《水污染控制工程》第十五章 污水的厌氧生物处理
江苏师范大学《水污染控制工程》课后练习题及答案第15章污水的厌氧生物处理
Байду номын сангаас
第 15 章 污水的厌氧生物处理 1.厌氧装置反应器的 pH 值应保持在（ ）的范围内。
A.5.5-6.5 B.6.5～7.5 C.7.8-8.5 D.8.5-9.5 2.关于厌氧生物处理工艺，下列说法不正确的是：（ ）
A.与单级厌氧处理工艺相比，分段厌氧处理工艺的产气率更高 B.为提高厌氧消化池的处理负荷和产气率，可采用加热和搅拌的方法 C.UASB 工艺高效运行的基础是反应器内存在大量的厌氧活性污泥 D.厌氧接触法对悬浮固体浓度高的有机污水处理效果好 3.厌氧消化中的产甲烷菌是（ ） A、厌氧菌 B、好氧菌 C、兼性菌 D、中性菌 4.厌氧接触法与活性污泥工艺类似，从厌氧消化池流出的混合液直接进入 沉淀池进行泥水分离。( ) A.对 B.错 5.在普通厌氧接触工艺中，如果有机底物较高时，极容易造成反应器内 pH 值降 低，产生“酸化现象”。 （ ） A.对 B.错 6.厌氧生物处理废水的过程中，有机物被微生物摄取后，通过代谢，约有三分之 一被分解、稳定、并提供微生物生理活动所需的能量，约三分之二转化为新的 原生质。（ ） A.对 B.错 7.根据厌氧消化的三个阶段，水解产酸阶段中废水中的 COD 值会大幅度降低。 （） A.对 B.错 8.下列哪一项不是厌氧分解代谢有机物的产物（ ） A.有机酸 B.醇 C.CO2 D.H2O 9.下列哪一项不是微生物的呼吸类型（ ） A.好氧呼吸 B.厌氧呼吸 C.兼氧性呼吸 D.无氧呼吸 参考答案: 1.B 2.C 3.A 4.B 5.A 6.B 7.B 8. D 9.D
水污染控制课件第十五章(1)
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第一阶段的微生物包括细菌、原生动物和真菌，统称
为水解与发酵细菌，大多数为专性厌氧菌，也有不少 为兼性厌氧菌，可以分为以下几类： 1、纤维素分解菌。纤维素的分解对消化速度起着制约 作用。 2、碳水化合物分解菌。把碳水化合物分解为葡萄糖， 以具有内生孢子的杆状菌占优势。 3、蛋白质分解菌。分解成氨基酸，进一步分解为硫醇、 氨和硫化氢，以梭菌占优势，其他含氮有机物如嘌呤、 嘧啶也能被其分解。 4、脂肪分解菌。分解成简易的脂肪酸，以弧菌占优势。 第二阶段的微生物是产氢产乙酸菌以及同型乙酸菌， 其中有专性厌氧菌和兼性厌氧菌。 第三阶段的菌种是甲烷菌或产甲烷菌，属于绝对厌氧 菌，主要有四种：
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（二）UASB的特点 1．污泥床内生物最多，折合浓度可达20-30g/L； 2．容积负荷率高，可达10kgCOD/(m3d)以上，水 力停留时间较短，所需池容大大缩小； 3．设备简单，运行方便，勿需沉淀池和回流系统， 不需填料，也不需搅拌，造价低，便于管理，不存在 堵塞问题。 颗粒污泥的形成过程影响因素： ①温度，中温，高温； ②接种污泥的数量和质量，可以絮状的消化污泥 或活性污泥作为种泥；也可以以形成的颗粒污泥作为 种泥； ③碱度，高温均在750-1000mg/L之间； ④污水性质，含碳水化合物，C/N比较高的污水； ⑤启动时以0.1-0.3kgCOD/kgVSS d，形成后逐渐 提高。
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第十五章 污水的厌氧生物处理 第一节 厌氧生物处理的基本原理
一、厌氧的基本过程 厌氧早期只用于污泥粪便等的处理，近年来能源问题， 生物学，生物化学等发展，进步很大。 污泥中的固态物质：天然高分子化合物，淀粉， 纤维素，油脂，蛋白质等。在无氧环境中，转化为有机 酸，醇，醛，水分子等液态产物和CO2，H2，NH3，H2S 等基本分子。酸化阶段，10-30d，有机酸是主体。 经过长时间的酸化阶段，pH值回升，进入气化阶段。 产酸阶段和产气阶段，又细分为四个阶段：
水污染控制工程(完整版)
第九章污水水质和污水出路一、污水分类:生活污水、工业废水、初期污染雨水及城镇污水(综合污水)。
(P1)二、水质指标三、滤膜:反渗透膜(﹤1nm)→纳滤膜(﹤2nm)→超滤膜(﹤2~50nm)→微滤膜(200nm)四、化学指标:BOD5(在规定条件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水样中有机物所需要的氧量,以mg/L为单位,(20℃,5d))、BOD Cr、I Mn,TOC。
