15+污水的厌氧生物处理
第1516讲厌氧生物处理
⑦ ⑧
2 ( C 3 ) 3 H S 3 H 2 O 3 C 4 H H 3 H C 2 H O 2 S
4 C 3 O H H 2 C 4 H H 2 O
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产甲烷菌有各种不同的形态，常见的有：①产甲烷杆菌； ②产甲烷球菌；③产甲烷八叠球菌；④产甲烷丝菌；等 等。
产甲烷菌都是严格厌氧细菌，要求氧化还原电位在150-400mv，氧和氧化剂对其有很强的毒害作用； 产甲烷菌的增殖速率很慢，繁殖世代时间长，可达46 天，因此，一般情况下产甲烷反应是厌氧消化的限速步 骤。
(3)负荷高 通常好氧法的有机容积负荷为2~4kgBOD/m3.d， 而厌氧法为2～10kg COD/m3.d，高的可达50kgCOD／ m3.d。
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(4)剩余污泥量少，且其浓缩性、脱水性良好 好氧法每去除 1kg COD将产生0.4~0.6 kg生物量，而厌氧法去除1kg COD只产生0.02~0.1kg 生物量，其剩余污泥量只有好氧法 的5％~20％。
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四、 营养
厌氧微生物对N、P等营养物质的要求略低于好氧微生 物，其要求COD：N：P = 200：5：1；多数厌氧 菌不具有合成某些必要的维生素或氨基酸的功能，所 以有时需要投加： ①K、Na、Ca等金属盐类； ②微量元素Ni、Co、Mo、Fe等； ③有机微量物质：酵母浸出膏、生物素、维生素等。
氧生物转盘等。
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（一）、厌氧消化池
厌氧消化池主要应用于处理城市污水厂的污泥，也可 应用于处理固体含量很高的有机废水；它的主要作用 是：① 将污泥中的一部分有机物转化为沼气；② 将 污泥中的一部分有机物转化成为稳定性良好的腐殖质； ③ 提高污泥的脱水性能；④ 使得污泥的体积减少1/2 以上；⑤ 使污泥中的致病微生物得到一定程度的灭活， 有利于污泥的进一步处理和利用。
废水处理厌氧和好氧生物处理技术
废水处理厌氧和好氧生物处理技术废水处理是当今社会中非常重要的环境保护工作之一。
废水处理的目的是将含有有害物质的废水转化为对环境无害的水体，以保护水资源和维护生态平衡。
废水处理技术主要分为物理处理、化学处理和生物处理三种。
其中，生物处理技术是一种常用且有效的废水处理方法。
废水处理中的生物处理技术主要包括厌氧生物处理和好氧生物处理。
两种技术各有特点，可以根据废水的特性和处理要求来选择合适的方法。
1. 厌氧生物处理技术厌氧生物处理是一种在缺氧条件下进行的废水处理方法。
它利用厌氧菌群将有机物质转化为沼气和沉淀物。
厌氧生物处理技术适用于高浓度有机废水的处理，如食品加工废水、酿造废水等。
其主要过程包括厌氧消化、甲烷发酵和沉淀。
厌氧消化是指将废水中的有机物质通过厌氧菌的代谢作用转化为有机酸和气体。
在这个过程中，厌氧菌分解有机物质，产生醋酸、丙酸等有机酸，同时产生沼气。
沼气可以作为能源利用，而有机酸则会进一步发酵产生甲烷。
甲烷发酵是指在厌氧条件下，通过甲烷菌的作用将有机酸转化为甲烷。
甲烷是一种无色、无味的气体，具有高热值和可燃性，可以用作燃料或发电。
沉淀是指将废水中的悬浮物和沉淀物沉淀下来，以净化废水。
在厌氧生物处理中，沉淀物主要是厌氧菌和产生的沉淀物质。
2. 好氧生物处理技术好氧生物处理是一种在充氧条件下进行的废水处理方法。
它利用好氧菌群将有机物质转化为二氧化碳、水和生物体。
好氧生物处理技术适用于低浓度有机废水的处理，如生活污水、轻工业废水等。
其主要过程包括生物降解、曝气和沉淀。
生物降解是指将废水中的有机物质通过好氧菌的代谢作用转化为二氧化碳、水和生物体。
在这个过程中，好氧菌分解有机物质，产生二氧化碳和水。
生物体则是好氧菌的生长产物，可以通过沉淀去除。
曝气是指通过给废水供氧来提供好氧菌群所需的氧气。
曝气可以通过机械曝气、曝气池或曝气塔等方式实现。
氧气的供应可以促进好氧菌的生长和代谢活动，加快废水的降解速度。
沉淀是指将废水中的悬浮物和沉淀物沉淀下来，以净化废水。
5种生物处理污水方法
5种生物处理污水方法污水处理是一项重要的环境保护工作，通过利用生物处理方法可以有效地减少污水对自然环境的影响。
下面将介绍五种生物处理污水的方法，分别是好氧生物处理、厌氧生物处理、人工湿地、植物处理和浮游生物处理。
一、好氧生物处理好氧生物处理是一种常见的生物处理污水的方法，通过供氧给微生物，使其能够将有机物质转化为无机物质。
