厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成。
因而粗略地将厌氧消化过程分为三个连续的阶段，即水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段，如下图所示：（1）水解酸化（2）产氢产乙酸（3）产甲烷第一阶段为水解酸化阶段。
复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物，然后渗入细胞体内，分解产生挥发性有机酸、醇类、醛类等。
这个阶段主要产生较高级脂肪酸。
含氮有机物分解产生的NH除了提供合成细胞物质的氮源外，在水中部分电离，形成NHHCO，具有缓冲消化液PH值的作用。
第二阶段为产氢产乙酸阶段。
在产氢产乙酸细菌的作用下，第一阶段产生的各种有机酸被分解转化成乙酸和H2 ，在降解奇数碳素有机酸时还形成CO2 。
第三阶段为产甲烷阶段。
产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2 和H2 等转化成甲烷。
虽然厌氧消化过程可分为以上三个阶段，但是在厌氧反应器中，三个阶段是同时进行的，并保持某种程度的动态平衡。
这种动态平衡一旦被PH值、温度、有机负荷等外加因素所破坏，贝y首先将使产甲烷阶段受到抑制，其结果会导致低级脂肪酸的积存和厌氧进程的异常变化，甚至会导致整个厌氧消化过程停滞。
二、影响厌氧处理效果的因素水解产酸细菌和产氢产乙酸细菌，可统称为不产甲烷菌，它包括厌氧细菌和兼性细菌，尤以兼性细菌居多。
与产甲烷菌相比，不产甲烷菌对PH值、温度、厌氧条件等外界环境因素的变化具有较强的适应性，且其增殖速度快。
而产甲烷菌是一群非常特殊的、严格厌氧的细菌，它们对环境条件的要求比不产甲烷菌更严格，而且其繁殖的世代期更长。
因此，产甲烷细菌是决定厌氧消化效率和成败的主要微生物，产甲烷阶段是厌氧过程速率的限制步骤。
好氧处理法和厌氧处理法的优缺点
好氧处理法和厌氧处理法的优缺点
好氧生物处理：是在有游离氧(分子氧)存在的条件下,好氧微生物降解有机物,使其稳定、无害化的处理方法.优点有反应速度较快,废水停留时间较短,故处理构筑物容积较小；处理过程中散发的臭气较少；对能降解有机物分解完全等.缺点有对难降解有机物去除率低、污泥量较厌氧处理多、运行费用较高等.
厌氧生物处理：是有机物在无氧的条件下,借助转性厌氧菌和兼性厌氧菌的作用下,将大部分的有机物转化为甲烷等简单小分子有机物与无机物,从而使污水得到净化.优点有有机物去除率高、污泥量少、运行费用少等.缺点有废水停留时间较长、有机物分解不完全、臭气产生多等.。
第15章 水处理厌氧生物处理
均匀地 加以收集，排出反应器。
(5)气室 也称集气罩，其作用是收集沼气。 (6)浮渣清除系统 其功能是清除沉淀区液面和气 室表面的浮渣，根据需要设置。 (7)排泥系统 其功能是均匀地排除反应区的剩余
污泥。
2.4.4 厌氧颗粒污泥
厌氧污泥的主要聚集形式包括颗粒
(granules)、 团体(pellets)、絮体（flocs)、
2．1普通厌氧消化池
普通消化池又称传统或常规消化池 (conventional digester) 消化池常用密闭的圆柱形池，废水定期 或连续进入池中，经消化的污泥和废水分别 由消化池底和上部排出，所产沼气从顶部排 出。 池径从几米至三、四十米，柱体部分的 高度约为直径的1/2，池底呈圆锥形，以利排 泥。 为使进水与微生物尽快接触，需要一定 的搅拌。常用搅拌方式有三种：(a)池内机械 搅拌；(b)沼气搅拌；(c)循环消化液搅拌。
上流式厌氧污泥床反应器（upflow anaerobic sludge blanket reactor)，简称 UASB反应器，是由荷兰的G. L
污泥床反应器内没有人工载体，反应器内微
生物以自身聚集生长，为颗粒污泥状态存在，
因而能达到高生物量和高效高负荷。
3)产乙酸阶段
上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳
酸以及新的细胞物质，这一阶段的主导细菌是乙
酸菌。同时水中有硫酸盐时，还会有硫酸盐还原 菌参与产乙酸过程。
