研究生入学考试水污染控制工程中国地质大学污水的厌氧生物处理精品PPT课件
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第7章污水的厌氧生物处理PPT课件
A 3-phase separator device at the top of the chamber
The UASB reactors are an enclosed chamber system approximately 6 metres deep
第24页/共50页
Treatment Per formance
• 硫化物：甲烷菌最佳生长需要11.5mg/L的硫（以H2S计）。目前高负荷 反应器硫化物可以达到150－200mg/L。
• 有毒物质：尤其是重金属的毒害作用很大，如果运行不顺利，可以考虑 是否为重金属原因。
• 搅拌和混合：要求适合的搅拌速度。
第6页/共50页
§6.2 污水的厌氧 生物处理方法
化粪池
设有18座圆柱型及18座蛋型消化槽，
消化温度控制在95°F，污泥停留时间约
15天，产气量每天可达740万立方英呎，
其中甲烷含量约64﹪，每日需供给
Scattergood蒸气发电厂作为燃料，以
交换该电厂提供优惠电价，1.3美元
/KWh (市价9美元/KWh)
第10页/共50页
旧金山Oceanside水污染控制 厂之蛋型厌氧消化槽池
88.5
研究应用单位 中科院广州能源研究所
酒精过滤液 高温
24
22.3
900－2800
91
北京环境保护科学研究院
柠檬酸废水 35
6
20.3
20000－36000
90
常州环境工程设计研究院
酿造废水 常温 64.8
4.2
2000－6000
82.4
北京环境保护研究所
啤酒废水 常温 8*240 9－13
1500－3000
第15章污水的厌氧生物处理ppt课件
水污染控制工程(下)
2、pH 值每种微生物可在一定的pH值范围内活动，产酸细
菌对酸碱度不及甲烷细菌敏感，其适宜的pH值范围 较广，在4.5-8.0之间。
产甲烷菌要求环境介质pH值在中性附近，最适宜 pH值为7.0-7.2，pH6.6-7.4较为适宜。
在厌氧法处理废水的应用中，由于产酸和产甲烷大 多在同一构筑物内进行，故为了维持平衡，避免过多 的酸积累，常保持反应器内的pH值在6.5-7.5(最好 在6.8-7.2)的范围内。
水污染控制工程(下)
§15-2 厌氧生物处理活性污泥法(anaerobic activated 厌slu氧d生ge物) 膜法(anaerobic slime)
厌氧活性污泥法包括：普通消化池、厌氧接触工艺、上流 式厌氧污泥床反应器等。
厌氧生物膜法包括：厌氧生物滤池、厌氧流化床、厌氧生 物转盘等。
§15-1 概述
水污染控制工程(下)
一、厌氧生物处理的对象
1、有机污泥 有机污泥包括废水好氧生物处理过程生成的大量活性污泥
和生物膜，初沉池可沉淀的有机固体，以及人畜的粪便等。
2、有机废水
食品工业，如酒精、味精、制糖、淀粉、屠宰和啤酒等工 业排出的废水，不仅数量多，而且浓度也很高。
3、生物质 以专门利用生物质转化为新能源为主要目的的厌氧发酵法，
温度的急剧变化和上下波动不利于厌氧消化作用。短 时内温度升降5℃，沼气产量明显下降，波动的幅度过 大时，甚至停止产气。
温度的波动，不仅影响沼气产量，还影响沼气中甲烷 的含量，尤其高温消化对温度变化更为敏感。
温度的暂时性突然降低不会使厌氧消化系统遭受根本 性的破坏，温度一经恢复到原来水平时，处理效率和 产气量也随之恢复。
水污染控制工程(下)
2、pH 值每种微生物可在一定的pH值范围内活动，产酸细
菌对酸碱度不及甲烷细菌敏感，其适宜的pH值范围 较广，在4.5-8.0之间。
产甲烷菌要求环境介质pH值在中性附近，最适宜 pH值为7.0-7.2，pH6.6-7.4较为适宜。
在厌氧法处理废水的应用中，由于产酸和产甲烷大 多在同一构筑物内进行，故为了维持平衡，避免过多 的酸积累，常保持反应器内的pH值在6.5-7.5(最好 在6.8-7.2)的范围内。
水污染控制工程(下)
§15-2 厌氧生物处理活性污泥法(anaerobic activated 厌slu氧d生ge物) 膜法(anaerobic slime)
厌氧活性污泥法包括：普通消化池、厌氧接触工艺、上流 式厌氧污泥床反应器等。
厌氧生物膜法包括：厌氧生物滤池、厌氧流化床、厌氧生 物转盘等。
§15-1 概述
水污染控制工程(下)
一、厌氧生物处理的对象
1、有机污泥 有机污泥包括废水好氧生物处理过程生成的大量活性污泥
和生物膜，初沉池可沉淀的有机固体，以及人畜的粪便等。
2、有机废水
食品工业，如酒精、味精、制糖、淀粉、屠宰和啤酒等工 业排出的废水，不仅数量多，而且浓度也很高。
3、生物质 以专门利用生物质转化为新能源为主要目的的厌氧发酵法，
温度的急剧变化和上下波动不利于厌氧消化作用。短 时内温度升降5℃，沼气产量明显下降，波动的幅度过 大时，甚至停止产气。
温度的波动，不仅影响沼气产量，还影响沼气中甲烷 的含量，尤其高温消化对温度变化更为敏感。
温度的暂时性突然降低不会使厌氧消化系统遭受根本 性的破坏，温度一经恢复到原来水平时，处理效率和 产气量也随之恢复。