好氧生物处理通常采用曝气池或者活性污泥法，污水中的有机物被微生物分解为二氧化碳和水。
这种方法效率高且成本较低，广泛应用于城市污水处理厂和工业园区。
二、厌氧生物处理厌氧生物处理是一种在无氧环境下进行的生物处理方法。
与好氧生物处理相比，厌氧生物处理能够更有效地去除硝酸盐等氧化物。
厌氧生物处理常见的方法有厌氧消化池和厌氧滤池。
此方法还可以产生沼气，具有能量回收的优势。
三、人工湿地人工湿地是一种模拟自然湿地的生物处理方法。
通过植物和微生物的作用，将污水中的有机物质、氮和磷等污染物去除或转化为无害物质。
人工湿地具有价格低廉、维护简单等优点，同时还可以提供美丽的景观和生态系统。
四、植物处理植物处理是利用植物的吸附、吸收和转化作用来处理污水的方法。
常见的植物处理方法有人工湿地、浮床和植物滤池等。
植物能够吸收水中的营养物质，减少水中的污染物浓度，同时还能提供氧气并促进微生物的生长。
五、浮游生物处理浮游生物处理是利用浮游生物对污水中有机物质和氨氮进行吸附、吸收和降解的方法。
通过合理布置浮游生物滤料，促使浮游生物生长繁殖，有效地降低水中的有机物质浓度。
此方法适用于适宜水温和水质的地区，对水质要求不高。
综上所述，生物处理是一种有效的污水处理方法，在环境保护中起着重要作用。
好氧生物处理、厌氧生物处理、人工湿地、植物处理和浮游生物处理是常见的生物处理污水的方法。
每种方法都有其特点和适用范围，可以根据具体情况选择合适的方法进行污水处理，以达到减少水污染并保护环境的目的。
厌氧生物处理的基本原理
厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理是一种通过微生物在缺氧条件下降解有机废物的处理技术。
它与常见的好氧生物处理相比，具有更广泛的适用性和更高的有机废物降解效率。
在厌氧生物处理过程中，微生物利用有机物作为电子受体，进行代谢活动并产生甲烷等气体和有机物的分解产物。
本文将介绍厌氧生物处理的基本原理，以及其在环境保护和废物处理方面的应用。
首先，厌氧生物处理的基本原理是微生物在缺氧条件下进行有机物的分解。
在缺氧条件下，微生物无法利用氧气进行有机物的降解，而是利用其他电子受体，如硫酸盐、亚硝酸盐等，进行代谢活动。
这些代谢活动产生的终产物通常是甲烷等气体和有机物的分解产物。
厌氧生物处理通常需要在密封的容器中进行，以确保缺氧条件的维持。
其次，厌氧生物处理的原理还涉及到微生物的种类和代谢途径。
在厌氧生物处理过程中，参与有机物降解的微生物种类多种多样，包括厌氧菌、产甲烷菌等。
这些微生物通过不同的代谢途径将有机物降解为甲烷等气体和有机物的分解产物。
这些代谢途径包括酸化、乙酸化、甲酸化等过程，每个过程都由特定的微生物群体完成。
此外，厌氧生物处理的原理还包括有机物的降解和能量的产生。
在厌氧生物处理过程中，有机物被微生物降解为甲烷等气体和有机物的分解产物，同时产生大量的能量。
这些能量可以被微生物利用，维持其生长和代谢活动。
因此，厌氧生物处理不仅可以降解有机废物，还可以产生可再生能源。
最后，厌氧生物处理的原理还与环境保护和废物处理的应用密切相关。
厌氧生物处理可以应用于污水处理、有机废物处理、生物质能源生产等领域。
在污水处理方面，厌氧生物处理可以高效地去除有机物和氮、磷等营养盐，减少污水的污染程度。
在有机废物处理和生物质能源生产方面，厌氧生物处理可以将有机废物转化为甲烷等气体和有机肥料，实现废物资源化利用。
综上所述，厌氧生物处理是一种通过微生物在缺氧条件下降解有机废物的处理技术，其基本原理涉及微生物的代谢活动、有机物的降解和能量的产生。
废水的厌氧处理PPT课件
厌氧接触法
• 在混合接触池（消化池）后设沉淀池，将沉淀 污泥回流至消化池，形成了厌氧接触法 （anaerobic contact process)。
厌 氧 接 触 法 工 艺
12 特点
厌氧接触法
特点
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； 消化池的容积负荷较普通消化池高，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 15-30 天，
化床等新型厌氧工艺的有机负荷 在中温下为5-15 kgCOD/(m3· d)， 可高达30 kgCOD/(m3· d)。
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污泥浓度
各种反应器要求的污泥浓度不尽相同，一般介 于10～30gVSS/L之间。 为了保持反应器的生物量不致因流失而减少， 可采用多种措施： 如安装三相分离器、设置挂膜介质、降低水流 速度和回流污泥量等。
