广东污废水处理工培训ppt第六章 厌氧生物处理
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第六章厌氧生物处理
（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； 耐冲击能力强
（2）消化池的容积负荷较普通消化池高，中温消化时， 容积负荷较普通消化池高
一般为2～5kgCOD/(m3· d)， 水力停留时间 （3）水力停留时间比普通消化池大大缩短，如常温下， 大大缩短 普通消化池为15～30天，而接触法小于10天； （4）不仅可以处理溶解性有机污水，也可以用于处理 可以处理溶解性
物的分解作用，池底
部容积主要用于贮存 和浓缩污泥。 特点：消化速率低， 消化时间长，适用于
小型装臵。
单级浮动盖式消化池： 不设搅拌装臵，有分 层，顶部为浮渣层，
中间是清液和起厌氧
分解的活性层，底部 为熟污泥。 功能：挥发性有机物 的消化、熟污泥的浓
缩和贮存。
特点：能提供1/3的 贮存体积。
（2）二级消化工艺
UASB 反应器 EGSB反应器 厌氧塘
完全混合型 厌氧滤池 流化床-复合床
工业上应用的UASB装置
厌氧生物处理的运行管理（UASB）
UASB反应器良好运行的三个重要前提是：
1）反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥； 2）由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作 用； 3）设计合理的三相分离器，这使沉淀性能良好的污泥能 保留在反应器内。
升流式厌氧污泥床反应器的特点是：（1）反应器内污 泥浓度高，一般平均污泥浓度为30～40g/L，高的可达60～ 80g/L ；（2）有机负荷高，水力停留时间短，中温消化， COD容积负荷一般为10～20kgCOD/(m3· d)；（3）反应器内设 三相分离器，被沉淀区分离的污泥能自动回流到反应区，一
颗粒污泥来源：①原有的UASB反应器；②购买
（2）消化池的容积负荷较普通消化池高，中温消化时， 容积负荷较普通消化池高
一般为2～5kgCOD/(m3· d)， 水力停留时间 （3）水力停留时间比普通消化池大大缩短，如常温下， 大大缩短 普通消化池为15～30天，而接触法小于10天； （4）不仅可以处理溶解性有机污水，也可以用于处理 可以处理溶解性
物的分解作用，池底
部容积主要用于贮存 和浓缩污泥。 特点：消化速率低， 消化时间长，适用于
小型装臵。
单级浮动盖式消化池： 不设搅拌装臵，有分 层，顶部为浮渣层，
中间是清液和起厌氧
分解的活性层，底部 为熟污泥。 功能：挥发性有机物 的消化、熟污泥的浓
缩和贮存。
特点：能提供1/3的 贮存体积。
（2）二级消化工艺
UASB 反应器 EGSB反应器 厌氧塘
完全混合型 厌氧滤池 流化床-复合床
工业上应用的UASB装置
厌氧生物处理的运行管理（UASB）
UASB反应器良好运行的三个重要前提是：
1）反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥； 2）由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作 用； 3）设计合理的三相分离器，这使沉淀性能良好的污泥能 保留在反应器内。
升流式厌氧污泥床反应器的特点是：（1）反应器内污 泥浓度高，一般平均污泥浓度为30～40g/L，高的可达60～ 80g/L ；（2）有机负荷高，水力停留时间短，中温消化， COD容积负荷一般为10～20kgCOD/(m3· d)；（3）反应器内设 三相分离器，被沉淀区分离的污泥能自动回流到反应区，一
颗粒污泥来源：①原有的UASB反应器；②购买
厌氧处理原理培训_ppt课件
三、厌氧生物处理特点
1.应用范围广 各种浓度的有机废水及难降解的有机物
2.能耗低
3.负荷高 4.剩余污泥少
不需充氧，产生沼气，回收生物质能
有机负荷2-10kgBOD/(m3·d),好氧为2~4 碳源转化为甲烷，用于合成细胞的很少
5.氮磷营养需要较少
C:N:P=200~300：5：1
6.有杀菌效果（寄生虫和病毒）
厌氧生物处理法的基本原理
1.厌氧微生物处理净化 （1）定义：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，也称厌氧消化。
厌氧消化的三个过程