4)产甲烷阶段 乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被甲烷菌利用
被转化为甲烷和以及甲烷菌细胞物质。
经过这些阶段大分子的有机物就被转化为甲烷、
2.4上流式厌氧污泥床反应器UASB
2.4.1 概述 2.4.2 基本特点（优点、缺点） 2.4.3 UASB的构造和组成 2.4.4 颗粒污泥 2.4.5 UASB的设计
污水处理-厌氧生物处理方法
2、气化阶段： 有机酸、醇、醛等中间产物在甲烷菌的作用下转化为生物气，也可称消化气，主体是CH4，因此气化阶段常称甲烷化阶段。该阶段除产生CH4外，还产生CO2和微量H2S。
1)厌氧生物处理的早期目的和过程
液化阶段： 兼性厌氧菌作用，大量氢产生，也称氢发酵阶段，有机酸大量积累，pH迅速下降，污泥带有粘性，呈灰黄色，并发出恶臭，污泥称为酸性发酵污泥。 气化阶段： 专性厌氧菌作用，需隔绝光和空气，最佳pH值7.2-7.5，有机酸浓度不超过2000mg/L，最佳50－500mg/L， 碱度不应超过5000mg/L，最佳2000－3000mg/L 污泥呈黑色，稳定不易腐化，无甚恶臭，易于脱水，这种污泥成为熟污泥或消化污泥。
早期的厌氧处理研究主要针对污泥消化，即将污泥中的固态有机物降解为液态和气态的物质。 污泥的消化过程明显分为两个阶段：固态有机物先液化，称液化阶段；接着降解产物气化，称气化阶段；整个过程历时半年以上。
1)厌氧生物处理的早期目的和过程
1、液化阶段 最显著的特征是液态污泥的PH值迅速下降，不到10天，降到最低值(例如在室温下，露在空气中的食物几天内就变馊发酸)，所以又称酸化阶段。 污泥中的固态有机物如淀粉、纤维素、油脂、蛋白质等，在无氧环境中降解时，转化为有机酸、醇、醛、水分子等液态产物和C02、H2、NH3、H2S等气体分子。由于转化产物中有机酸是主体，所以导致PH值下降。 又由于产生的NH3溶解于水后产生的NH4OH具有碱性，产生中和反应并经过长时间的过程后使PH值回升，并进入气化阶段。
2、酸碱度、pH值
三、厌氧消化的影响因素与控制要求
厌氧装置适宜在中性或稍偏碱性的状态下运行。最适pH值为7.0～7.2，pH6.6～7.4较为适宜。 pH值和温度是影响甲烷细菌生长的两个重要环境因素。 影响微生物对营养物的吸收； pH强烈地影响酶的活性，进而影响微生物细胞内的生物化学过程。
厌氧生物法的原理
厌氧生物法的原理厌氧生物法是一种利用厌氧微生物来处理废水的方法。
它的原理是通过控制环境中的氧气含量，创造一种缺氧的条件，使厌氧微生物能够生存和繁殖，进而分解和转化废水中的有机物质。
在厌氧生物法中，厌氧微生物起着至关重要的作用。
厌氧微生物是一类无需氧气就能生存的微生物，它们能够利用废水中的有机物质作为自己的能源和碳源。
在厌氧条件下，这些微生物通过代谢过程将有机物质分解为较简单的化合物，如酸、醇和气体等。
这些产物进一步被其他厌氧微生物利用，最终转化为无机物质，如二氧化碳、水和硫化物等。
厌氧生物法的原理可以分为两个方面：厌氧微生物的生长和有机物的分解。
首先，厌氧微生物需要在缺氧的环境中生长和繁殖。
为了满足这一需求，厌氧生物法通过控制氧气的供应来创造缺氧条件。
通常情况下，可以通过限制氧气的供应或者利用一些氧化剂将氧气消耗掉来实现。
这样，就可以为厌氧微生物提供一个适合它们生长的环境。
厌氧微生物利用废水中的有机物质进行代谢。
有机物质是厌氧微生物生长和繁殖的主要来源。
当有机物质进入厌氧生物法处理系统后，厌氧微生物通过一系列的代谢过程将有机物质分解为较简单的化合物。
这些化合物进一步被其他厌氧微生物利用，最终转化为无机物质。
通过这种方式，厌氧生物法能够有效地将有机物质降解并转化为无害的物质。
厌氧生物法在废水处理中具有许多优点。
首先，厌氧生物法能够高效地降解有机物质，减少废水中的污染物。
其次，厌氧生物法对环境要求较低，不需要大量的氧气供应和高能耗设备。
此外，厌氧生物法还能够产生一些有用的产物，如甲烷等可再生能源。
因此，厌氧生物法在废水处理中具有广泛的应用前景。
然而，厌氧生物法也存在一些限制和挑战。
首先，厌氧微生物的适应能力较差，对环境条件的变化较为敏感。
因此，在厌氧生物法中需要精确控制环境参数，以维持厌氧微生物的稳定生长。