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厌氧生物转盘示意图
• 特点： 微生物浓度高 勿需处理水回流 生物膜经常保持较高的活性 耐冲击负荷，处理过程稳定性强 可采用多级串连，各级微生物处于最佳生存条件 运行管理方便 盘片成本较高
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厌氧挡板反应器示意图
特点： 反应器启动期短。实验表明接种一个月， 就有颗粒污泥形成，两个月可稳定运行。 避免厌氧滤池等堵塞问题 避免UASB因污泥膨胀而发生污泥流失问 题 不需要搅拌 不需要载体
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厌氧生物滤池
优点
滤池中的微生物量较高，可承受的有机容积负 荷高，COD容积负荷为2-16 kgCOD/(m3·d)，且 耐冲击负荷能力强； 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； 微生物固着生长为主，不易流失，因此不需污 泥回流和搅拌设备； 启动或停止运行后再启动比前述厌氧工艺法时 间短。 11
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
厌氧生物处理法的特点与好氧比较1应用范围广
填料，池底和池顶密封。 ❖ 厌氧微生物附着于填料的
表面生长，废水中的有机 物被降解，并产生沼气， 沼气从池顶部排出。 ❖ 按水流方向：升流、降流
2、工艺特点 ❖ 污泥浓度：10－20g.vss/L；体积负荷大：10－
15kgCOD/m3.d；污泥泥龄：100d；水力停留时 间短。 3、优缺点 ❖ 主要优点：处理能力高，操作简单。 ❖ 主要缺点：滤料费用高，易堵塞。
2、厌氧过程对环境条件的要求
Ⅰ、氧化还原电位（φE）与温度
氧的溶入和氧化态、氧化剂的存在会使体系中电位升高，对厌氧消 化不利。
产酸菌对氧化还原电位要求不甚严格＋100～－100mv 产甲烷菌对氧化还原电位要求严格＜－350mv
Ⅱ、pH及碱度
pH主要取决于三个生化阶段的平衡状态
Ⅲ、毒物
凡对厌氧处理过程起抑制和毒害作用的物质都可称为毒物
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。
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
第二节 污水的厌氧生物处理方法
按微生物生长状态分为 厌氧活性污泥法、厌氧生物膜法；
按投料、出料及运行方式分为 分批式、连续式、半连续式；
根据厌氧消化中物质转化反应的总过程是否在同一 反应器中并在同一工艺条件下完成，又可分为
一步厌氧消化与两步厌氧消化等。
一、厌氧活性污泥法 （普通消化池、厌氧接触工艺、上流式厌氧污泥床反应器等）
厌氧生物处理的基本原理
厌氧生物处理的基本原理
厌氧生物处理是一种利用厌氧微生物降解有机废水的生物处理技术。
厌氧生物处理的基本原理是在缺氧或无氧条件下，利用厌氧微生物对有机废水中的有机物进行降解，产生甲烷等气体和沼气，从而达到净化水质的目的。
首先，厌氧生物处理的基本原理是利用厌氧微生物。
厌氧微生物是一类能在缺氧或无氧条件下生存和繁殖的微生物，它们能够利用有机废水中的有机物作为碳源进行代谢活动。
这些厌氧微生物主要包括厌氧菌、产甲烷菌等。
其次，厌氧生物处理的基本原理是利用厌氧微生物对有机废水中的有机物进行降解。
在厌氧条件下，有机废水中的有机物经过厌氧微生物的作用，会被降解成简单的有机物、甲烷等气体和沼气。
这些产物对水质没有污染性，从而达到净化水质的目的。
最后，厌氧生物处理的基本原理是产生甲烷等气体和沼气。
在厌氧生物处理过程中，厌氧微生物降解有机废水中的有机物时，会产生大量的甲烷等气体和沼气。
这些气体可以被收集利用，既能减少污染物的排放，又能够转化成可再生能源，具有双重的环保和经
济效益。
总之，厌氧生物处理的基本原理是利用厌氧微生物对有机废水中的有机物进行降解，产生甲烷等气体和沼气，从而达到净化水质的目的。
这种生物处理技术在污水处理和有机废水处理中具有重要的应用价值，对于改善环境质量、减少污染物排放、提高资源利用率具有重要意义。
废水处理厌氧和好氧生物处理技术
废水处理厌氧和好氧生物处理技术废水处理是一项重要的环境保护工作，而废水处理中的生物处理技术则是其中关键的一环。
在生物处理技术中，厌氧和好氧生物处理技术是常用的两种方法。
本文将探讨废水处理中的厌氧和好氧生物处理技术的原理、应用和优缺点。
厌氧生物处理技术是一种在无氧条件下进行的废水处理方法。
在厌氧生物处理过程中，微生物在缺氧的环境中进行代谢活动，通过降解有机物质来净化废水。