水污染控制工程(下)
第6章污水厌氧生物处理精品PPT课件
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
污水厌氧生物处理
• 在无氧的条件下利用厌气微生物的降解作用使 污水中有机物质达到净化的处理方法。在无氧的 条件下，污水中的厌氧细菌把碳水化合物、蛋白 质、脂肪等有机物分解生成有机酸，然后在甲烷 菌的作用下，进一步发酵形成甲烷、二氧化碳和 氢等，从而使污水得到净化。如化粪池、污泥厌 氧消化、厌氧塘等。厌氧生物从处理法污水BOD 负荷较高，如厌氧消化的BOD负荷一般为 3.5kg/(m3·d)，去除率可达90%以上，其处理费 用低于好氧处理，是生活污水污泥、高浓度有机 物工业废水和粪便等良好的处理方法之一。
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
第6篇_污水的厌氧生物处理ppt课件
较简单。
▪ 缺乏持留或补充厌氧活性污泥的特殊装置，消化器
中难以保持大量的微生物细胞。
▪ 对无搅拌的消化器，还存在料液的分层现象严重，
微生物不能与料液均匀接触的问题。
▪ 温度不均匀，消化效率低
最新课件
24
3、厌氧接触法
为了克服普通消化池不能持留或补充厌氧活性 污泥的缺点，在消化池侯设沉淀池，将沉淀污泥 回流至消化池，形成了厌氧接触法。
物 乙醇等
C O 2 、［ H ］ 和乙酸
甲 烷
通过不同
菌 途径转化
为 CH4、 CO2 等
水解阶段
酸化阶段
气化阶段
酸化 I
酸 化 II
不 完 全 厌 氧 消 化 (酸 发 酵 )
最新课件
11
二、 厌氧消化的三个阶段和COD转化率
▪ 此过程由两组生理上不同的产甲烷菌完成，
一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组从乙酸 或乙酸盐脱羧产生甲烷，前者约占总量的l/3后者 约占2/3。
H、对pH值较为敏感。
I、处理过程机理较为复杂。它是多种不同性质的微生物协同工
作的过程，远比好氧复杂。
最新课件
9
6.1 .1 厌氧生物处理原理
▪ 一、定义：
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。
▪
产甲烷菌对氧还—还电位要求严格＜－350mv
▪ Ⅱ、pH及碱度
▪
pH主要取决于三个生化阶段的平衡状态，原液本身的pH和发酵系统
中产生的分压（20.3～40.5kpa），正常发酵pH＝7.2～7.4，有机负荷太
大，水解和酸化过程的生化速率大大超过产气速率。将导致水解产物有机
▪ 缺乏持留或补充厌氧活性污泥的特殊装置，消化器
中难以保持大量的微生物细胞。
▪ 对无搅拌的消化器，还存在料液的分层现象严重，
微生物不能与料液均匀接触的问题。
▪ 温度不均匀，消化效率低
最新课件
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3、厌氧接触法
为了克服普通消化池不能持留或补充厌氧活性 污泥的缺点，在消化池侯设沉淀池，将沉淀污泥 回流至消化池，形成了厌氧接触法。
物 乙醇等
C O 2 、［ H ］ 和乙酸
甲 烷
通过不同
菌 途径转化
为 CH4、 CO2 等
水解阶段
酸化阶段
气化阶段
酸化 I
酸 化 II
不 完 全 厌 氧 消 化 (酸 发 酵 )
最新课件
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二、 厌氧消化的三个阶段和COD转化率
▪ 此过程由两组生理上不同的产甲烷菌完成，
一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组从乙酸 或乙酸盐脱羧产生甲烷，前者约占总量的l/3后者 约占2/3。
H、对pH值较为敏感。
I、处理过程机理较为复杂。它是多种不同性质的微生物协同工
作的过程，远比好氧复杂。
最新课件
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6.1 .1 厌氧生物处理原理
▪ 一、定义：
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。
▪
产甲烷菌对氧还—还电位要求严格＜－350mv
▪ Ⅱ、pH及碱度
▪
pH主要取决于三个生化阶段的平衡状态，原液本身的pH和发酵系统
中产生的分压（20.3～40.5kpa），正常发酵pH＝7.2～7.4，有机负荷太
大，水解和酸化过程的生化速率大大超过产气速率。将导致水解产物有机
污水的厌氧生物处理PPT课件
414CH3OH
314CH4+CO2+2H2O
施大特曼(stadtman)和巴克尔(Barker)
及庇涅(Pine)和维施尼(vishhnise)
1951和1957年用14C示踪原子标记乙酸
的甲基碳原子Biblioteka 证明甲烷是由甲基直接形成-
32
1949年，施大特曼和巴克尔于用同位素14CO2 使乙醇和丁醇氧化，产生带同位素14C的甲烷，证 明甲烷可由CO2还原形成。
产甲烷菌
产酸菌