废水的厌氧生物处理过程是一个复杂的微生物化学 过程，它是依靠三大主要类群细菌：水解产酸细菌、 产氢产乙酸细菌和甲烷细菌三种细菌的联合作用完 成的。
三个过程如下：
水解酸化阶段
①（胞外）水解：复杂大分子变小分子（多糖、脂肪、蛋白质）， 比溶解有机物（颗粒物）在胞外酶作用下，变溶解性小分子有机物。 ●（胞内）酸化：小分子有机物进入细胞内部，分解产生高级脂肪酸、 醇类。 ●水解是耗能过程，酸化是释放能量过程，二者相互关联、共存。 ●酸化要适度，防止PH下降过多，影响水解的进行。 ②产氢产乙酸阶段 对第一阶段的产物转化为乙酸和氢，不溶解有机物变溶解性有机物。 ③产甲烷阶段 将乙酸、乙酸盐、二氧化碳和氢转化为甲烷。 注意:1.含氮有机物水解酸化后产氮（NH3）----产碱过程。 2.三个阶段之间的平衡：低级脂肪酸的生成与产甲烷之间的平衡。
厌氧处理原理培训
一、概述★厌氧生物处理法的基本原理
二、上流式厌氧污泥床反应器+UASB 三、厌氧微生物的培养与训化
四、厌氧生物处理的运行管理
污水处理常规工艺 厌氧生物处理PPT课件
当有机负荷率适中， 最佳状态 pH在7~7.5 当有机负荷率较低，稳定但低效pH>7.5
第16页/共82页
消化池的设计
• 消化池的有效容积V 根据投配率或有机物负荷设计 V=Wi/P V消化池的有效容积 Wi湿污泥投入量 P污泥投配率，％中温6～8％、高温10～16％
• 按有机物负荷设计更合理
V=BOD*Q/q Q为流量 q为BOD容积负荷，中温1.6～6.5kg/m3*d
厌氧消化微生物进行酸化转化的能力强，速率快，对环境条件的适应能力也强；而 进行气化转化的能力相对较弱，速率也较慢，对环境的适应能力也较脆弱。这种 前强后弱的特征使两个转化速率保持稳定平衡颇为困难，形成了三种发酵状态。
当有机物负荷率很高，酸性发酵状态，是一种低效而又不稳定的发酵状态，应尽量 避免。pH<7
生化阶段 物态变化 生化过程
菌群
Ⅰ
表1 有机Ⅱ物厌氧消化过程 Ⅲ
液化（水解） 酸化（1）
酸化（2）
气化
大分子不溶态 有机物转化为 小分子溶解态
有机物
小分子溶解态 有机物转化为 （H2+CO2）及 I、II两类产物
II类产物转化 为（H2+CO2）
及乙酸等
CH4、CO2等
发酵细菌
产氢产乙酸细 菌
甲烷细菌
第13页/共82页
（3）pH和酸碱度 甲烷细菌对pH的要求很严格 产酸菌要求环境介质pH在4.5～ 8。 产甲烷菌要求在中性附近。在 6.8～7.8较适宜。
适宜范围6.8-7.2,保持20003000mg/L碱度以提供足够的缓 冲能力。 实测值应在7.2-7.4之间。
（4）毒物 重 金 属 、 其 他 对 厌 氧 过 程 起第抑14制页/共82页
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消化池的设计
• 消化池的有效容积V 根据投配率或有机物负荷设计 V=Wi/P V消化池的有效容积 Wi湿污泥投入量 P污泥投配率，％中温6～8％、高温10～16％
• 按有机物负荷设计更合理
V=BOD*Q/q Q为流量 q为BOD容积负荷，中温1.6～6.5kg/m3*d
厌氧消化微生物进行酸化转化的能力强，速率快，对环境条件的适应能力也强；而 进行气化转化的能力相对较弱，速率也较慢，对环境的适应能力也较脆弱。这种 前强后弱的特征使两个转化速率保持稳定平衡颇为困难，形成了三种发酵状态。
当有机物负荷率很高，酸性发酵状态，是一种低效而又不稳定的发酵状态，应尽量 避免。pH<7
生化阶段 物态变化 生化过程
菌群
Ⅰ
表1 有机Ⅱ物厌氧消化过程 Ⅲ
液化（水解） 酸化（1）
酸化（2）
气化
大分子不溶态 有机物转化为 小分子溶解态
有机物
小分子溶解态 有机物转化为 （H2+CO2）及 I、II两类产物
II类产物转化 为（H2+CO2）
及乙酸等
CH4、CO2等
发酵细菌
产氢产乙酸细 菌
甲烷细菌
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（3）pH和酸碱度 甲烷细菌对pH的要求很严格 产酸菌要求环境介质pH在4.5～ 8。 产甲烷菌要求在中性附近。在 6.8～7.8较适宜。
适宜范围6.8-7.2,保持20003000mg/L碱度以提供足够的缓 冲能力。 实测值应在7.2-7.4之间。
（4）毒物 重 金 属 、 其 他 对 厌 氧 过 程 起第抑14制页/共82页
污水生物处理厌氧PPT.