厌氧生物处理技术主要应用于高浓度有机废水的处理，如酿酒废水、制药废水等。
其原理是通过厌氧微生物的代谢活动，将有机物质转化为甲烷等可再利用的产物。
厌氧生物处理技术具有处理效果好、能耗低、占地面积小等优点，但由于操作难度较大，需要严格控制环境条件，所以在实际应用中还存在一定的挑战。
好氧生物处理技术则是在有氧条件下进行的废水处理方法。
在好氧生物处理过程中，微生物利用氧气进行代谢活动，通过降解有机物质来净化废水。
好氧生物处理技术主要应用于低浓度有机废水的处理，如生活污水、食品加工废水等。
其原理是通过好氧微生物的代谢活动，将有机物质转化为二氧化碳和水等无害物质。
好氧生物处理技术具有处理效果稳定、操作简单、适应性强等优点，但由于需要供氧，所以能耗较高，并且需要较大的处理容量。
在实际的废水处理工程中，常常会采用厌氧和好氧生物处理技术的组合，以达到更好的处理效果。
这种组合技术被称为A/O工艺，即厌氧-好氧工艺。
在A/O工艺中，厌氧生物处理单元主要负责去除有机物质的大部分，而好氧生物处理单元则进一步降解有机物质，去除残余的有机物质和氮、磷等营养物质。
通过厌氧和好氧生物处理技术的有机结合，A/O工艺能够同时处理高浓度和低浓度有机废水，并且能够降低处理成本，提高处理效率。
尽管厌氧和好氧生物处理技术在废水处理中发挥了重要作用，但它们仍然存在一些局限性。
首先，厌氧生物处理技术对环境条件的要求较高，操作难度大，需要专业的技术人员进行控制；而好氧生物处理技术虽然操作相对简单，但对氧气的需求较大，存在一定的能耗问题。
污水生物处理(好氧、厌氧生物处理)
活性污泥法工艺流程
空气
进水 初次沉 淀池
曝气池
出水
二次沉淀池
回流污泥
污 泥
剩余污泥
氧化沟（OD）
1.概念： 氧化沟是一种改良的活性污泥法，其曝气池 呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液在 其中循环流动，因此被称为“氧化沟”，又 称‘‘环形曝气池”。
采用立式表曝机的卡鲁塞尔氧化沟
(英国ASH Vale 污水处理厂)
小结
(厌氧生物处理反应机理图) 不溶性有机物和高分子 溶性有机物
水解阶段 （细菌胞外酶作用）
原酸化阶段和产 乙酸阶段可合并 为一个阶段
小分子溶性有机物
产酸脱氢 （产酸菌作用） 阶段
细菌细胞
挥发酸 (如乙酸)
CO2+H2
其他产物 (如醇类等)
产甲烷阶段 (产甲烷细菌作用)
细菌细胞
CH4+CO2
几种厌氧生物滤池
➢ 要保证污水处理的效果，首先必须有足够数量 的微生物，同时，还必须有足够数量的营养物 质。
好氧生物处理
❖ 传统活性污泥法 ❖ 氧化沟 ❖ 序批式活性污泥法 ❖ 生物滤池、生物转盘 ❖ 流化床
活性污泥法
生物膜法
活性污泥的特征与微生物
①特征 a、形态：在显微镜下呈不规则椭圆状，在水中呈“絮状”。 b、颜色：正常呈黄褐色，但会随进水颜色、曝气程度而变
UASB反应器工作原理
进水 厌氧膨胀床和流化床工艺流程
污水自然生物处理
污水自然生物处理的回顾与前瞻
❖ 污水的自然生物处理已有300多年的历史，但随着经济和社会 的发展，生活污水和工业废水的水质水量发生了很大的变化， “经典式”生态系统的自然净化能力承受不了越来越沉重的 污染负荷。为了解决日益严重的水环境污染问题，出现了以 普通活性污泥法、生物膜法等高效的人工净化技术。但进入 20世纪70年代，严重的世界能源危机，迫使人们又转向研究 节省能源、资源和投资的处理方法。污水的自然生物处理作 为“替代技术”之一受到重视。
厌氧生物处理机理研究厌氧反应四个阶段
厌氧生物处理机理研究厌氧反应四个阶段一、概述厌氧生物处理技术在水处理行业中一直都受到环保工作者们的青睐，由于其具有良好的去除效果，更高的反应速率和对毒性物质更好的适应，更重要的是由于其相对好氧生物处理废水来说不需要为氧的传递提供大量的能耗，使得厌氧生物处理在水处理行业中应用十分广泛。
但由于总体反应式基于莫诺方程的厌氧处理受到低浓度废水Ks的限制，所以厌氧在处理低浓度废水方面没有太大的空间，可最近的一些报道和试验表明，厌氧如果提供合适的外部条件，在处理低浓度废水方面仍然有非常高的处理效果。
我们可以根据厌氧反应的原理加以动力学方程推导出厌氧生物处理低浓度废水尤其在处理生活污水方面的合适条件。
二、厌氧反应四个阶段一般来说，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。
（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。
再上述四个阶段中，有人认为第二个阶段和第三个阶段可以分为一个阶段，在这两个阶段的反应是在同一类细菌体类完成的。