其次，厌氧生物法对废水中的有机物质种类和浓度有一定的限制。
一些难降解的有机物质可能需要其他处理方法来预处理，以提高厌氧生物法的效果。
五种常见生活污水处理工艺详解分析比较
五种常见生活污水处理工艺详解分析比较生活污水处理是指对居民生活中产生的污水进行处理，以确保其达到排放标准。
下面将详细介绍五种常见的生活污水处理工艺，并对它们进行比较和分析。
1.活性污泥法活性污泥法是最常见的生活污水处理工艺之一、该工艺通过在生物反应器中加入活性污泥，利用微生物降解有机物质，将污水中的有机物和氮、磷等营养物质去除。
该工艺具有处理效果好、能耗低的优点，但对反应器的管理要求较高，容易出现过载和过浓度问题。
2.厌氧厌氧法厌氧厌氧法是一种利用厌氧菌降解污水中有机物质的工艺。
该工艺主要通过厌氧菌的代谢作用去除有机物质，并产生沼气。
相比于活性污泥法，厌氧厌氧法的沼气产量更高，能够实现能源回收。
但该工艺对反应器的管理和运行比较复杂，需要控制好厌氧和厌氧菌的比例。
3.等温厌氧消化法等温厌氧消化法是一种在恒温条件下利用厌氧菌降解污泥的工艺。
该工艺通过维持合适的温度和pH值，加速污泥中有机物质的分解和产沼气的过程。
等温厌氧消化法具有较高的气体产量和有机物质去除效率，但对运行条件的控制要求较高。
4.活性炭吸附法活性炭吸附法是一种利用活性炭材料吸附污水中的有害物质的工艺。
该工艺通过将污水通过活性炭滤料层进行过滤吸附，去除污水中的有机物、重金属和恶臭物质。
活性炭吸附法具有比较好的去除效果，但需要定期更换活性炭滤料，并对废弃的活性炭进行处理。
5.前处理与生物滤池结合前处理与生物滤池结合是一种综合利用物理和生物反应的处理工艺。
该工艺首先通过沉淀池、格栅等物理处理单元去除大颗粒物质和固体悬浮物，然后将处理后的水进入生物滤池中，通过微生物的降解作用去除有机物和氮、磷等营养物质。
该工艺综合了物理和生物反应的优点，能够有效去除污水中的有机物和营养物质，但对设备的占地面积要求较高。
综上所述，以上五种常见的生活污水处理工艺各具特点，可以根据污水的性质、处理目标和环境要求选择合适的处理工艺。
活性污泥法和厌氧厌氧法适用于生活污水处理，且厌氧厌氧法具有能源回收的优势。
厌氧消化法名词解释
厌氧消化法名词解释
厌氧消化法是一种处理有机废物的方法，通过在缺氧环境下利用微生物将有机物转化为沼气和有机肥料的过程。
下面将对厌氧消化法的关键词进行解释。
1. 厌氧：指在没有或者极少氧气的情况下进行的生物过程。
厌氧条件下，微生物通过发酵代谢有机物，产生沼气和有机酸等产物。
2. 消化：指微生物通过酶的作用将有机物分解为更小的分子以便进一步利用的过程。
在厌氧消化法中，微生物分解有机废物，释放出可利用的能量和产物。
3. 沼气：由厌氧消化过程产生的混合气体，主要成分为甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）。
沼气是一种可再生能源，可以用于发电、取暖和烹饪等。
4. 有机肥料：在厌氧消化过程中，微生物将有机废物转化为稳定的有机物质，通常被用作肥料。
有机肥料富含营养物质，可以改善土壤质量，促进植物生长。
举例来说，如果一个农场使用厌氧消化法处理农业废物，首先将废物放入密闭的消化池中，通过控制温度、PH值和水分等条件，创建一个缺氧环境，然后加入适量的微生物（如厌氧菌），微生物会在没有氧气的情况下进行消化作用。
废物经过一段时间的厌氧消化，会产生沼气和有机肥料。
沼气可以用于发电供电，有机肥料可以施用在农田中，增加土壤的肥力。
这样既达到了处理废物的目的，又
获得了能源和肥料的回收利用。
厌氧生物处理技术、
共享知识分享快乐废水的厌氧生物处理技术厌氧生物处理技术是利用厌氧微生物的代谢特性分解有机污染物，在不需要提供外界能源的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体的水处理技术。
1厌氧生物处理的基本原理1.1两阶段理论在20世纪30-60年代，人们普遍认为厌氧消化过程可以简单地分为两个阶段，即两阶段理论。
第一阶段称为发酵阶段或产酸阶段或酸性发酵阶段，废水中的有机物在发酵细菌的作用下，发生水解和酸化反应，而被降解为以脂肪酸、醇类、CO2和H2等为主的产物。