第三，认同和回应。你可以对客户说，“你有这样的想法，我认为这是可以理解的”。你这么一说，客户肯定会说，“我们总算找到共 同语言了”。其实并非如此，只不过这里有一个技巧性问题而已。
（一） 概述
4、厌氧生物的分类
（3）上流式厌氧污泥床（UASB）
颗粒污泥的扫描电镜照片（运行180天）—— 产甲烷丝菌
（二）上流式厌氧污泥床反应器
2、UASB设计参数
有机负荷：通常采用中温消化时，有机负荷常取 2~3kgCOD/(m3·d)。在高温下为4~6 2~3kgCOD/(m3·d)。 上流式厌氧污泥床反应器厌氧滤池，厌氧硫化床等新型厌氧 工艺的有机负荷在中温下为5~15 2~3kgCOD/(m3·d)。
进水配水系统：进水必须在反应器底部均匀分配，确保各单位 面积的进水量基本相同。
污泥床的溶剂一般占整个UASB反应 区的30％左右。SVI10～20mL/g.
污泥悬浮层占整个UASB反应区的70％，污泥浓度15000～ 30000mg/L。
沉淀区位于反应器顶部，作用是使由于水流作用而随水流进入 出水区的絮凝性污泥沉淀下来，重新回到反应区。
（二）上流式厌氧污泥床反应器
1、UASB的结构
三相分离器：为了防止细小污泥或悬浮物被洗出，可以在出水 堰前设置挡板；处理非常稀的废水时由于上流速度较大，污 泥增长缓慢，因此常需要较复杂的三相分离器以保留污泥； 为了防止某些废水产生的泡沫，可以在三相分离器的集气室 内安装喷雾嘴。
操作条件复杂，对环境条件的要求比好氧法严格 必须注意安全，消化池、储气罐、沼气池等必须绝对密封，
严禁明火或电火花
（一） 概述
4、厌氧生物的分类
（1）厌氧接触法
同好氧完全混合一样，泥、 水在反应器内充分接触， 在沉淀池内进行泥水分 离。污泥回流是进水量 的2~4倍。
（一） 概述
4、厌氧生物的分类
（3）上流式厌氧污泥床（UASB）
颗粒污泥的扫描电镜照片（运行180天）—— 产甲烷丝菌
（二）上流式厌氧污泥床反应器
2、UASB设计参数
有机负荷：通常采用中温消化时，有机负荷常取 2~3kgCOD/(m3·d)。在高温下为4~6 2~3kgCOD/(m3·d)。 上流式厌氧污泥床反应器厌氧滤池，厌氧硫化床等新型厌氧 工艺的有机负荷在中温下为5~15 2~3kgCOD/(m3·d)。
进水配水系统：进水必须在反应器底部均匀分配，确保各单位 面积的进水量基本相同。
污泥床的溶剂一般占整个UASB反应 区的30％左右。SVI10～20mL/g.
污泥悬浮层占整个UASB反应区的70％，污泥浓度15000～ 30000mg/L。
沉淀区位于反应器顶部，作用是使由于水流作用而随水流进入 出水区的絮凝性污泥沉淀下来，重新回到反应区。
（二）上流式厌氧污泥床反应器
1、UASB的结构
三相分离器：为了防止细小污泥或悬浮物被洗出，可以在出水 堰前设置挡板；处理非常稀的废水时由于上流速度较大，污 泥增长缓慢，因此常需要较复杂的三相分离器以保留污泥； 为了防止某些废水产生的泡沫，可以在三相分离器的集气室 内安装喷雾嘴。
操作条件复杂，对环境条件的要求比好氧法严格 必须注意安全，消化池、储气罐、沼气池等必须绝对密封，
严禁明火或电火花
（一） 概述
4、厌氧生物的分类
（1）厌氧接触法
同好氧完全混合一样，泥、 水在反应器内充分接触， 在沉淀池内进行泥水分 离。污泥回流是进水量 的2~4倍。
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
厌氧生物处理ppt
微生物种群的影响
厌氧生物处理中的微生物种群是影响 处理效果的重要因素之一。厌氧生物 处理中的微生物种群包括产酸菌、产 甲烷菌等，这些微生物在适宜的环境 条件下协同作用，完成有机物的分解 和沼气的生成。
VS
微生物种群的影响因素包括温度、 pH值、有机负荷率、营养物质等。 在实际操作中，需要控制这些因素， 以保证微生物种群的适宜生长和代谢， 从而提高厌氧生物处理的效果。同时， 还需要注意防止有毒物质的进入，以 避免对微生物种群产生不利影响。
厌氧消化阶段
酸化反应
在厌氧条件下，废水中的复杂有机物被厌氧微生物转化为挥发性 脂肪酸等易降解物质。
产氢产乙酸反应
部分有机物被转化为氢气和乙酸，为甲烷菌提供营养物质。
甲烷化反应
甲烷菌将氢气和乙酸转化为甲烷气体，释放能量并合成细胞物质。
后处理阶段
沉淀
去除经过厌氧处理后废水中的悬浮物和生物污泥。
过滤