前三个阶段的反应速度很快，如果用莫诺方程来模拟前三个阶段的反应速率的话，Ks（半速率常数）可以在50mg/l以下，μ可以达到5KgCOD/KgMLSS.d。
水污染控制工程第15章答案
第十五章污水的厌氧生物处理1．厌氧生物处理的基本原理是什么？答：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。
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。
2、厌氧发酵分为哪个阶段？为什么厌氧生物处理有中温消化和高温消化之分？污水的厌氧生物处理有什么优势，又有哪些不足之处？答：通常厌氧发酵分为三个阶段：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，首先被分解为简单的有机物。
继而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。
第二阶段为产氢产乙酸阶段：产氢产乙酸菌把第一阶段中产生的中间产物转化为乙酸和氢,并有二氧化碳生成。
第三阶段为产甲烷阶段：产甲烷菌把第一阶段和第二阶阶段产生的乙酸、氢气和二氧化碳等转化为甲烷.厌氧生物处理可以在中温(35℃一38℃)进行（称中温消化)，也可在高温（52℃一55℃)进行(称高温消化）。
因为在厌氧生物处理过程中需考虑到各项因素对产甲烷菌的影响,因为产甲烷菌在两个温度段(即35℃一38℃和52℃一55℃)时，活性最高，处理的效果最好.厌氧生物处理优势在于：应用范围广,能耗低，负荷高，剩余污泥量少，其浓缩性、脱水性良好，处理及处置简单.另外，氮、磷营养需要量较少,污泥可以长期贮存，厌氧反应器可间歇性或季节性运转.其不足之处：厌氧设备启动和处理所需时间比好氧设备长；出水达不到要求，需进一步进行处理;处理系统操作控制因素较复杂；过程中产生的异味与气体对空气有一定影响。
3、影响厌氧生物处理的主要因素有哪些？提高厌氧处理的效能主要从哪些方面考虑？答：影响厌氧生物处理的主要因素有如下：pH、温度、生物固体停留时间、搅拌和混合、营养与C/N比、氧化还原电位、有机负荷、厌氧活性污泥、有毒物质等。
高廷耀《水污染控制工程》(第4版)(下册)考研真题精选-第十五章 污水的厌氧生物处理【圣才出品】
第十五章污水的厌氧生物处理一、填空题1．methanogenesis的中文翻译为：______；堆肥的英文为：______。
[中国科学技术大学2012年研]【答案】产甲烷作用；compost【解析】methanogenesis的中文翻译是产甲烷作用，是厌氧消化的最后阶段。
在该阶段中，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。
堆肥的英文是compost，堆肥是指利用含有肥料成分的动植物遗体和排泄物，加上泥土和矿物质混合堆积，在高温、多湿的条件下，经过发酵腐熟、微生物分解而制成的一种有机肥料。
2．列举3种厌氧生物处理装置：______、______和______。
[宁波大学2015年研]【答案】化粪池；普通厌氧消化池；厌氧生物滤池【解析】在没有分子氧及化合态氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法称为厌氧生物处理。
处理工艺包括化粪池、普通厌氧消化池、厌氧生物滤池、厌氧接触法、升流式厌氧污泥床反应器、厌氧流化床和颗粒污泥膨胀床、厌氧内循环反应器、厌氧折流板反应器、厌氧生物转盘、厌氧序批式反应器、两相厌氧法和分段厌氧处理法等。
3．厌氧消化过程划分为三个连续的阶段，即______、______和______。
[中国科学技术大学2015年研；宁波大学2017年研]【答案】水解发酵阶段；产氢产乙酸阶段；产甲烷阶段【解析】厌氧消化分为三个阶段，包括：①水解发酵阶段，在该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，参与这个阶段的水解发酵菌主要是专性厌氧菌和兼性厌氧菌；②产氢产乙酸阶段，在该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等转化成乙酸和氢气，并有CO2产生；③产甲烷阶段，在该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。
4．厌氧消化通过搅拌使污泥和底物充分混合，搅拌方式有______、______、______。
废水的厌氧生物处理(污水、污泥)
③当有机负荷率小，供给养料不足，产酸量偏少，pH＞7.5是碱性发 酵状态，是低效发酵状态。 Ⅲ、温度控制——发酵要求较高的温度，每去除8000mg/L的COD 所产沼气，能使水温升高10℃，一般工艺设计中温消化30～35℃。 Ⅳ、pH的控制——当液料pH＜6.5或高于8.0，则要调整液料pH。 pH＜6.8～7，应减少有机负荷率， pH＜6.5，应停止加料，必要时加入石灰中和。