第二阶段则被称为产甲烷阶段或碱性发酵阶段，所发生的反应时是产甲烷菌利用前一阶段的产物脂肪酸、醇类、CO2和H2等为基质，并最终将其转为CH4和CO2。
1.2三阶段理论三阶段理论认为，整个厌氧消化过程可以分为三个阶段，即水解、发酵阶段，产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。
有机物首先通过发酵细菌的作用生成乙醇、丙酸、丁酸和乳酸等，接着通过产氢产乙酸菌的降解作用而被转化为CH4和CO2。
产氢产乙酸菌和产甲烷菌之间存在着互营共生的关系。
该理论将厌氧发酵微生物分为发酵细菌群、产氢产乙酸菌群和产甲烷菌群。
1.3四阶段理论几乎与三阶段理论的提出同时，Zeikus提出了四菌群学说即四类群理论。
与三阶段理论相比，该理论增加了同型(耗氢)产乙酸菌群(Homoacetogenic Bacteria), 该菌群的代谢特点是能将H2/CO2合成为乙酸。
但是研究结果表明，这一部分乙酸的量较少，一般可以忽略不计。
目前为止，三阶段理论和四类群理论是对厌氧生物处理过程较全面和较准确的描述。
2厌氧生物处理的优缺点卑微如蝼蚁、坚强似大象共享知识分享快乐厌氧生物处理技术与好氧生物处理技术比较，有如下优缺点。
(1)厌氧法的主要优点：①应用范围较广：适用于处理污泥及有机废水；可处理好氧法难降解的有机物，也可处理含有毒有害物质较高的有机废水。
②运行成本与能耗较低：厌氧处理的污泥产率低；厌氧法所需营养成分较少，一般可不必投加营养分；厌氧法不需要供氧设备，因而能耗较少。
厌氧活性污泥法
甲醇
厌氧 反硝 化 滤池
出水
两级滤池法工艺流程
补充反硝化菌的碳源！
三、微生物除磷原理、工艺及其微生物
（BOD：N：P）100：5：1——微生物除碳的同时吸收磷元素 用以合成细胞物质和合成ATP等，但只去除污水中约19％左右 的磷。某些高含磷废水中残留的磷还相当高，故需用除磷工艺 处理。
1．微生物除磷原理
回流污泥 剩余污泥
其中厌氧活性污泥反应器是工艺中的核心
四、厌氧生物膜法
主要指厌氧滤器（AF） 沼气 出水
AF
进水
五、厌氧生物反应器发展
第一代厌氧反应器——化粪池
工作原理 2级(平流沉淀 +厌氧污泥消 化)
缺点：污泥量少、 易被带出，静态 消化
全国各地使用广泛，为生活污水的预处理— —液固分离处理污泥及厌氧杀寄生虫及病菌
复杂有机物
1水解 2发酵
脂肪酸
3产乙酸 硫酸盐还原
H2 + CO2
4产甲烷
乙酸
4产甲烷
硫酸盐还原
CH4 + CO2
硫酸盐还原
H2S+ CO2
3．产乙酸阶段
上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细 胞物质，这一阶段的主导细菌是 乙酸菌 。同时水中有硫酸盐 时，还会有硫酸盐还原菌参与产乙酸过程。
生物处理的水质要求表
厌氧生物处理 不需 30~40 6.5~7.5 只代表常用的中 温细菌特点 备注
好氧生物处理 氧气 温度℃ pH BOD5 BOD：N：P 需 10~40 6~9
500~1500mg/L 之 间 ， 不 低 于 1500 mg/L 以上 50~100mg/L 100：5：1 （350~500） ：5：1 工业废水常需要 额外补充氮磷源
厌氧培养法原理
厌氧培养法原理
厌氧培养法是一种在无氧或极低氧气条件下进行细菌或真菌的培养的方法。
其原理是通过创建一个完全无氧的环境来模拟对某些微生物最有利的生长条件。
在厌氧培养法中，培养基必须经过严格的处理，以去除其中的氧气。
一种常用的方法是将培养基置于密封的容器中，并通过添加化学物质（如还原剂）或使用真空泵来将氧气排除。
另外，厌氧培养箱也可以提供稳定的无氧环境。
厌氧条件下的细菌或真菌在生长中利用其他氧化剂（如硝酸盐或硫酸盐）代替氧气。
这些微生物通常具有特殊的代谢途径，可以在无氧环境下存活和繁殖。
厌氧培养方法可以用于分离和鉴定对氧敏感的微生物，例如肠道菌群中的某些细菌。
在厌氧培养法中，还需要采取其他措施来确保无氧条件的持久性。
例如，一些厌氧培养方法会添加指示剂，当氧气进入培养基时，指示剂会发生变色，以提醒操作人员需要更换无氧环境。
此外，培养过程中的一些操作，如传递和分离菌落，也需要在无氧环境下进行。
总的来说，厌氧培养法通过创建无氧环境来提供最适宜某些微生物生长和繁殖的条件。