通过砂滤池、活性炭过滤等手段进一步去除废水 中的微量有机物、重金属等有害物质。
它通过厌氧微生物的代谢作用，将有 机物转化为甲烷、二氧化碳等无机物。
厌氧生物处理和醇类物质。
产氢产乙酸阶段
02
小分子有机物进一步转化为乙酸和氢气。
甲烷化阶段
03
乙酸和氢气被转化为甲烷。
厌氧生物处理的应用领域
01
废水处理
厌氧生物处理广泛应用于城市污 水、工业废水、高浓度有机废水 等处理领域。
厌氧活性污泥法
厌氧活性污泥法是一种利用活性污泥去除废水中的有机物 和氮、磷等营养物质的技术。
厌氧活性污泥法的原理是利用活性污泥中的微生物将废水 中的有机物转化为沼气和二氧化碳，同时将氮、磷等营养 物质转化为细胞物质或沉淀物。
第六章污染治理生物技术ppt课件
2.厌氧生物处理的基本原理
厌氧生物处理是在无氧条件下，利用多 种厌氧微生物的代谢活动，将有机物转化为 无机物和少量细胞物质的过程。
（1）厌氧生物分解有机物的过程
图6-4 有机物厌氧分解过程
■ 水解阶段
复杂有机物首先在发酵性细菌产生的胞外 酶的作用下分解为溶解性的小分子有机物。 该过程通常比较缓慢，是复杂有机物厌氧降 解的限速阶段。
（1）有机物的降解
图6-2 有机物好氧生物降解的一般途径
（2）微生物的增殖
图6-3 静态培养微生物生长曲线
（3）溶解氧的提供 溶解氧是影响好氧生物处理过程的重要因
素。
充足的溶解氧供应有利于好氧生物降解过 程的顺利进行。
溶解氧的需求量与微生物的代谢过程密切 相关。
在不同的好氧生物处理过程和工艺中，溶 解氧的提供方式也不同。
6. 由于能作用于多种合成化合物的细菌或 真菌种群或生物量起始浓度较低，环境条 件必须适合具有活性潜物活性 2.目标化合物特征 3.环境因素 （1）营养 （2）温度 （3）pH （4）氧
第二节 固体废弃物生物处理 及处置技术
一、概述
1. 概念 固体废弃物是指在社会生产、流通、消费 等一系列过程中产生的一般不再具有进一 步使用价值而被丢弃的以固态和泥状存在 的物质。
第一节 生物处理技术概述
一、生物处理的基本原理
生物处理的主体是微生物。 有机物的转化广义上可以定义为两种：
矿化和共代谢
矿化是将有机物完全无机化的过程， 是与微生物生长包括分解代谢与合成代谢 过程相关的过程。
共代谢通常是由非专一性酶促反应完 成的，不导致细胞质量或能量的增加,使有 机物得到修饰和转化，但不能使其分子完 全分解。
图6-6 固体废弃物中聚合物的代谢
污水的厌氧生物处理课件
生物膜的吸附、微生物的代谢作用和滤料 的截留作用下，废水中的有机物被降解， 并产生沼气，沼气从池顶部排出。
根据进水的方向将厌氧固定膜反应器 分 为 升 流 式 ( USFF) 、 降 流 式 ( DSFF) 和平流式(LSFF)三种；根据填料填充
的程度分为全充填型和部分充填型。
填料可采用拳状石质滤料，如碎石、 卵石等，也可使用陶粒、塑料等填料。
烷化严重受阻。
1 厌氧生物处理的基本原理
2. 厌氧消化的影响因素
(2) pH及碱度
按降解机理分段：
产甲烷菌适宜的pH值为7.0左右，大体在 6.5-7.5 之间。
在消化系统中，如果水解发酵阶段与产酸阶段的反应速率超过 产甲烷阶段，则pH会降低，影响甲烷菌的生活环境。
反应器的pH值过低，常表现为挥发酸浓度过高； pH值过高， 常见于NH4+浓度过高。
(5)有机负荷
按降解机理分段：
在厌氧法中，有机负荷通常是指容积有机负荷，简称容积负荷， 即消化器单位有效容积每天接受的有机物量[kgCOD/m3 ∙d]。此外也 有用污泥负荷表达的，即[kgCOD/kgVSS . d]。
厌氧消化过程中，产酸阶段反应速率比产甲烷阶段反应速率快 得多， 必须十分谨慎的选择有机负荷，使挥发性脂肪酸的生成和消 耗不致失调，形成挥发酸的积累。为保持系统的平衡，有机负荷不 能过高。
甲烷产量的70%
产氢产乙酸阶段
在产氢产乙酸菌的作 用下
产甲烷阶段
两组生理上不同 的产甲烷菌
③ 厌氧消化的4阶段理论
1 厌氧生物处理的基本原理
2. 厌氧消化的影响因素
参考教材第357页
由于产甲烷菌在厌氧处理的各个阶段中，对环境的影响最敏感机，理分段： 世代时间相对较长，甲烷化反应速度较慢，常作为厌氧消化过程的 控制阶段， 反应条件应重点满足甲烷菌的环境要求。
根据进水的方向将厌氧固定膜反应器 分 为 升 流 式 ( USFF) 、 降 流 式 ( DSFF) 和平流式(LSFF)三种；根据填料填充