敏感，最佳pH为6.8~7.2 <-350mv(中温)，<-560mv(高温)
不太敏感，最佳pH为 5.5~7.0
<-150~200mv
最佳温度：30~38℃，50~55℃
最佳温度：20~35℃
-
16
与好氧过程的根本区别在于不以分子态氧作为
受氢体，而以化合态氧、碳、硫、氮等作为受氢体。
-
8
2 厌氧法的基本原理
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(anaerobic microbes)(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(methane)和二氧化碳(carbon dioxide)等物质的过 程，也称为厌氧消化(anaerobic digestion) 。
（5）污泥易贮存
厌氧活性污泥可以长期贮存，厌氧反应器可以
季节性或间歇性运转。
-
7
厌氧生物处理法缺点:
（1）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；
（2）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；
（3）厌氧处理系统操作控制因素较为复杂。
第6章 废水厌氧生物处理技术PPT课件
严格厌氧原核微生物、生长特别缓慢、人工培养分离比较 困难 可利用底物：CO2， H2，甲酸，乙酸和甲基胺 存在环境：海底沉积物，河流淤泥，沼泽地，水稻田等
10
厌氧活性污泥的培养
1. 厌氧菌生长速率慢，世代时间长，故驯化、培养时间较长 2. 厌氧活性污泥中主要的微生物组成包括：将大分子水解为小分子的水解细菌，将
第六章 废水厌氧生物处理技术
1
6.1 废水厌氧生物处理的微生物学与生化反应原理 6.2 厌氧生物处理工艺的特点与影响因素 6.3 厌氧生物反应器与工艺
2
6.1 废水厌氧生物处理的微生物学与生化反应原理
3
1. 厌氧微生物
专性厌氧微生物：在无氧条件下生长的微生物。 氧存在，基质脱氢还原NDP产生NDPH2，NDPH2和O2直接作
小分子的单糖、氨基酸等发酵为氢和乙酸的发酵细菌、氢营养型和乙酸营养型的 古菌，利用H2和CO2合成CH4的古菌，厌氧的原生动物。 3. 最良好的颗粒厌氧活性污泥是以丝状厌氧菌为骨架和具有絮凝能力的厌氧菌团粒 化形成圆形或椭圆形的颗粒污泥。
11
6.2 厌氧生物处理工艺的特点与影响因素
12
A 技术成本低，经济性好。
16
5.有毒物质
无机毒性物质
有机毒性物质
氨氮 无机硫化物 盐类 重金属
17
6.3 厌氧生物反应器与工艺
18
厌 氧
普通消化池
活
性
厌氧接触工艺
污
泥
升流式厌氧污泥床反应器
厌
法厌氧生物滤池
艺
生
物
厌氧膨胀床/流化床
膜
法
厌氧生物转盘
19
厌氧消化池
20
1. 厌氧消化池基本原理
10
厌氧活性污泥的培养
1. 厌氧菌生长速率慢，世代时间长，故驯化、培养时间较长 2. 厌氧活性污泥中主要的微生物组成包括：将大分子水解为小分子的水解细菌，将
第六章 废水厌氧生物处理技术
1
6.1 废水厌氧生物处理的微生物学与生化反应原理 6.2 厌氧生物处理工艺的特点与影响因素 6.3 厌氧生物反应器与工艺
2
6.1 废水厌氧生物处理的微生物学与生化反应原理
3
1. 厌氧微生物
专性厌氧微生物：在无氧条件下生长的微生物。 氧存在，基质脱氢还原NDP产生NDPH2，NDPH2和O2直接作
小分子的单糖、氨基酸等发酵为氢和乙酸的发酵细菌、氢营养型和乙酸营养型的 古菌，利用H2和CO2合成CH4的古菌，厌氧的原生动物。 3. 最良好的颗粒厌氧活性污泥是以丝状厌氧菌为骨架和具有絮凝能力的厌氧菌团粒 化形成圆形或椭圆形的颗粒污泥。
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6.2 厌氧生物处理工艺的特点与影响因素
12
A 技术成本低，经济性好。
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5.有毒物质
无机毒性物质
有机毒性物质
氨氮 无机硫化物 盐类 重金属
17
6.3 厌氧生物反应器与工艺
18
厌 氧
普通消化池
活
性
厌氧接触工艺
污
泥
升流式厌氧污泥床反应器
厌
法厌氧生物滤池
艺
生
物
厌氧膨胀床/流化床
膜
法
厌氧生物转盘
19
厌氧消化池
20
1. 厌氧消化池基本原理
《污水厌氧生物处理》课件
《污水厌氧生物处理》 PPT课件
欢迎来到《污水厌氧生物处理》PPT课件！在本课程中，我们将介绍污水处理 的概述，以及生物处理方法中的厌氧生物处理的原理、分类、优点和缺点。 还将分享一些案例研究，让您深入了解这个领域的应用。
污水处理的目的
污水处理的目标是通过去除污染物质，使污水变得无害，以保护环境和人类 健康。主要的目的包括减少有机பைடு நூலகம்、氨氮和磷的浓度，以及杀灭病原体和其 他生物的成长。
优点
高效去除有机物，产生能源（甲烷），对 进水液体浓度和质量要求低。
缺点
对温度和PH值敏感，需定期维护清洗，处 理过程生成的气体有气味。
案例研究
市政污水处理厂