这种方法对于研究厌氧菌的生物学特性以及诊断和治疗与氧气敏感相关的疾病都具有重要的应用价值。
水处理厌氧法
4
厌 氧 法 与 好 氧 法 相 比 的 优 点
2021/4/10
应用范围广 能耗低
3.厌氧法 的特点
负荷高
剩余污泥量少，且其浓缩性、脱水性良好 氮、磷营养需要量较少
有杀菌作用 污泥易贮存
5
启动和处理所需时间比好氧设备长
厌
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C/N与新细胞合成量
氮浓度与处理量的关系
及产气量关系
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8、有毒物质
包括有毒有机物、重金属离子和一 些阴离子等。对有机物来说，带醛 基、双键、氯取代基、苯环等结构， 往往具有抑制性。
有毒物质的最高容许浓度与处理系 统的运行方式、污泥驯化程度、废 水特性、操作控制条件等因素有关。
微生物量 (污泥浓度)、 营养比、
混合接触状况、 有机负荷等
2021/4/10
温度、 pH值、 氧化还原电位、 有毒物质等
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1、温度条件
温度主要影响微生物的生化反应速度，因而影响有机物 分解速率。 各类微生物适宜的温度范围是不同的，一般认为，产甲 烷菌的温度范围为5-60℃。在35℃和53℃上下可以分别 获得较高的消化效率。 据产甲烷菌适宜温度条件的不同，厌氧法可分为常温消 化（10－30℃）、中温消化（35－38℃）和高温消化 （50－55℃）三种类型。 温度的急剧变化和上下波动不利于厌氧消化作用。 温度的波动，不仅影响沼气产量，还影响沼气中甲烷的
单位时间内反 应器单位有效 容积所接纳的 有机物量，称 为容积负荷， 单位为kg/m3·d 或g/L·d。
单位时间内 反应器单位重 量污泥所接纳 的有机物量， 称为污泥负荷 ，单位为 kg/kg·d或g/g·d
厌氧处理法
厌氧接触法的特点:
1）通过污泥回流，保持消化池内污泥浓度较高，一 般为10-15g/L，耐冲击能力强；
2）消化池容积负荷较普通消化池高，中温消化时， 一般为2-l0kgCOD/m3·d，水力停留时间比普通 消化池大大缩短，如常温下，普通消化池为1530天，而接触法小于10天；
3）可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液， 不存在堵塞问题 ；
2.3 负荷高
• 通常好氧法的有机容积负荷为2-4 kgBOD/(m3·d)
，而厌氧法为2-lO kgCOD/(m3·d)，高的可达50 kgCOD/(m3·d)。
2.4 剩余污泥量少，且其浓缩性、脱水性良好
• 好氧法每去除lkgCOD将产生0.4-O.6 kg生物量 ，而厌氧出去除lkgCOD只产生0.02-0.l kg生物 量，其剩余污泥量只有好氧法的5-20％。
• 同时，消化污泥在卫生学上和化学上都较稳定。 因此，剩余污泥处理和处置简单、运行费用低， 甚至可作为肥料、饲料或饵料利用。
2.5 氮、磷营养需要量较少
• 好氧法一般要求BOD:N:P为l00:5:1，而厌氧法的 BOD:N:P为l00:2.5:0.5，对氮、磷缺乏的工业废水 所需投加的营养盐量较少。
厌氧生物处理法的特点与好氧比较1应用范围广
酸发酵池
甲烷发酵池
优点：运行稳定可靠，能承受一定的pH值和毒物 等冲击，有机负荷高，消化气中的甲烷含量高。
缺点：设备较多、流程复杂。
四、几种厌氧生物处理工艺的比较
第三节 厌氧生物处理法的设计
欠平衡：厌氧消化过程中产酸量和用酸量不协调的现象。 厌氧消化作用欠平衡时的症状： （1）消化液挥发性有机酸浓度增高； （2）沼气中甲烷含量降低； （3）消化液pH值下降； （4）沼气产量下降； （5）有机物去除率下降。 厌氧消化作用欠平衡的原因 （1）有机负荷过高；（2）进水pH值过低或过高；（3）碱
度过低，缓冲能力差；（4）有毒物质抑制；（5）反应温度急 剧波动；（6）池内有溶解氧及氧化剂存在等。
三、运行管理中的安全问题
❖ 甲烷易燃（5％～15％）→设备密封；严禁明 火和电气火化。