二、 厌氧反应器
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。
1、普通厌氧消化池
普通消化池又称传统或常规消化池。 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：池内机械搅拌；沼气搅拌； 循环消化液搅拌。
二、厌氧消化原理
1、厌氧消化的生化阶段 第Ⅰ阶段——水解产酸阶段 污水中不溶性大分子有机物，如多糖、淀粉、纤维素、烃类（烷、烯、 炔等）水解，主要产物为甲、乙、丙、丁酸、乳酸；紧接着氨基酸、蛋白质、 脂肪水解生成氨和胺，多肽等（所以有的书又把水解产酸分为二个阶段）。 第Ⅱ阶段——厌氧发酵产气阶段 第（1）阶段产物甲酸、乙酸、甲胺、甲醇和等小分子有机物在产甲烷 菌的作用下，通过甲烷菌的发酵过程将这些小分子有机物转化为甲烷。所以 在水解酸化阶段COD、BOD值变化不很大，仅在产气阶段由于构成COD或 BOD 的有机物多以CO2和H4的形式逸出，才使废水中COD、BOD明显下降。
废水处理厌氧和好氧生物处理技术
废水好氧生物处理原理一、好氧生物处理的基本生物过程所谓“好氧”:是指这类生物必须在有分子态氧气（O2）的存在下，才能进行正常的生理生化反应，主要包括大部分微生物、动物以及我们人类；所谓“厌氧”：是能在无分子态氧存在的条件下,能进行正常的生理生化反应的生物，如厌氧细菌、酵母菌等.好氧生物处理过程的生化反应方程式：①分解反应（又称氧化反应、异化代谢、分解代谢）CHONS + O2 CO2 + H2O + NH3 + SO42—+＆frac14；+能量(有机物的组成元素)②合成反应(也称合成代谢、同化作用)C、H、O、N、S + 能量 C5H7NO2③内源呼吸（也称细胞物质的自身氧化）C5H7NO2 + O2 CO2 + H2O + NH3 + SO42- +¼；+能量在正常情况下,各类微生物细胞物质的成分是相对稳定的，一般可用下列实验式来表示：细菌：C5H7NO2；真菌：C16H17NO6；藻类:C5H8NO2；原生动物:C7H14NO3 分解与合成的相互关系:1）二者不可分，而是相互依赖的；a、分解过程为合成提供能量和前物，而合成则给分解提供物质基础；b、分解过程是一个产能过程，合成过程则是一个耗能过程。
2)对有机物的去除，二者都有重要贡献；3）合成量的大小,对后续污泥的处理有直接影响（污泥的处理费用一般可以占整个城市污水处理厂的40~50％）。
不同形式的有机物被生物降解的历程也不同:一方面:结构简单、小分子、可溶性物质,直接进入细胞壁；结构复杂、大分子、胶体状或颗粒状的物质，则首先被微生物吸附，随后在胞外酶的作用下被水解液化成小分子有机物,再进入细胞内。
另一方面：有机物的化学结构不同，其降解过程也会不同，如:糖类；脂类；蛋白质二、影响好氧生物处理的主要因素①溶解氧（DO）: 约1~2mg/l；②水温：是重要因素之一,在一定范围内，随着温度的升高,生化反应的速率加快，增殖速率也加快；细胞的组成物如蛋白质、核酸等对温度很敏感，温度突升或降并超过一定限度时,会有不可逆的破坏；最适宜温度15～30°C；>40°C 或< 10°C后，会有不利影响。
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参数 对pH的敏感性 的敏感性 对温度的敏感性
产酸菌 不太敏感，最佳 不太敏感，最佳pH 为5.5~7.0 最佳温度： 最佳温度：20~35℃ ℃
5%
复杂有机化合物 （碳水化合物、蛋白质、类脂类） 水解
20%
10%
简单有机化合物 （糖、氨基酸、肽） 产酸 长链脂肪酸 （丙酸、丁酸等）
集美大学 生物工程学院 刘启明
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厌氧生物滤池作为第二代厌氧工艺的典型， 厌氧生物滤池作为第二代厌氧工艺的典型， 在现在的污水的厌氧生物处理应用中非常广泛。 在现在的污水的厌氧生物处理应用中非常广泛。 升流式厌氧生物滤池占大多数， 升流式厌氧生物滤池占大多数，其填料生物 厌氧生物滤池占大多数 量高，容易堵塞， 量高，容易堵塞，所以常用于处理高浓度可溶态 有机废水为主。降流式能克服堵塞 能克服堵塞， 有机废水为主。降流式能克服堵塞，但附着的微 生物容易流失，因此处理效率相对低一些。 生物容易流失，因此处理效率相对低一些。平流 也有一定程度的应用。 式也有一定程度的应用。 在设计计算中，填料是主要部分， 在设计计算中，填料是主要部分，此外还应 考虑运行中温度、pH、水力停留时间、 考虑运行中温度、pH、水力停留时间、有机负荷 和堵塞等影响因素。 和堵塞等影响因素。