利用厌氧生物反应器处理市区污水，有效去除 有机物和病原体。
厌氧消化罐
在农业领域中，利用厌氧消化技术处理畜禽粪 便，产生有机肥料和能源。
生物处理方法
生物处理是一种利用生物学原理，通过生物代谢和能力，将有机物转化为可稳定性的物质的方法。 生物处理方法包括厌氧生物处理、好氧生物处理和混合生物处理。
厌氧生物处理的原理
1 缺氧条件
厌氧生物处理发生在缺氧条件下，有利于产生不同种类的微生物和细菌来分解有机废料。
2 产气过程
厌氧生物处理通过产生气体（如甲烷）来消耗有机废料，减少有害物质的浓度。
3 氧化还原反应
在厌氧环境中，细菌会进行氧化还原反应，将有机废料转化为更简单和稳定的物质。
厌氧生物反应器的分类
完全混合式反应器
适用于处理高浓度有机废 料，但能耗较高。
柱式反应器
适用于处理低浓度有机废 料，但占地面积大。
固定床反应器
适用于处理中等浓度有机 废料，但维护成本高。
厌氧生物处理的优点和缺点
欢迎来到《污水厌氧生物处理》PPT课件！在本课程中，我们将介绍污水处理 的概述，以及生物处理方法中的厌氧生物处理的原理、分类、优点和缺点。 还将分享一些案例研究，让您深入了解这个领域的应用。
污水处理的目的
污水处理的目标是通过去除污染物质，使污水变得无害，以保护环境和人类 健康。主要的目的包括减少有机பைடு நூலகம்、氨氮和磷的浓度，以及杀灭病原体和其 他生物的成长。
优点
高效去除有机物，产生能源（甲烷），对 进水液体浓度和质量要求低。
缺点
对温度和PH值敏感，需定期维护清洗，处 理过程生成的气体有气味。
案例研究
市政污水处理厂
利用厌氧生物反应器处理市区污水，有效去除 有机物和病原体。
厌氧消化罐
在农业领域中，利用厌氧消化技术处理畜禽粪 便，产生有机肥料和能源。
生物处理方法
生物处理是一种利用生物学原理，通过生物代谢和能力，将有机物转化为可稳定性的物质的方法。 生物处理方法包括厌氧生物处理、好氧生物处理和混合生物处理。
厌氧生物处理的原理
1 缺氧条件
厌氧生物处理发生在缺氧条件下，有利于产生不同种类的微生物和细菌来分解有机废料。
2 产气过程
厌氧生物处理通过产生气体（如甲烷）来消耗有机废料，减少有害物质的浓度。
3 氧化还原反应
在厌氧环境中，细菌会进行氧化还原反应，将有机废料转化为更简单和稳定的物质。
厌氧生物反应器的分类
完全混合式反应器
适用于处理高浓度有机废 料，但能耗较高。
柱式反应器
适用于处理低浓度有机废 料，但占地面积大。
固定床反应器
适用于处理中等浓度有机 废料，但维护成本高。
厌氧生物处理的优点和缺点
废水厌氧生物处理过程PPT课件
• 厌氧消化分为：高温消化〔55°C 左右〕和中温 消化〔35°C 左右〕；化的反响速率约为中温消 化的1.5~1.9 倍，产气率也较高，但气体中甲烷含 量较低；当处理含有病原菌和寄生虫卵的废水或 污泥时，高温消化可获得较好的卫生效果，消化 后污泥的脱水性能也较好；
• 随着新型厌氧反响器的开发研究和应用，温度对 厌氧消化的影响不再非常重要〔新型反响器内的 生物量很大〕，因此可以在常温条件下 〔20~25°C〕进展，以节省能量和运行费用
•
高温消化 低温消化
• 可见，厌氧消化速率随温度的变化比较复杂， 在厌氧消化过程中存在着两个不同的最正确稳度 范围：
• 一为55℃左右，一为35℃左右。
• 厌氧微生物分为嗜热菌(高温细菌)和嗜温菌 (中温细菌)两大类，相应的厌氧消化那么被称为 高温消化(55℃左右)和中温消化(35℃左右)。
• 高温消化的反响速率约为中温消化的～倍， 产气率也高。
• 因此处理废水的厌氧消化反响常在常温条件 (20—25℃)下进展，以节省能量的消耗和运行 费用。
• 产甲烷菌最适pH范围为～。在以下或 以上的环 境中，厌氧消化会受到严重的抑制，这主要是对 产甲烷菌的抑制。
• 水解细菌和产酸菌也不能承受低pH的环境。
• 厌氧发酵体系中的pH除受进水pH的影响外， 还取决于代谢过程中自然建立的缓冲平衡。
3．不产甲烷细菌为产甲烷细菌去除有毒物质
• 以工业废水或废弃物为发酵原料时，其中可能 含有酚类、苯甲酸、氰化物、长链脂肪酸、重金 属等对于产甲烷细菌有毒害作用的物质。
• 不产甲烷细菌中有许多种类能裂解苯环、降解氰 化物等从中获得能源和碳源。这些作用不仅解除 了对产甲烷细菌的毒害，而且给产甲烷细菌提供 了养分。
(三)产甲烷细菌
• 随着新型厌氧反响器的开发研究和应用，温度对 厌氧消化的影响不再非常重要〔新型反响器内的 生物量很大〕，因此可以在常温条件下 〔20~25°C〕进展，以节省能量和运行费用
•
高温消化 低温消化
• 可见，厌氧消化速率随温度的变化比较复杂， 在厌氧消化过程中存在着两个不同的最正确稳度 范围：
• 一为55℃左右，一为35℃左右。
• 厌氧微生物分为嗜热菌(高温细菌)和嗜温菌 (中温细菌)两大类，相应的厌氧消化那么被称为 高温消化(55℃左右)和中温消化(35℃左右)。
• 高温消化的反响速率约为中温消化的～倍， 产气率也高。
• 因此处理废水的厌氧消化反响常在常温条件 (20—25℃)下进展，以节省能量的消耗和运行 费用。
• 产甲烷菌最适pH范围为～。在以下或 以上的环 境中，厌氧消化会受到严重的抑制，这主要是对 产甲烷菌的抑制。