❖ 预防H2S和CO2在低凹处积聚。
（二）厌氧生物转盘
（三）厌氧流化床
厌氧流化床的工艺特点
❖ 与好氧流化床相似； “流化”状态是将部分出水回流 通过增加水流的上升速度而得以实现的；流化床反应器 能保证厌氧微生物与被处理介质充分接触。
❖ 存在问题： 难以维持良好的流化状态； 需大量回流水； 固液分离困难。
三、分段厌氧处理法
第一段：水解和液化有机物为有机酸；缓冲和 稀释负荷冲击与有害物质，并将截留难降解的固态 物质。
第一节 厌氧生物处理的基本原理
废水厌氧生物处理： 是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物(包括兼氧微生 物）的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和 二氧化碳等物质的过程，也称为厌氧消化。 受氢体： 化合态氧、碳、硫、氮等作为受氢体。 厌氧生物处理依靠三大主要类群的细菌： 水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作
55厌氧生物法
循环消化液搅拌式消化池
高温厌氧消化需要加温， 常用加热方式有三种:
(a)废水在消化池外 先经热交换器预热到 规定温度再进入消化 池； (b)热蒸汽直接在消化
器内加热； (c)在消化池内部安装
热交换管。
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普通消化池的特点: 可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的
料液。 厌氧消化反应与固液分离在同一个池内实现，
题。 （f）反应器内有短流现象，影响处理能力。
进水中的悬浮物应比普通消化池低得多，特别 是难消化的有机物固体不宜太高，以免对污泥颗 粒化不利或减少反应区的有效容积，甚至引起堵 塞； （g）运行启动时间长，对水质和负荷突然变化比 较敏感。
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5.6.3.4 厌氧滤池
厌氧滤池又称厌氧固定膜反应器，是60年代末开 发的新型高效厌氧处理装置。
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厌氧生物滤池的特点：
（a）由于填料为微生物附着生长提供了较大的表面积，滤池 中的微生物量较高。因生物膜停留时间长，平均停留时间 达100天左右，可承受的有机容积负荷高，COD容积负荷为 2-16 kgCOD/(m3·d)，耐冲击负荷能力强；
（b）废水与生物膜两相接触面大，强化了传质过程，因而有 机物去除速度快；
4
（6）有杀菌作用 厌氧处理过程有一定的杀菌作用，可以杀死废水
和污泥中的寄生虫卵、病毒等。 厌氧活性污泥可以长期贮存。 （7）厌氧生物处理法也存在下列缺点: （a）厌氧微生物增殖缓慢，因而厌氧设备启动和处
理所需时间比好氧设备长； （b）出水往往达不到排放标准，需要进一步处理，
故一般在厌氧处理后串联好氧处理； （c）厌氧处理系统操作控制因素较为复杂。 （d）厌氧过程会产生气味对空气有污染。
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5.7 生物污泥的处理
厌氧的基本原理及影响其效果的因素
厌氧的基本原理及影响其效果的因素厌氧生化法的基本原理及影响其效果的因素一、厌氧生化法的基本原理废水厌氧生物处理是在无分子氧条件下通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称为厌氧消化。
厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成。
因而粗略地将厌氧消化过程分为三个连续的阶段，即水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段，如下图所示：4% H224% 28%76%复杂有机物高级有机酸 CH452% 72%20%乙酸（1）水解酸化（2）产氢产乙酸（3）产甲烷第一阶段为水解酸化阶段。