35%
13% H2 CO2
17% 乙酸
28%
CH4 CO2
72%
厌氧消化机理示意图
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厌氧生物处理的特点 优点
需要的能量少， 需要的能量少，产生甲烷是一种潜在的能源 产生的剩余生物污泥较少 负荷高，可处理高浓度、 负荷高，可处理高浓度、难降解的有机废水 需要的营养物较少
缺点
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第二代厌氧工艺
有大量的活性厌氧污泥， 有大量的活性厌氧污泥，能将固体停留时间和 水力停留时间分开， 水力停留时间分开，使得反应器内固体停留时 间可达上百天， 间可达上百天，水力停留时间仅为数天甚至数 小时， 厌氧生物滤池、 小时，如厌氧生物滤池、上流式厌氧污泥反应 分段厌氧处理法和厌氧流化床等 器、分段厌氧处理法和厌氧流化床等。 缺点：一般只适应处理中高浓度的有机废水， 缺点：一般只适应处理中高浓度的有机废水， 当有机负荷变幅大时， 当有机负荷变幅大时，对低浓度废水由于产气 量小，搅拌强度小，使得污泥不能很好悬浮， 量小，搅拌强度小，使得污泥不能很好悬浮， 泥水接触不均，有效处理容积大为减弱。 泥水接触不均，有效处理容积大为减弱。
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第三代厌氧工艺
保持污水和活性污泥的良好接触， 保持污水和活性污泥的良好接触，加强传 质效果，大大提高反应器的容积利用率， 质效果，大大提高反应器的容积利用率， 抗负荷冲击能力强， 膨胀颗粒污泥床、 抗负荷冲击能力强，如膨胀颗粒污泥床、 折流板式厌氧反应器等 折流板式厌氧反应器等。 特点：水力停留时间短，容积负荷高， 特点：水力停留时间短，容积负荷高，可 间歇性运行，对温度的适应能力强， 间歇性运行，对温度的适应能力强，对有 毒物质和抑制性化合物具有较强缓冲能力， 毒物质和抑制性化合物具有较强缓冲能力， 出水水质较好。 出水水质较好。
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厌氧
有 机 物
的
水解
酸化
乙酸化
甲烷化
厌氧消化的过程（四阶段） 厌氧消化的过程（四阶段）
阶段
ห้องสมุดไป่ตู้
1. 水解发酵阶段 2. 产氢产乙酸阶段 3. 产甲烷阶段
程 启
厌氧过程中涉及底物的降解、 厌氧过程中涉及底物的降解、微生物 的生长和甲烷的生成三方面，其中甲烷的 的生长和甲烷的生成三方面， 生成是整个反应过程的限制性阶段。 生成是整个反应过程的限制性阶段。 甲烷细菌对温度、pH值和有毒物质均 甲烷细菌对温度、pH值和有毒物质均 较敏感（温度:35 38或52-55，pH:6.8:35较敏感（温度:35-38或52-55，pH:6.87.2）。 7.2）。 反应速度慢，主要用于污泥的消化、 反应速度慢，主要用于污泥的消化、 高浓度有机废水和较高温的工业废水。 高浓度有机废水和较高温的工业废水。
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营养与C/N比 营养与C/N比
厌氧消化原料是厌氧消化微生物赖以生长、 厌氧消化原料是厌氧消化微生物赖以生长、 繁殖的营养物质， 繁殖的营养物质，这些营养物质中最重要的 是碳素和氨素两种营养物质 C/N比过高，碳素多，氮素养料相对缺乏， C/N比过高，碳素多，氮素养料相对缺乏， 比过高 细菌和其他微生物的生长繁殖受到限制， 细菌和其他微生物的生长繁殖受到限制，有 机物的分解速度就慢、发酵过程就长。 机物的分解速度就慢、发酵过程就长。 C/N比过低，可供消耗的碳素少， C/N比过低，可供消耗的碳素少，氮素养料 比过低 相对过剩，则容易造成系统中氨氮浓度过高， 相对过剩，则容易造成系统中氨氮浓度过高， 出现氨中毒。 出现氨中毒。
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第二节 污水的厌氧生物处理方法
人类第一次有意识地利用厌氧生物过程来处理废弃物， 人类第一次有意识地利用厌氧生物过程来处理废弃物，是 1881年由法国的“自动净化器”开始的，最常见的是化粪池。 年由法国的“ 年由法国的 自动净化器”开始的，最常见的是化粪池。 早期方法简单，处理废水的同时， 早期方法简单，处理废水的同时，也处理沉淀下来的污泥 水力停留时间很长，出水水质也较差； 水力停留时间很长，出水水质也较差；
第15章 污水的厌氧生物处理 章
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