• 水解细菌和产酸菌也不能承受低pH的环境。
• 厌氧发酵体系中的pH除受进水pH的影响外， 还取决于代谢过程中自然建立的缓冲平衡。
3．不产甲烷细菌为产甲烷细菌去除有毒物质
• 以工业废水或废弃物为发酵原料时，其中可能 含有酚类、苯甲酸、氰化物、长链脂肪酸、重金 属等对于产甲烷细菌有毒害作用的物质。
• 不产甲烷细菌中有许多种类能裂解苯环、降解氰 化物等从中获得能源和碳源。这些作用不仅解除 了对产甲烷细菌的毒害，而且给产甲烷细菌提供 了养分。
(三)产甲烷细菌
水污染控制工程中国地质大学 污水的厌氧生物处理
地 地应用于废水处理
质 大
60年代发明了厌氧滤池；
学 70年代荷兰 Lettinga发明了上流式厌氧污泥床反应器UASB，厌氧生物处
理开始有效地进入废水处理领域。
环 境 学
20世纪90年代以后，随着以颗粒污泥为主要特点的UASB反应器的广泛应 用，在其基础上又发展起来了同样以颗粒污泥为根本的颗粒污泥膨胀床 （EGSB）反应器和厌氧内循环（IC）反应器
质
• 产甲烷菌是一类十分特别的古细菌（Archea），特点是：
中 只能利用一些简单有机物作为基质，其中主要是一些简单 国 的一碳物质如甲酸、甲醇、甲基胺类以及H2/CO2等，两 地 碳物质中只有乙酸，而不能利用其它含两碳或以上的脂肪
质 酸和甲醇以外的醇类
大 • 上世纪70年代，Bryant发现原来认为是一种被称为“奥氏 学 产甲烷菌”的细菌，实际上是由两种细菌共同组成的，一
III 产甲烷菌
CH4
环 境 学 院 2020/5/2
说明：1）I、II、III为三阶段理论，I、II、III、IV
为四类群理论； 2）所产生的细胞物质未表示在图中
图2厌罗氧朝反晖 应的三阶段理论和四类群8理论
水处理工程
第七章 污水的厌氧生物处理
3、四阶段理论（四菌群学说）
• 在上述三阶罗朝晖
1
水处理工程
厌氧处理的优点：
第七章 污水的厌氧生物处理
① 能耗大大降低，而且还可以回收生物能（沼气）；
② 污泥产量很低；
——厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，产酸菌的
中 国
产率Y为0.15~0.34kgVSS/kgCOD，产甲烷菌的产率Y为 0.03kgVSS/kgCOD左右，而好氧微生物的产率约为
《污水厌氧生物处理》课件
详细描述
完全混合式厌氧反应器是一种稳定、高效的污水处理工艺，适用于各种有机废水的处理。该工艺通过完全混合的 方式，使废水与厌氧污泥充分接触，提高了有机物的降解效率。同时，该工艺具有较好的抗冲击负荷能力，能够 稳定运行。
两相厌氧消化工艺
总结词
提高产气量、降低酸化风险
VS
详细描述
两相厌氧消化工艺通过将产酸和产甲烷过 程分开进行，提高了产气量和降低了酸化 风险。该工艺通过优化反应条件，促进了 厌氧微生物的生长和代谢，提高了有机物 的去除效率。同时，该工艺还能够有效降 低废水中的有毒物质对微生物的影响。
03
例如，采用高效厌氧反应器、温度控制、pH调节等手段，可以显著提高厌氧生 物处理的效率，降低能耗和运营成本。
开发高效厌氧反应器与新型厌氧工艺
随着科技的不断进步，新型的厌氧反应器和工艺不断涌现，以满足不同 类型和规模的污水处理需求。
新型厌氧反应器如升流式厌氧污泥床（UASB）、膨胀颗粒污泥床（ EGSB）和内循环（IC）反应器等，具有更高的有机负荷率和更好的污水
联合应用还可以实现能源回收和资源化利用， 为可持续性发展提供有力支持。
厌氧生物处理技术的环境影响与可持续性发展
在追求高效率、高稳定性的同时，厌氧生物处理技术 的环境影响和可持续性发展也是研究的重要方向。
研究者们致力于减少厌氧生物处理过程中的温室气体 排放、降低能耗和资源消耗、提高能源回收率等方面
的工作。
处理效果。
新型厌氧工艺如上流式厌氧滤池（AF）、水解酸化-好氧处理工艺等，能 够更好地适应不同水质和环境条件，提高污水处理效果和能源回收率。
厌氧生物处理与其他生物处理技术的联合应用
为了更好地满足污水处理的需求，研究者们将 厌氧生物处理与其他生物处理技术进行联合应 用，形成多种组合工艺。
完全混合式厌氧反应器是一种稳定、高效的污水处理工艺，适用于各种有机废水的处理。该工艺通过完全混合的 方式，使废水与厌氧污泥充分接触，提高了有机物的降解效率。同时，该工艺具有较好的抗冲击负荷能力，能够 稳定运行。
两相厌氧消化工艺
总结词
提高产气量、降低酸化风险
VS
详细描述
两相厌氧消化工艺通过将产酸和产甲烷过 程分开进行，提高了产气量和降低了酸化 风险。该工艺通过优化反应条件，促进了 厌氧微生物的生长和代谢，提高了有机物 的去除效率。同时，该工艺还能够有效降 低废水中的有毒物质对微生物的影响。
03
例如，采用高效厌氧反应器、温度控制、pH调节等手段，可以显著提高厌氧生 物处理的效率，降低能耗和运营成本。
开发高效厌氧反应器与新型厌氧工艺
随着科技的不断进步，新型的厌氧反应器和工艺不断涌现，以满足不同 类型和规模的污水处理需求。
新型厌氧反应器如升流式厌氧污泥床（UASB）、膨胀颗粒污泥床（ EGSB）和内循环（IC）反应器等，具有更高的有机负荷率和更好的污水