复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物，然后渗入细胞体内，分解产生挥发性有机酸、醇类、醛类等。
这个阶段主要产生较高级脂肪酸。
含氮有机物分解产生的NH3除了提供合成细胞物质的氮源外，在水中部分电离，形成NH4HCO3，具有缓冲消化液PH值的作用。
第二阶段为产氢产乙酸阶段。
在产氢产乙酸细菌的作用下，第一阶段产生的各种有机酸被分解转化成乙酸和H2，在降解奇数碳素有机酸时还形成CO2。
第三阶段为产甲烷阶段。
产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2和H2等转化成甲烷。
虽然厌氧消化过程可分为以上三个阶段，但是在厌氧反应器中，三个阶段是同时进行的，并保持某种程度的动态平衡。
这种动态平衡一旦被PH值、温度、有机负荷等外加因素所破坏，则首先将使产甲烷阶段受到抑制，其结果会导致低级脂肪酸的积存和厌氧进程的异常变化，甚至会导致整个厌氧消化过程停滞。
二、影响厌氧处理效果的因素水解产酸细菌和产氢产乙酸细菌，可统称为不产甲烷菌，它包括厌氧细菌和兼性细菌，尤以兼性细菌居多。
与产甲烷菌相比，不产甲烷菌对PH值、温度、厌氧条件等外界环境因素的变化具有较强的适应性，且其增殖速度快。
而产甲烷菌是一群非常特殊的、严格厌氧的细菌，它们对环境条件的要求比不产甲烷菌更严格，而且其繁殖的世代期更长。
厌氧发酵处理法
厌氧发酵处理法
厌氧发酵处理法是一种将有机废弃物在缺氧环境下进行生化分解的过程。
在这种处理法中，微生物在缺氧条件下利用有机物质进行能量代谢和生长，产生有机酸、气体和其他代谢产物。
这种处理法广泛应用于废水、有机废弃物和污泥的处理，以及生物能源的产生。
在厌氧发酵处理法中，有机废弃物首先被收集并送入一个密封的反应器或发酵罐。
在缺氧环境中，厌氧菌和其他微生物将有机废弃物分解成较简单的化合物。
这个过程产生的气体包括甲烷、二氧化碳和硫化氢等，这些气体可以通过收集和利用来产生热能或发电。
厌氧发酵处理法有几个优点。
首先，它可以有效地处理高浓度的有机废弃物，包括废水和固体废物。
其次，厌氧发酵过程中产生的甲烷气体可以被捕获和利用作为可再生能源。
此外，该处理法还可以减少废物的体积，并转化为有机肥料，用于土壤改良和农业生产。
然而，厌氧发酵处理法也存在一些挑战和限制。
首先，该处理法对温度、pH值和有机物质的浓度等环境条件有一定的要求。
其次，处理过程中产生的气体，如硫化氢，可能有刺激性气味和对环境的负面影响。
最后，处理废物所需的设备和操作成本较高，需要专业知识和管理。
总的来说，厌氧发酵处理法是一种有效处理有机废弃物的方法，它通过微生物在无氧条件下的活动，将废物转化为有用的产物，如甲烷气体和有机肥料。
这种处理方法有助于减少废物的体积，产生可再生能源，并促进可持续发展。
然而，它也需要适当的环境控制和管理，以确保处理过程的高效和环境的可持续性。
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水污染控制工程
第五章污水的厌氧生物处理
目录
原理及影响因素
主要构筑物及工艺
厌氧生物处理法的设计
厌氧生物处理——原理
一、厌氧消化的生化阶段
复杂有机物的厌氧消化过程要经历数个阶段，由不同的细菌群接替完成。
根据复杂有机物在此过程中的物态及物性变化，可分三个阶段。
厌氧生物处理——原理
有机物厌氧消化过程
B 类产物转化为（H 2+CO 2）及乙
酸等
CH 4、CO 2等小分子溶解态有机物转化为（H 2+CO 2）及A 、B 两类产物——
酸发酵甲烷发酵
发酵工艺
甲烷细菌产氢产乙酸细菌发酵细菌菌群
大分子不溶态有机物转化为小分子溶解态有机物生化过程气化酸化（2）酸化（1）液化（水解）物态变化ⅢⅡⅠ生化阶段
厌氧生物处理——影响因素
（1）营养
废水、污泥及废料中的有机物种类繁多，只要未达到抑制浓度，都可连续进行厌氧生物处理。
对生物可降解性有机物的浓度并无严格限制，但若浓度太低，比耗热量高，经济上不合算；水力停留时间短，生物污泥易流失，难以实现稳定的运行。
一般要求COD大于1000mg/L。
COD∶N∶P=200∶5∶1
厌氧生物处理——影响因素
（2）氧化还原电位（ORP或Eh）