的程度分为全充填型和部分充填型。
填料可采用拳状石质滤料，如碎石、 卵石等，也可使用陶粒、塑料等填料。
烷化严重受阻。
1 厌氧生物处理的基本原理
2. 厌氧消化的影响因素
(2) pH及碱度
按降解机理分段：
产甲烷菌适宜的pH值为7.0左右，大体在 6.5-7.5 之间。
在消化系统中，如果水解发酵阶段与产酸阶段的反应速率超过 产甲烷阶段，则pH会降低，影响甲烷菌的生活环境。
反应器的pH值过低，常表现为挥发酸浓度过高； pH值过高， 常见于NH4+浓度过高。
(5)有机负荷
按降解机理分段：
在厌氧法中，有机负荷通常是指容积有机负荷，简称容积负荷， 即消化器单位有效容积每天接受的有机物量[kgCOD/m3 ∙d]。此外也 有用污泥负荷表达的，即[kgCOD/kgVSS . d]。
厌氧消化过程中，产酸阶段反应速率比产甲烷阶段反应速率快 得多， 必须十分谨慎的选择有机负荷，使挥发性脂肪酸的生成和消 耗不致失调，形成挥发酸的积累。为保持系统的平衡，有机负荷不 能过高。
甲烷产量的70%
产氢产乙酸阶段
在产氢产乙酸菌的作 用下
产甲烷阶段
两组生理上不同 的产甲烷菌
③ 厌氧消化的4阶段理论
1 厌氧生物处理的基本原理
2. 厌氧消化的影响因素
参考教材第357页
由于产甲烷菌在厌氧处理的各个阶段中，对环境的影响最敏感机，理分段： 世代时间相对较长，甲烷化反应速度较慢，常作为厌氧消化过程的 控制阶段， 反应条件应重点满足甲烷菌的环境要求。
厌氧处理原理培训PPT课件
厌氧处理原理培训
目录
• 厌氧处理原理简介 • 厌氧处理的基本原理 • 厌氧处理工艺流程 • 厌氧处理的优缺点 • 厌氧处理的实际应用案例
01 厌氧处理原理简介
厌氧处理的概念
01
厌氧处理是一种生物处理技术， 利用厌氧微生物在无氧或低氧条 件下将有机物转化为沼气、二氧 化碳和有机酸等物质的过程。
02
农业废弃物处理
农业废弃物如畜禽粪便、农作物秸秆等，如果得不到妥善处理，会对环境造成严 重污染。厌氧处理技术可以用于农业废弃物处理，将其转化为沼气和肥料。
通过厌氧处理技术，可以将农业废弃物中的有机物转化为沼气，用于发电或供热 ；同时将厌氧消化后的残渣加工成有机肥料，用于农业生产，实现废弃物的资源 化利用。
高浓度有机废水处理
高浓度有机废水含有大量的有机物， 如纤维素、淀粉、糖类等，如果直接 排放会对环境造成严重污染。厌氧处 理技术可以有效地处理高浓度有机废 水。
VS
厌氧处理技术可以将高浓度有机废水 中的有机物转化为沼气和二氧化碳， 同时将废水中的有毒物质转化为无害 或低害的物质。该技术在高浓度有机 废水处理中具有高效、低能耗、环保 等优点。
高处理效率。
在UASB中，废水中的有机物被 颗粒污泥吸附并分解为沼气，沼 气可从反应器顶部排出并进行收
集利用。
UASB反应器的设计需考虑颗粒 污泥的培养和维持，以保证处理
效果和沼气产量的稳定性。
膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB）
膨胀颗粒污泥床反应器是一种改进型的UASB反应器，通过增加反应器的高度和减小底部面 积来提高传质效率。
02 厌氧处理的基本原理
厌氧微生物的种类与特性
厌氧微生物种类繁多，包括产 甲烷菌、硫酸盐还原菌、产氢 产乙酸菌等。
目录
• 厌氧处理原理简介 • 厌氧处理的基本原理 • 厌氧处理工艺流程 • 厌氧处理的优缺点 • 厌氧处理的实际应用案例
01 厌氧处理原理简介
厌氧处理的概念
01
厌氧处理是一种生物处理技术， 利用厌氧微生物在无氧或低氧条 件下将有机物转化为沼气、二氧 化碳和有机酸等物质的过程。
02
农业废弃物处理
农业废弃物如畜禽粪便、农作物秸秆等，如果得不到妥善处理，会对环境造成严 重污染。厌氧处理技术可以用于农业废弃物处理，将其转化为沼气和肥料。
通过厌氧处理技术，可以将农业废弃物中的有机物转化为沼气，用于发电或供热 ；同时将厌氧消化后的残渣加工成有机肥料，用于农业生产，实现废弃物的资源 化利用。
高浓度有机废水处理
高浓度有机废水含有大量的有机物， 如纤维素、淀粉、糖类等，如果直接 排放会对环境造成严重污染。厌氧处 理技术可以有效地处理高浓度有机废 水。
VS
厌氧处理技术可以将高浓度有机废水 中的有机物转化为沼气和二氧化碳， 同时将废水中的有毒物质转化为无害 或低害的物质。该技术在高浓度有机 废水处理中具有高效、低能耗、环保 等优点。