联合应用还可以实现能源回收和资源化利用， 为可持续性发展提供有力支持。
厌氧生物处理技术的环境影响与可持续性发展
在追求高效率、高稳定性的同时，厌氧生物处理技术 的环境影响和可持续性发展也是研究的重要方向。
研究者们致力于减少厌氧生物处理过程中的温室气体 排放、降低能耗和资源消耗、提高能源回收率等方面
的工作。
处理效果。
新型厌氧工艺如上流式厌氧滤池（AF）、水解酸化-好氧处理工艺等，能 够更好地适应不同水质和环境条件，提高污水处理效果和能源回收率。
厌氧生物处理与其他生物处理技术的联合应用
为了更好地满足污水处理的需求，研究者们将 厌氧生物处理与其他生物处理技术进行联合应 用，形成多种组合工艺。
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污泥（固态有机物）的消化
中国地质大学 环境学院
2020/12/22
5
水处理工程
第七章 污水的厌氧生物处理
一、厌氧生物处理中的基本生物过
程——阶段性理论
• 1、两阶段理论 • 2、三阶段理论 • 3、四阶段理论（四菌群学说） • 4、多阶段理论
中国地质大学 环境学院
2020/12/22
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水处理工程
1896年，英国出现第一座用于处理生活污水的厌氧消化池；
20世纪40年代，澳大利亚出现连续搅拌的厌氧消化池；
50、60特别是70年代的中后期，随着能源危机的加剧，出现了一批被称 为现代高速厌氧消化反应器的处理工艺，从此厌氧消化工艺开始大规模 地应用于废水处理
60年代发明了厌氧滤池；
70年代荷兰 Lettinga发明了上流式厌氧污泥床反应器UASB，厌氧生物处 理开始有效地进入废水处理领域。
Bryant的“三阶段理论”
I 水解、发酵阶段： II 产氢产乙酸阶段：产氢 产乙酸菌，将丙酸、丁酸
等脂肪酸和乙醇等转化为 乙酸、H2/CO2； III 产甲烷阶段：产甲烷菌 利用乙酸和H2、CO2产生 乙酸 CH4；
有机物 I 发酵性细菌
脂肪酸、醇类
II
产氢产乙酸菌
IV H2+CO2
同型产乙酸菌
一般认为，在厌氧生物处理过程中 约有70%的CH4产自乙酸的分解， 其余的则产自H2和CO2
④ 反应过程较为复杂——厌氧消化是由多种不同性质、不 同功能的微生物协同工作的一个连续的微生物过程；
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2020/12/22
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水处理工程
厌氧生物处理的不足
第七章 污水的厌氧生物处理
1）出水的COD浓度高，原则上需要后续处理才能达到较高 的排水标准；
2）厌氧反应器初次启动过程缓慢，一般需要8－12周时间； 3）对有毒物质、温度、pH等环境因素较敏感；
4） 气味较大；
5） 对氨氮的去除效果不好；
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水处理工程
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ第七章 污水的厌氧生物处理
第一节 厌氧生物处理的基本原理
废水厌氧生物处理在早期又被称为厌氧消化、厌氧发酵； 是指在厌氧条件下由多种（厌氧或兼性）微生物的共同作 用下，使有机物分解并产生CH4和CO2的过程。
1、两阶段理论
第七章 污水的厌氧生物处理 不溶性有机物 水解胞外酶
酸性发酵 阶段
第二阶段：产甲烷阶段，又称碱性发酵阶段
产要ba2被两甲参c0t世普阶e烷与r纪遍段ia菌反）3接理利应0；~受论用的6产的”0前微年甲是一生代烷“阶物，细段被菌的统的产称主物为要，产特胞并甲内点酶将烷是产其菌可酸：溶菌转（1性）化M有机e生为t物h长CaHn速e4和率prC慢odO，u2c；世in主g代
III 产甲烷菌 CH4
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2020/12/22
说明：1）I、II、III为三阶段理论，I、II、III、IV
为四类群理论； 2）所产生的细胞物质未表示在图中
图2厌氧反应的三阶段理论和四类群9理论
水处理工程
第七章 污水的厌氧生物处理
3、四阶段理论（四菌群学说）
• 在上述三阶段理论的基础上，增加一类细菌—— 同型产乙酸菌，其主要功能是可以将产氢产乙酸 细菌产生的H2/CO2合成为乙酸。
• 研究表明，实际上这一部分由H2/CO2合成而来的 乙酸的量较少，只占厌氧体系中总乙酸量的5%左 右。
• 总体来说，“三阶段理论”、“四阶段理论”是 目前公认的对厌氧生物处理过程较全面和较准确 的描述。
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水处理工程
第七章 污水的厌氧生物处理
4、 多阶段理论
温度、pH等）强。
图1厌氧反应的两阶段理论图示
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水处理工程