五、水体的自净作用(河流的自净作用是指河水中的污染物质在河水向下游流动中浓度自然降低的现象。
)的机制:①、物理净化(稀释、扩散、沉淀或挥发);②、化学净化(氧化、还原和分解);③、生物净化(水中微生物对有机物的氧化分解作用)。
六、污染源类型(点源与面源)及其特征/区别七、氧垂曲线定义:水体受到污染后,水体中溶解氧逐渐被消耗,到临界点后又逐步回升的变化过程,称氧垂曲线。
八、天然水体的水质参数(无COD)及其成分九、(选择题/填空题)水循环十、(名词解释/填空题)水污染控制工程的主要内容及其任务十一、城市处理(三阶段)十二、(了解及记忆)地表水水质分类:参考《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)。
分为五类(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类),记忆相关的项目的指标。
第十章污水的物理处理一、格栅的作用及种类(1)、作用:去除可能堵塞和缠绕水泵机组、曝气器及管道阀门的较粗大悬浮物,并保证后续处理设施能正常运行。
(2)、种类:A.按格栅形状:平面格栅+曲面格栅;B.按栅条净间距:①、粗格栅(50~100mm);②、中格栅(10~40mm);③、细格栅(1.5~10mm);C.按栅条断面形状:圆形、矩形与方形。
(3)、格栅渠道的宽度的选择标准:应使水流保持适当流速→一方面泥沙不至于沉积在沟渠底部,另一方面截留的污泥不至于冲过格栅。
二、格栅、筛网截留的污染物的处置方法:①、填埋;②、焚烧(820℃以上);③、堆肥;④、把栅渣粉碎后再返回废水中,作为可沉固体进入初沉池。
《水污染控制工程》第三版下册复习指南
《水污染控制工程》第三版下册 复习指南···重点第九章水质指标：物理性质污染指标：温度、色度、嗅和味、固体物质等1.温度≤40℃：许多工业企业排出的污水温度较高，使水体温度升高，引起水体的热污染。
氧在水中的饱和溶解度随水温升高而减少。
加速好氧反应，倒是水体缺氧水质恶化。
2.色度：感官性指标3.嗅和味：感官性指标4.固体物质：水中所有残渣的总和为总固体（TS ），包括溶解性（DS ）和悬浮固体（SS ）。
水样经过滤后，滤液蒸干所得的固体为溶解性固体，滤渣脱水烘干后即悬浮固体。
固体残渣根据挥发性能分为挥发性固体（VS ）和固定性固体（FS ）。
将固体在600℃下灼烧，挥发掉的量为挥发性固体，灼烧残渣是固定性固体。
溶解性固体一般表示盐类的含量，悬浮固体表示水中不溶的固态物质含量，挥发性固体反映固体的有机成分含量。
化学性质污染指标：有机物指标和无机物指标 1.有机物：（1）BOD ：水中有机污染物被好养微生物分解时所需的氧量，间接反映了水中可生物降解的有机物量。
（2）COD ：用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量。
COD 越高，表示水中有机污染物越多。
B/C 指标：可生物降解性，越大越好。
（3）总有机碳TOC ：与总需氧量TOD ：都是燃烧化学氧化反应，前者测定结果以碳表示，后者以氧表示。
（4）油类污染物：石油类和动植物油脂。
（5）酚类污染物：酚类化合物是有毒有害污染物。
（6）表面活性剂：生活污水与使用表面活性剂的工业废水。
（7）有机酸碱：都属于可生物降解有机物，但对微生物有毒害或抑制作用。
（8）有机农药：有机氯农药与有机磷农药。
（9）苯类化合物：主要来源于染料工业废水，是城镇污水净化难度增加。
2.无机物：（1）pH ：指示水样酸碱度。
天然水体的pH 一般近中性。
（2）植物营养元素：污水中的氮、磷为植物营养元素，过多导致“富营养化”。
（3）重金属。
（4）无机性非金属有毒有害物：砷、含硫化合物、氰化物等。
高廷耀《水污染控制工程》第4版下册名校考研真题(污水的厌氧生物处理)【圣才出品】
高廷耀《水污染控制工程》第4版下册名校考研真题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]【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，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______、______、______。