高处理效率。
在UASB中，废水中的有机物被 颗粒污泥吸附并分解为沼气，沼 气可从反应器顶部排出并进行收
集利用。
UASB反应器的设计需考虑颗粒 污泥的培养和维持，以保证处理
效果和沼气产量的稳定性。
膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB）
膨胀颗粒污泥床反应器是一种改进型的UASB反应器，通过增加反应器的高度和减小底部面 积来提高传质效率。
02 厌氧处理的基本原理
厌氧微生物的种类与特性
厌氧微生物种类繁多，包括产 甲烷菌、硫酸盐还原菌、产氢 产乙酸菌等。
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
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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
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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
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厌氧消化池
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1. 厌氧消化池基本原理
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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
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6.1 废水厌氧生物处理的微生物学与生化反应原理
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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
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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
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6.3 厌氧生物反应器与工艺
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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
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厌氧消化池
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1. 厌氧消化池基本原理
污水处理--厌氧生物处理PPT52页
污水处理--厌氧生物处理
21、静念园林好，人间良可辞。 22、步步寻往迹，有处特依依。 23、望云惭高鸟，临木愧游鱼。 24、结庐在人境，而无车马喧；问君 何能尔 ？心远 地自偏 。 25、人生归有道，衣食固其端。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治
21、静念园林好，人间良可辞。 22、步步寻往迹，有处特依依。 23、望云惭高鸟，临木愧游鱼。 24、结庐在人境，而无车马喧；问君 何能尔 ？心远 地自偏 。 25、人生归有道，衣食固其端。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治
污水处理厌氧生物处理方法课件
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17
2) 厌氧生物处理机理
• 上述3个阶段，以产甲烷阶段的反应速度最慢，为厌氧 消化的限制阶段。与好氧氧化相比，厌氧生物处理产生 的污泥量远少于好氧氧化。