厌氧生物处理定义： 厌氧生物处理定义：厌氧生物处理是一种在厌
氧条件下， 氧条件下，利用厌氧微生物或兼性微生物 对污水进行处理的经济、节能、 对污水进行处理的经济、节能、有效并能 实现污水能源化和资源化的方法。 实现污水能源化和资源化的方法。
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抑制物质 Na Fe Cr6+ Cr3+ Cd
浓度/(mg/L) 浓度/(mg/L) 3500～5500 ～ 1710 3 500 150
pH值和消化液的缓冲作用 pH值和消化液的缓冲作用
1．由于pH的变化引起微生物体表面的电荷变化，进 由于pH的变化引起微生物体表面的电荷变化 的变化引起微生物体表面的电荷变化， 而会影响微生物对营养物的吸收； 而会影响微生物对营养物的吸收； 2．pH除了对微生物细胞有直接影响外，还可以促使 pH除了对微生物细胞有直接影响外 除了对微生物细胞有直接影响外， 有机化合物的离子化作用， 有机化合物的离子化作用，从而对微生物产生间接 影响， 影响，因为多数非离子状态化合物比离子状态化合 物更容易渗入细胞； 物更容易渗入细胞； 3．pH强烈地影响酶的活性，酶只有在最适宜的pH值 pH强烈地影响酶的活性 酶只有在最适宜的pH值 强烈地影响酶的活性， 时才能发挥最大活性，不适宜的pH值使酶的活性降 时才能发挥最大活性，不适宜的pH值使酶的活性降 进而影响微生物细胞内的生物化学过程。 低，进而影响微生物细胞内的生物化学过程。
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新型厌氧工艺
近十几年来， 近十几年来，随着厌氧处理理论和实践的积 累，国际上陆续研制和开发了一些新型的污 水厌氧反应器， 序批间歇式厌氧反应器、 水厌氧反应器，如序批间歇式厌氧反应器、 移动式厌氧污泥床反应器……等等，部分已 等等， 移动式厌氧污泥床反应器 等等 开始投入市场运行。 开始投入市场运行。
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类似为厌氧接触法的改进版，增加了气、 类似为厌氧接触法的改进版，增加了气、液、 固三相分离装置，显著提高了处理效率。 固三相分离装置，显著提高了处理效率。 构筑物简单，无需复杂机械设备，运行经济， 构筑物简单，无需复杂机械设备，运行经济， 有机负荷率和去除率高， 有机负荷率和去除率高，能适应较强负荷冲击和 温度、pH变化 变化。 温度、pH变化。 但对底部污泥床的活性成分利用和剩余污泥 的处理不易控制。 的处理不易控制。
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8 7 6 有机物负荷 有机物负荷（kg/m·d） 5 4 3 2 1 0 25 30 35 40 温 度 （ C） 45 50 55
4
3 产气量（m/m·d）
2
1
0
温度与有机物负荷、产气量关系 温度与有机物负荷、
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60
50
40
T（C）
30
20
10
0
15
30
45
60
75
90 t（ d）
105
120
消化时间
反应温度与反应时间的关系
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搅拌和混合
搅拌可使消化物料分布均匀， 搅拌可使消化物料分布均匀，增加微生物与 物料的接触，并使消化产物及时分离， 物料的接触，并使消化产物及时分离，从而 提高消化效率、增加产气量。同时， 提高消化效率、增加产气量。同时，对消化 池进行搅拌，可使池内温度均匀， 池进行搅拌，可使池内温度均匀，加快消化 速度，提高产气量。 速度，提高产气量。 消化池在不搅拌的情况下， 消化池在不搅拌的情况下，消化料液明显地 分成结壳层、清液层、沉渣层， 分成结壳层、清液层、沉渣层，严重影响消 化效果。 化效果。 污水处理厂污泥厌氧消化池的厌氧消化搅拌 方法包括气体搅拌、机械搅拌、泵循环等。 方法包括气体搅拌、机械搅拌、泵循环等。
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有毒物质
有许多化学物质能抑制厌氧消化过程中微生物的 生命活动，这类物质被称为抑制剂或有毒物质。 生命活动，这类物质被称为抑制剂或有毒物质。
抑制物质 挥发性脂肪酸 氨氮 溶解性硫化物 Ca Mg K 浓度/(mg/L) 浓度/(mg/L) >2000 1500～3000 ～ >200 2500～4500 ～ 1000～1500 ～ 2500～4500 ～