第15章污水的厌氧生物处理ppt课件
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)
《水污染控制工程》(第4版)(下册)第15章 污水的厌氧生物处理【圣才出品】
第15章污水的厌氧生物处理15.1复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】传统厌氧法的缺点是水力停留时间长，有机负荷低。
一、污水厌氧生物处理的基本原理1．厌氧消化的机理（见图15-1）（1）水解发酵阶段复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用下，被分解成简单的有机物，然后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。
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，并有CO2产生。
（3）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。
图15-1三阶段厌氧消化过程示意图2．厌氧消化的影响因素（1）pH产甲烷菌适宜的pH应在6.8～7.2之间。
污水和泥液中的碱度有缓冲作用，而且消化池池液的充分混合对调整pH也是必要的。
（2）温度消化可在中温（35～38℃）进行（称为中温消化），也可在高温（52～55℃）进行（称为高温消化）。
中温消化所需热量少，但高温消化时间短，对寄生虫卵及大肠菌的杀灭率高。
（3）生物固体停留时间（污泥龄）r c em θ=Φ（15-1）式中，θc 为污泥龄（SRT），d；m r 为消化池内的总生物量，kg；Φe 为消化池每日排出的生物量，e e m tΦ=，其中，m e 为排出消化池的总生物量，kg；t 为排泥时间，d。
普通厌氧消化池的水力停留时间等于污泥龄，要获得稳定的处理效果就需要保持较长的污泥龄。
（4）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。
但要避免连续的剧烈搅拌破坏产乙酸菌和产甲烷菌的共生关系。
搅拌的方法有：水射器搅拌法、消化气循环搅拌法、机械搅拌和混合搅拌法。
（5）营养与C/N 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，但C/N 比达到（10～20）:1为宜。
水污染控制工程：第15章厌氧生物处理工艺
15.1 厌氧生物处理的基本原理 Fundamental of Anaerobic Wastewater Biological Treatment
(4)厌氧消化的影响因素
Factors affecting anaerobic digestion
两阶段理论(two-stage theory )
①产酸阶段
Acidogenesis
有机物 水解细菌 Fermentative bacteria
小分子有机物
产酸菌 Acetogenic bacteria
脂肪酸、醇类、 H2、CO2
产甲烷菌
②产甲烷阶段
Methanogens
Methanogenesis
CO2、CH4
(1) 概述（overview）
Definition: Anaerobic treatment is a biological process carried out in the absence of O2 for the stabilization of organic materials by conversion to CH4 and inorganic endproducts such as CO2 and NH3.
(2) 特点(Character of anaerobic treatment )
Advantages:
➢Less energy required; ➢Less biological sludge production; ➢Fewer nutrients required; ➢Methane production, a potential energy source; ➢Higher Volumetric Loadings and Smaller reactor volume required; ➢Can kill worm eggs and pathogen in isolation of air.