• 有的研究人员将厌氧过程分为四个阶段:水解、酸化、酸 性减退(由于产生中间产物氨,中和了酸)、产甲烷阶段。
• 参与厌氧反应的细菌，酸化阶段的统称产酸或酸化细菌， 几乎包括所有的兼性细菌；甲烷化阶段的统称甲烷细菌， 已经证实的已有80多种
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二、厌氧生物处理原理
厌氧生物处理的方法基本功能有二：
（1）酸发酵的目的：为进一步进行生物处理提供易 生物降解的基质；
（2）甲烷发酵的目的：进一步降解有机物和生产气 体燃料。
* 完全的厌氧生物处理工艺-----因兼有降解有
机物和生产气体燃料的双重功能，因而得到 了广泛的发展和应用。
将累积而使pH值下降、破坏产甲烷阶段的正常进行，严重时产
甲烷作用停顿，系统失败，并难以调整复苏。
➢有机负荷过高，则过高的水力负荷还会使消化系统中污泥的流
失速率大于增长速率而降低消化效率。
➢若有机负荷过低，物料产气率或有机物去除率虽可提高，但容
积产气率降低，反应器容积将增大，使消化设备利用效率降低，
投资和运行费用提高。
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三、厌氧消化的影响因素与控制要求
2、酸碱度、pH值
pH值条件首先使产氢产乙酸作用和产甲烷作用受抑制，
使产酸过程所形成的有机酸不能被正常地代谢降解，
从而使整个消化过程的各阶段间的协调平衡丧失。
若pH值降到5以下，对产甲烷菌毒性较大，同时产酸
作用本身也受抑制，整个厌氧消化过程即停滞。即使
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第二阶段为产氢和产乙酸阶段 产氢产乙酸菌把除乙酸、甲烷、甲醇以外的第一阶段 产生的中间产物，如丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类转化 成乙酸和氢，并有CO2产生。 第三阶段为产甲烷阶段 产甲烷菌把第一阶段和第二阶段产生的乙酸、H2和CO2 等转化为甲烷。
二、厌氧消化的影响因素
pH 适宜6.8-7.2之间 温度 35~38ºC（中温）和52~55ºC（高温），中温消化的消 化时间（产气量达到90％所需时间）约为20 d，高温消 化的消化时间约为10 d，对寄生虫卵的杀灭率可达99％
三、 消化池的热量计算
包括将废水提高到池温所需的热量和补偿池壁、池盖所 散失的热量。 提高废水温度所需的热量为Q1： Q1 ＝ Qc(t2-t1) 式中：Q－污水投加量； c －污水的比热容，约4200 kJ/(m3.℃)(试验值） t2－消化池温度，℃； t1－污水温度，℃
通过池壁、池盖等散失的热量Q2与池子构造和材料有关， 可用下式估算： Q2 ＝ KA(t2-t1) 式中：A－散热面积，m2； K －传热系数，kJ/(h.m2.℃)(试验值） t2－消化池内壁温度，℃； t1－消化池外壁温度，℃
六、厌氧膨胀床和厌氧流化床
床体内充填细小的固体颗粒填料，如石英砂、无烟煤、活性 炭、陶粒和沸石等，填料粒径一般为0.2-1 mm。污水从床底 部流入。
沼气
厌氧膨胀床和流化床
七、厌氧生物转盘
厌氧生物转盘和好氧生物转盘相似，不同之处在于上 部加盖密封，为收集沼气和防止液面上的空间存氧。 污水处理靠盘片表面生物膜和悬浮在反应槽中的厌氧 活性污泥共同完成。 优点：可承受较高有机负荷和冲击负荷，COD去除率 可达90％以上；不存在载体堵塞问题，生物膜可保持 较高活性，便于操作和管理。 缺点：造价高。
三、厌氧接触法
对于悬浮物较高的有机废水，可以采用厌氧接触法，它实际 上是厌氧活性污泥法，不需要曝气而需要脱气。
四、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)
试验结果证明，良好的污泥床，有机负荷率和去除率高，不 需要搅拌设备，能适应负荷冲击和温度与pH的变化。
上流式厌氧污泥床反应器
五、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。 第二段：保持严格的厌氧条件和pH，以利于甲烷菌的生 长；降解、稳定有机物，产生含甲烷较多的消化气，并 截留悬浮固体，以改善出水水质。