厌氧环境是厌氧消化过程赖以正常进行的最重要的条件。
厌氧环境，主要以体系中的氧化还原电位来反映。
一般情况下，氧的溶入无疑是引起发酵系统的氧化还原电位升高的最主要和最直接的原因。
但是，除氧以外，其它一些氧化剂或氧化态物质的存在（如某些工业废水中含有的Fe3+、Cr2O72-、NO3-、SO42-以及酸性废水中的H+等），同样能使体系中的氧化还原电位升
高。
当其浓度达到一定程度时，同样会危害厌氧消化过程的进行。
厌氧生物处理——影响因素
高温厌氧消化系统适宜的氧化还原电位为-500~-600mV；中温厌氧消化系统及浮动温度厌氧消化系统要求的氧化还原电位应低于-300~-380mV。
产酸细菌对氧化还原电位的要求不甚严格，甚至可在+100~-100mV的兼性条件下生长繁殖；
甲烷细菌最适宜的氧化还原电位为-350mV或更低。
厌氧生物处理——影响因素
（3）温度温度是影响微生物生命活动过程的重要因素之一。
温度主要影响微生物的生化反应速度，因而与有机物的分解速率有关。
工程上：
中温消化温度为30~38℃（以33~35℃为多）；
高温消化温度为50~55℃。
厌氧消化对温度的突变也十分敏感，要求日变化小于±2℃。
温度突变幅度太大，会招致系统的停止产气。
厌氧生物处理——影响因素
（4）负荷率负荷率是表示消化装置处理能力的一个参数。
负荷率有三种表示方法：容积负荷率、污泥负荷率、
投配率。
反应器单位有效容积在单位时间内接纳的有机物量，称为容积负荷率，单位为kg/m3·d或g/L·d。
有机物
量可用COD、BOD、SS和VSS表示。
反应器内单位重量的污泥在单位时间内接纳的有机物量，称为污泥负荷率，单位为kg/kg·d或g/g·d。
每天向单位有效容积投加的新料的体积，称为投配率，单位为m3/m3·d。
投配率的倒数为平均停留时间或消
化时间，单位为d。
投配率有时也用百分数表示，例如，
0.07m3/m3·d的投配率也可表示为7%。
厌氧生物处理——影响因素
（5）pH值及酸碱度由于发酵系统中的CO2分压很高（20.3~40.5kPa），发酵液的实际pH值比在大气条件下的实测值为低。
一般认为，实测值应在
7.2~7.4之间为好。
（6）毒物凡对厌氧处理过程起抑制或毒害作用的物质，都可称为毒物。
厌氧生物处理——主要构筑物及工艺
一、早期用于处理废水的厌氧消化构筑物是化粪池和双层
沉淀池。
化粪池是一个矩形密闭的池子，用隔墙分为两室或三室，各室之间用水下连接管接通。
废水由一端进入，通过各室后由另一端排出。
悬浮物沉于池底后进行缓慢的厌氧发酵。
各室的顶盖上设有人孔，可定期（数月）将消化后的污泥挖出，供作农肥。
这种处理构筑物通常设于独立的居住或公共建筑物的下水管道上，用于初步处理粪便废水。
厌氧生物处理——主要构筑物及工艺
化粪池
厌氧生物处理——主要构筑物及工艺
二、普通消化池，主要用于处理城市污水的沉淀污泥。
普
通消化池多建成加顶盖的筒状。
生污泥从池顶进入，通过搅拌与池内污泥混合，进行厌氧消化。
分解后的污泥从池底排出。
产生的生物气从池顶收集。
普通消化池需要加热，以维持高的生化速率。
这种处理构筑物通常是每天加排料各1~2次，与此同时进行数小时的搅拌混合。
h 4h 3h 2h 1
D
d 2
d 1
圆筒形厌氧消化池蛋形厌氧消化池
厌氧生物处理——主要构筑物及工艺
三、厌氧接触系统
普通消化池用于处理高浓度有机废水时，为了强化有机物与池内厌氧污泥的充分接触，必须连续搅拌；
同时为了提高处理效率，必须改间断进水排水为连续进水排水。
但这样一来，会造成厌氧污泥的大量流失。
为了克服这一缺点，可在消化池后串联一个沉淀池，将沉淀下的污泥又送回消化池，因此组成了厌氧接触系统。
污泥回流量约为进水流量的2~3倍。
消化池内的MLVSS 为6~10g/L。
厌氧生物处理——主要构筑物及工艺
四、厌氧生物滤池和厌氧生物转盘
为了防止消化池的污泥流失，可
在池内设置挂膜介质，使厌氧微
生物生长在上面，由此出现了厌
氧生物滤池和厌氧生物转盘。
厌氧生物处理——主要构筑物及工艺
五、上流式厌氧污泥床反应器（UASB）
这种反应器是目前应用最为广泛的一种厌氧生物处理装置。
UASB 布置结果示意图布水区
反应区
三相分离区
超高
三相分离器
厌氧生物处理法的设计。