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______、______、______。
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。
《水污染控制工程》第十五章 污水的厌氧生物处理
第二阶段为酸化阶段（1）。溶解性的有机物由发酵细菌将小 分子的有机物转化成两类简单的有机物：一类为能被甲烷细菌直 接利用的有机物，如甲酸、甲醇、甲胺、乙酸等；另一类则是不 能被甲烷细菌直接利用的有机物，如丙酸、丁酸、乳酸、乙醇等; 酸化阶段（2）。产氢产乙酸细菌将前一阶段产生的不能被甲烷细 菌利用的各种有机型中间产物进一步降解成H2和乙酸，有时还有 CO2生成。
水污染控制工程
第十五章 污水的厌氧生物处理
化学与环境工程系
目录
第一节 污水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
第一节 污水厌氧生物处理的基本原理
厌氧生物处理法或厌氧消化法：在无分子氧条件下，通过兼性菌和 厌氧菌的代谢作用，降解污泥和废水中有机物的过程。分解的最终 产物主要是沼气，可作为能源。
COD∶N∶P=200∶5∶1
（2）氧化还原电位（ORP） 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。
悬浮位物较高的条件。
八、厌氧-好氧联合处理技术
➢有些废水，含有很多复杂的有机物，对于好氧生物处理而 言是属于难生物降解或不能降解的，但这些有机物往往可以 通过厌氧菌分解为较小分子的有机物，而那些较小分子的有 机物可以通过好氧菌进一步分解。
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
污水厌氧生物处理及污泥处置
硝化反应对溶解氧有较高的要求，处理系统中的溶解氧量最好保持在2mg/L以上。适 宜的pH为7～8。 反硝化反应是指在无氧条件下，反硝化菌将硝酸盐氮（NO3-）和亚硝酸盐氮（NO2-） 还原为氮气的过程。反应如下： 硝酸还原菌 6 NO3-+2CH3OH ————→6 NO2-+2CO2+4H2O 亚硝酸还原菌 6 NO2-+3CH3OH ————→3N2+3H2O+6OH-+3CO2 总反应式为： 反硝化菌 6 NO3-+5CH3OH ————→5CO2+3N2+7H2O+6OH反硝化菌属于异氧型兼性厌养菌，在有氧存在时，进行好氧呼吸；在无氧而有NO3-或 NO2-存在时，进行反硝化反应。 在反硝化菌代谢活动的同时，伴随着反硝化菌的生长繁殖，即菌体合成过程，其反应 如下： 3 NO3-+14CH3OH+CO2+3H+→3C5H7O2N+19H2O 式中C5H7O2N为反硝化微生物的化学组成。反硝化还原和微生物合成的总反应式为： NO3-+1.08CH3OH+H+→0.065C5H7O2N +0.47N2+0.76CO2+2.44H2O 在反硝化反应中，最大的问题就是污水中可用于反硝化的有机碳的多少及其可生化程 度。 反硝化反应的适宜pH值为6.5～7.5。pH值高于8或低于6时，反硝化速率将迅速下降。 反硝化反应的温度范围较宽，在5～40℃范围内都可以进行。但温度低于15℃时，反 硝化速率明显下降。
在工程技术上，研究甲烷细菌的通性是最重要的，这将打破厌氧生物处理过程分阶段的现象， 从而最大限度地缩短处理过程的时间。经验和研究表明，pH值和温度是影响甲烷细菌生长的两个重要 的环境因素。pH值应在6.8～7.2之间。在35-38℃和52-55℃各有一个最适温度。 污水和泥液中的碱度有缓冲作用，如果有足够的碱度中和有机酸，其pH值有可能维持在6.8之上， 酸化和甲烷化两大类细菌就有可能共存，从而消除分阶段现象。此外，消化池池液的充分混合对调整 pH值也是必要的。 从液温看，消化可在中温（35-38℃）进行，也可在高温（52-55℃）进行。但后者需要的热量比 前者要高得多。 研究表明，产乙酸细菌和产甲烷细菌存在严格的共生关系，考虑到这种关系，反应器中的剪切力 要注意控制，不能在系统内进行连续的剧烈搅拌。
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厌氧生化法的优点：
（1）应用范围广 因供氧限制，好氧法一般适用于中、低浓度有机废水的处
理，而厌氧法适用于中、高浓度有机废水。 有些有机物对好氧生物处理法来说是难降解的，但对厌氧
生物处理是可降解的，如固体有机物、着色剂蒽醌和某些偶氮 染料等。
COD∶N∶P=200∶5∶1
（2）氧化还原电位（ORP） 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。