第七章 污水的厌氧生物处理
2、三阶段理论
中国地质大学 环境学院
• 对厌氧微生物学的深入研究后，发现将厌氧消化过程简单 地划分为上述两个过程，不能真实反映厌氧反应过程的本 质
• 产甲烷菌是一类十分特别的古细菌（Archea），特点是： 只能利用一些简单有机物作为基质，其中主要是一些简单 的一碳物质如甲酸、甲醇、甲基胺类以及H2/CO2等，两 碳物质中只有乙酸，而不能利用其它含两碳或以上的脂肪 酸和甲醇以外的醇类
水处理工程
第七章 污水的厌氧生物处理
第七章 污水的厌氧生物处理
Anaerobic Biological Treatment
中国地质大学 环境学院
2020/12/22
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水处理工程
第七章 污水的厌氧生物处理
主要发展过程
中国地质大学 环境学院
1881年由法国的Louis Mouras所发明“自动净化器”
20世纪90年代以后，随着以颗粒污泥为主要特点的UASB反应器的广泛应 用，在其基础上又发展起来了同样以颗粒污泥为根本的颗粒污泥膨胀床 （EGSB）反应器和厌氧内循环（IC）反应器
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水处理工程
厌氧处理的优点：
第七章 污水的厌氧生物处理
① 能耗大大降低，而且还可以回收生物能（沼气）；
② 污泥产量很低；
——厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，产酸菌的 产率Y为0.15~0.34kgVSS/kgCOD，产甲烷菌的产率Y为 0.03kgVSS/kgCOD左右，而好氧微生物的产率约为 0.25~0.6kgVSS/kgCOD。 ③ 厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一些有机物
进行降解或部分降解；
时间长；2）对环境条件（细菌温细度胞、pH脂、肪抑酸制、醇物类等、 ）非其它常产敏物 感，
要求苛刻。
H2、CO2
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胞内酶产甲烷菌
第一阶段：发酵阶段，又内称源产呼 酸阶段或酸性发酵阶段 吸产物
碱性发酵 阶段
主要功能是水解和酸化，主要产物是脂肪酸、醇类、CO2和H2 等；主要参与反应的微生物统称为发酵细菌或产酸细菌；这些 微生物的特点是：1）生长速率快细菌，细2胞）对环境CO条2、件CH的4 适应性（
• 上世纪70年代，Bryant发现原来认为是一种被称为“奥氏 产甲烷菌”的细菌，实际上是由两种细菌共同组成的，一 种菌义细）上菌，的首另产先一甲把种烷乙细细醇菌菌氧则——化利嗜为用氢乙H2产酸和甲和CO烷H22产细（生菌一C）种H产4（氢一产种乙真酸正细意
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第七章 污水的厌氧生物处理
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第七章 污水的厌氧生物处理
一、厌氧生物处理中的基本生物过
程——阶段性理论
• 1、两阶段理论 • 2、三阶段理论 • 3、四阶段理论（四菌群学说） • 4、多阶段理论
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水处理工程
1896年，英国出现第一座用于处理生活污水的厌氧消化池；
20世纪40年代，澳大利亚出现连续搅拌的厌氧消化池；
50、60特别是70年代的中后期，随着能源危机的加剧，出现了一批被称 为现代高速厌氧消化反应器的处理工艺，从此厌氧消化工艺开始大规模 地应用于废水处理
60年代发明了厌氧滤池；
70年代荷兰 Lettinga发明了上流式厌氧污泥床反应器UASB，厌氧生物处 理开始有效地进入废水处理领域。
Bryant的“三阶段理论”
I 水解、发酵阶段： II 产氢产乙酸阶段：产氢 产乙酸菌，将丙酸、丁酸
等脂肪酸和乙醇等转化为 乙酸、H2/CO2； III 产甲烷阶段：产甲烷菌 利用乙酸和H2、CO2产生 乙酸 CH4；
有机物 I 发酵性细菌
脂肪酸、醇类
II
产氢产乙酸菌
IV H2+CO2
同型产乙酸菌
一般认为，在厌氧生物处理过程中 约有70%的CH4产自乙酸的分解， 其余的则产自H2和CO2
④ 反应过程较为复杂——厌氧消化是由多种不同性质、不 同功能的微生物协同工作的一个连续的微生物过程；
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水处理工程
厌氧生物处理的不足
第七章 污水的厌氧生物处理
1）出水的COD浓度高，原则上需要后续处理才能达到较高 的排水标准；
2）厌氧反应器初次启动过程缓慢，一般需要8－12周时间； 3）对有毒物质、温度、pH等环境因素较敏感；
4） 气味较大；
5） 对氨氮的去除效果不好；
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ第七章 污水的厌氧生物处理