污泥的消化过程明显分为两个阶段，整个过程半年以上。 液化阶段－固体有机物先液化， 其特征是液态污泥的pH迅速下降，转化产物中有机酸 是主体，又称“酸化阶段” 气化阶段－降解产物气化 主要成分为甲烷，又常称“甲烷化”阶段 参与消化的细菌，酸化阶段的统称产酸或酸化细菌，几乎 包括所有的兼性厌氧细菌；甲烷化阶段的统称为甲烷菌。 截至1991年，分离到的产甲烷菌已达到65个种。
第三节 厌氧生物处理法的设计计算
一、流程和设备的选择
处理工艺和设备的选择 内容 消化温度 采用单级或两级(段)消化
二、厌氧反应器的设计
计算确定反应器容积的常用参数是负荷率L和消化时间t， 公式为： V＝Qt
QS 0 V = L
式中： V－反应（消化）区的容积，m3； Q－污水的设计流量，m3/d； t －消化时间，d； L－反应区的设计负荷，kgBOD5(COD)/(m3.d)； S0－污水有机物的浓度， gBOD5(COD)/L。 产气量一般可按0.4~0.5 m3/kg(COD)进行估算。
八、两相厌氧法
两相厌氧法是一种新型的厌氧生物处理工艺。1971年 Ghosh和Pohland首次提出了两相发酵的概念，即把产酸和产 甲烷两个阶段的反应分别在两个独立的反应器内进行，以创 造各自最佳的环境条件，并将这两个反应器串联起来，形成 两相厌氧发酵系统。其特点如下： 为产酸菌、产甲烷菌分别提供各自最佳的生长繁殖条件， 在各自反应器能够得到最高的反应速率。 酸化反应器有一定的缓冲作用，缓解冲击负荷对后续的产 甲烷反应器的影响。 酸化反应器反应进程快，水力停留时间短，COD浓度可去 除20-25%，能够大大减轻产甲烷反应器的负荷。 负荷高，反应器容积小基建费用低。
1979年，Byrand根据对甲烷菌和产氢产乙酸菌的研究结果， 认为两阶段理论不够完善，提出了三阶段理论。
H2/CO2 复杂有机物
有机酸 和醇类
甲烷 乙醇
第一阶段 水解与发酵
第二阶段 产氢产乙酸
第三阶段 产甲烷
三阶段厌氧消化过程示意图
第一阶段为水解发酵阶段， 复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用下，首先被分解 成简单的有机物，如纤维素经水解转化成较简单的糖 类；蛋白质转化成较简单的氨基酸；酯类转化成脂肪 酸和甘油等。继而这些简单的有机物在产酸菌的作用 下经过厌氧发酵和氧化转化成乙酸、丙酸、丁酸等脂 肪酸和醇类等。参与该阶段的水解发酵菌主要是专性 厌氧菌和兼性厌氧菌。
第六章 厌氧生物处理
第一节 厌氧生物处理的基本原理 第二节 污水的厌氧生物处理工艺 第三节 厌氧生物处理法的设计计算
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第一节 厌氧生物处理的基本原理
一、厌氧消化的机理
早期的厌氧生物处理都针对污泥消化，即在无氧的条 件下，由兼性厌氧细菌及专性厌氧细菌降解有机物使污泥 得到稳定，其最终产物是二氧化碳和甲烷气（或称污泥气、 消化气）等。所以污泥厌氧消化过程也称污泥生物稳定过 程。 污泥的厌氧处理面对的是固态有机物，所以称消化。 污泥的消化过程明显分为两个阶段
营养与C/N比 基质的组成也直接影响厌氧处理的效率和微生物的增 长，但与好氧法相比，厌氧处理对污水中N、P的含量 要求低。只要达到COD：N：P ＝ 800：5：1即可满足 厌氧处理的营养要求。 通常C/N达到10-20为宜。 C/N 10-20 有毒物质 重金属离子的毒害作用 H2S的毒害作用 氨的毒害作用
第二节 污水的厌氧生物处理工艺
一、化粪池
用于处理来自厕所的粪便废水。曾广泛用于不设污水厂的合 流制排水系统。还可用于郊区的别墅式建筑。
化粪池例图
二、厌氧生物滤池
优点：处理能力高；滤池内 可以保持很高的微生物浓度； 不需另设泥水分离设备，出 水SS较低；设备简单、操作 方便。 缺点：滤料费用较高；滤料 易堵塞，尤其是下部，生物 膜很厚；堵塞后，没有简单 有效的清洗方法。因此，悬 浮物高的废水不适用。
污泥泥龄（生物固体停留时间） 由于产甲烷菌的增殖速率较慢，对环境条件的变化十 分敏感。因此，要获得稳定的处理效果就需要保持较 长的污泥泥龄。 搅拌和混合 厌氧消化是由细菌体的内酶和外酶与底物进行的接触 反应。因此必须使两者充分混合。有研究表明，产乙 酸菌和产甲烷菌之间存在着严格的共生关系。这种共 生关系对于厌氧工艺的改进有实际意义，但如果在系 统内进行连续的剧烈搅拌则会破坏这种共生关系。