第三阶段为产甲烷阶段或气化阶段。甲烷细菌把甲酸、乙酸、 甲醇以及CO2和H2等基质通过不同路径转化为甲烷。
二、厌氧消化的影响因素
（1）营养物 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。
水污染控制工程
第十五章 污水的厌氧生物处理
化学与环境工程系
目录
第一节 污水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
第一节 污水厌氧生物处理的基本原理
厌氧生物处理法或厌氧消化法：在无分子氧条件下，通过兼性菌和 厌氧菌的代谢作用，降解污泥和废水中有机物的过程。分解的最终 产物主要是沼气，可作为能源。
(2)能耗低 好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用随着有机物浓
度的增加而增大，而厌氧法不需要充氧，而且产生的沼气可 作为能源。
废水有机物达一定浓度后，沼气能量可以抵偿消耗能 量。研究表明，当原水BOD5达到1500mg/L时，采用厌氧处 理即有能量剩余。有机物浓度愈高，剩余能量愈多。
一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的1/10。
（3）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200:5:1，对氮、磷缺乏的工业废水所需投加的营养盐量较 少。 （4）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。 （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。
物，如蛋白质、多糖类、脂肪等被细菌的胞外酶水解为小分子的 溶解性有机物。有水解作用的发酵细菌将蛋白质分解为氨基酸， 将纤维素、淀粉等碳水化合物水解成单糖。
第二阶段为酸化阶段（1）。溶解性的有机物由发酵细菌将小 分子的有机物转化成两类简单的有机物：一类为能被甲烷细菌直 接利用的有机物，如甲酸、甲醇、甲胺、乙酸等；另一类则是不 能被甲烷细菌直接利用的有机物，如丙酸、丁酸、乳酸、乙醇等; 酸化阶段（2）。产氢产乙酸细菌将前一阶段产生的不能被甲烷细 菌利用的各种有机型中间产物进一步降解成H2和乙酸，有时还有 CO2生成。
厌氧生物处理法的处理对象是：高浓度有机工业废水、城镇污水的 污泥、动植物残体及粪便等。
厌氧生物处理的目的
1.从环境卫生上讲，通过厌氧生物处理，可杀菌灭卵、防蝇 除臭，以防传染病的蔓延；
2.从保护环境上来讲，通过厌氧生物处理，可去除废水中的 大量有机物，防止对水体的污染；
3.从获得生物能源上讲，利用污水厂污泥和高浓度有机物废 水产生沼气可获得可观的生物能；
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。 （4）厌氧过程会产生气味对空气有污染。
一、厌氧消化的机理
Hale Waihona Puke 有机物厌氧消化过程生化阶段 物态变化
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： 低温消化温度为15~25℃ 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。
（4）pH值及酸碱度 产甲烷的pH值范围在6.8-7.2，最佳的pH值范围在
6.5-7.5之间，若超出此界限范围，产甲烷速率将急剧下 降；而产酸菌的pH值范围在4.5-8.0之间。因此，当厌 氧反应器运行的pH值超出甲烷菌的最佳pH值范围时，系 统中的酸性发酵可能超过甲烷发酵，会导致反应器内呈现 “酸化”现象。 （5）毒物
生化过程
菌群
Ⅰ
水解
大分子不溶 态有机物转 化为小分子 溶解态有机
物
Ⅱ
Ⅲ
酸化（1）
酸化（2）
气化
小分子溶解态 有机物转化为 （H2+CO2）及 A、B两类产物
B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
第一阶段为水解阶段。废水及污泥中不溶性复杂大分子的有机
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。
（3）温度 温度是影响微生物生命活动过程的重要因素之一。
厌氧污水污泥处理技术的发展 1860年法国的Muras将简易沉淀池改为污泥处理构筑物； 1895年英国Cameron进一步改进为腐化池； 1903年英国的Travis首先建成了双层沉淀池； 1906年德国的Imhoff发明Imhoff双层沉淀池； 1912年英国的伯明翰市建了第一个消化池； 1920年英国Watson建成最早二级消化池，同时利用了沼气； 1925－1926年在德国、美国相继建成较标准的消化池。