第一节 厌氧生物处理的基本原理
废水厌氧生物处理在早期又被称为厌氧消化、厌氧发酵； 是指在厌氧条件下由多种（厌氧或兼性）微生物的共同作 用下，使有机物分解并产生CH4和CO2的过程。
1、两阶段理论
第七章 污水的厌氧生物处理 不溶性有机物 水解胞外酶
酸性发酵 阶段
第二阶段：产甲烷阶段，又称碱性发酵阶段
产要ba2被两甲参c0t世普阶e烷与r纪遍段ia菌反）3接理利应0；~受论用的6产的”0前微年甲是一生代烷“阶物，细段被菌的统的产称主物为要，产特胞并甲内点酶将烷是产其菌可酸：溶菌转（1性）化M有机e生为t物h长CaHn速e4和率prC慢odO，u2c；世in主g代
III 产甲烷菌 CH4
中国地质大学 环境学院
2020/12/22
说明：1）I、II、III为三阶段理论，I、II、III、IV
为四类群理论； 2）所产生的细胞物质未表示在图中
图2厌氧反应的三阶段理论和四类群9理论
水处理工程
第七章 污水的厌氧生物处理
3、四阶段理论（四菌群学说）
• 在上述三阶段理论的基础上，增加一类细菌—— 同型产乙酸菌，其主要功能是可以将产氢产乙酸 细菌产生的H2/CO2合成为乙酸。
• 研究表明，实际上这一部分由H2/CO2合成而来的 乙酸的量较少，只占厌氧体系中总乙酸量的5%左 右。
• 总体来说，“三阶段理论”、“四阶段理论”是 目前公认的对厌氧生物处理过程较全面和较准确 的描述。
中国地质大学 环境学院
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水处理工程
第七章 污水的厌氧生物处理
4、 多阶段理论
温度、pH等）强。
图1厌氧反应的两阶段理论图示
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水处理工程
第七章 污水的厌氧生物处理
2、三阶段理论
中国地质大学 环境学院
• 对厌氧微生物学的深入研究后，发现将厌氧消化过程简单 地划分为上述两个过程，不能真实反映厌氧反应过程的本 质
• 产甲烷菌是一类十分特别的古细菌（Archea），特点是： 只能利用一些简单有机物作为基质，其中主要是一些简单 的一碳物质如甲酸、甲醇、甲基胺类以及H2/CO2等，两 碳物质中只有乙酸，而不能利用其它含两碳或以上的脂肪 酸和甲醇以外的醇类
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第七章 污水的厌氧生物处理
第七章 污水的厌氧生物处理
Anaerobic Biological Treatment
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2020/12/22
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水处理工程
第七章 污水的厌氧生物处理
主要发展过程
中国地质大学 环境学院
1881年由法国的Louis Mouras所发明“自动净化器”
20世纪90年代以后，随着以颗粒污泥为主要特点的UASB反应器的广泛应 用，在其基础上又发展起来了同样以颗粒污泥为根本的颗粒污泥膨胀床 （EGSB）反应器和厌氧内循环（IC）反应器
2020/12/22
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水处理工程
厌氧处理的优点：
第七章 污水的厌氧生物处理
① 能耗大大降低，而且还可以回收生物能（沼气）；
② 污泥产量很低；
——厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，产酸菌的 产率Y为0.15~0.34kgVSS/kgCOD，产甲烷菌的产率Y为 0.03kgVSS/kgCOD左右，而好氧微生物的产率约为 0.25~0.6kgVSS/kgCOD。 ③ 厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一些有机物
进行降解或部分降解；
时间长；2）对环境条件（细菌温细度胞、pH脂、肪抑酸制、醇物类等、 ）非其它常产敏物 感，
要求苛刻。
H2、CO2
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胞内酶产甲烷菌
第一阶段：发酵阶段，又内称源产呼 酸阶段或酸性发酵阶段 吸产物
碱性发酵 阶段
主要功能是水解和酸化，主要产物是脂肪酸、醇类、CO2和H2 等；主要参与反应的微生物统称为发酵细菌或产酸细菌；这些 微生物的特点是：1）生长速率快细菌，细2胞）对环境CO条2、件CH的4 适应性（
• 上世纪70年代，Bryant发现原来认为是一种被称为“奥氏 产甲烷菌”的细菌，实际上是由两种细菌共同组成的，一 种菌义细）上菌，的首另产先一甲把种烷乙细细醇菌菌氧则——化利嗜为用氢乙H2产酸和甲和CO烷H22产细（生菌一C）种H产4（氢一产种乙真酸正细意
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第七章 污水的厌氧生物处理