厌氧生物技术解析
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⑤ 对氨氮的去除效果不好，还可能由于原废水中含有的有机氮在厌 氧条件下的转化导致氨氮浓度的上升。
厌氧生物处理的发展趋势
开发厌氧生物处理新工艺用来治理有机污水的污染，无疑是一 种具有良好经济效益的方法。近年来，污水厌氧处理工艺发展十
分迅速，各种新工艺、新方法不断出现，包括有厌氧接触法、升
流式厌氧污泥床、档板式厌氧法、厌氧生物池、厌氧膨胀床和流 化床、厌氧生物转盘等。
厌氧处理法最早用于处理城市污水处理厂的沉淀污泥，后来用于处理高 浓Байду номын сангаас有机废水。普通厌氧生物处理法的主要缺点是水力停留时间长，一般需 要20～30d。
进入上世纪50、60年代，特别是70年代的中后期，随着世界范围 的能源危机的加剧，人们对利用厌氧消化过程处理有机废水的研究得 以强化，相继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，真正成为一种可以 与好氧生物处理工艺相提并论的废水生物处理工艺。这些被称为现代 高速厌氧消化反应器的厌氧生物处理工艺又被统一称为“第二代厌氧 生物反应器”，主要包括：厌氧接触法、厌氧滤池（AF）、上流式厌 氧污泥床（UASB）反应器、厌氧流化床（AFB）、AAFEB、厌氧生 物转盘（ARBC）和挡板式厌氧反应器等。
颗粒的大小；pH值；氨的浓度；水解产物浓度。
微生物 细菌、原生生物和真菌→微絮凝、发酵细菌
• 重要的微生物
纤维素分解菌——最重要的一步；产物CO2，H2，已醇； 碳水化合物分解菌——丙酮乙醇，乙酸（杆状菌生化絮凝）； 蛋白质水解-----生成氨基酸、（棱菌生化絮凝） 脂肪分解菌→脂肪酸（弧菌生化絮凝）
③ 厌氧生物处理出水水质仍通常较差，一般需要利用好氧工艺进行
进一步的处理； ④ 厌氧生物处理的气味较大；
臭气主要是SRB形成的具有臭味的硫化氢气体以及硫醇、氨气、
有机酸等的臭气。同时硫化氢还会与水中的铁离子等金属离子反应形 成黑色的硫化物沉淀，使处理后的废水颜色较深，需要添加后处理设
施，进一步脱色脱臭。
大家都在为提高生物处理能力和稳定性的途径努力着：
1.提高生物的持有量 2.利用厌氧生物处理中微生物种群的特点，实现相分离。
厌氧生物处理的基本原理
1.水解阶段：碳水化合物（脂肪、蛋白质）在水解发酵菌作用下转化 为糖类、脂肪酸、氨基酸、水和二氧化碳； 2.产氢产乙酸阶段：脂肪酸在产氢产乙酸菌作用下转化成H2、CO2、乙酸 CH3CH2COOH→CO2+CH3COOH+H2 3.产甲烷阶段：最后两组生理不同的产甲烷菌，有共同的产物 4H2+CO2→CH4+2H2O 2CH3COOH→2CH4+2CO2
现代的厌氧生物处理
进入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。其 中EGSB反应器利用外加的出水循环可以使反应器内部形成很高的 上升流速，提高反应器内的基质与微生物之间的接触和反应，可以 在较低温度下处理较低浓度的有机废水，如城市废水等；而IC反应 器则主要应用于处理高浓度有机废水，依靠厌氧生物过程本身所产 生的大量沼气形成内部混合液的充分循环与混合，可以达到更高的 有机负荷。这些反应器又被统一称为“第三代厌氧生物反应器”。
4%
（1/3）CO2还原 （2/3）乙酸脱羧
H2 28%
复杂有机物 水解与发酵
76%
较高级有机酸
CH4
20% 生成乙酸与脱氢
乙酸
72% 生成甲烷
1水解阶段
定义 复杂的非溶解性的有机物质在产酸细菌胞外水解酶的作用下转
化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。
影响因素 温度，水力停留时间，有机物质的组成成分，有机物质
厌氧生物技术
早期的厌氧生物反应器
① 1881年法国Mouras的自动净化器： ② 1891英国Moncriff的装有填料的升流式反应器： ③ 1895年，英国设计的化粪池（Septic Tank）； ④ 1905，德Imhoff池（称隐化池、双层沉淀池） 特点有： ① 处理废水同时，也处理从废水沉淀下来的污泥； ② 前几种构筑物由于废水与污泥不分隔而影响出水 水质； ③ 双层沉淀池则有了很大改进，有上层沉淀池和下 层消化池； ④ 停留时间很长，出水水质也较差。 ⑤ 后两种反应器曾在英、美、德、法等国得到广泛 推广，在我国目前仍有应用 。
2 产氢产乙酸阶段
主要微生物： 产氢产乙酸菌以及同型乙酸菌 产物：乙酸、甲烷、CO2、H2
3 产甲烷阶段
主要微生物：产甲烷菌
产物：甲烷
特征：细胞的增殖很少，（甲烷细菌繁殖慢，数量少，消化时间
长）；食物不足；产生能量仅为好氧1/20-1/30。
理论产生甲烷量：
1、糖类、脂类和蛋白质等有机物经过厌氧消化能转化为甲烷和CO2等 气体，这样的混合气体统称为沼气；产生沼气的数量和成分取决于 被消化的有机物的化学组成，一般可以用下式进行估算：
是一种很好的燃料。以日排COD10t的工厂为 例，若COD去除率为80%，甲烷产量为理论的 80%时，则可日产甲烷2240m3,其热值相当于 3.85t原煤，可发电5400度电。
厌氧生物处理的特点
主要优点
② 污泥产量很低；产酸菌的产率Y为0.15~0.34kgVSS/kgCOD， 产甲烷菌的产率Y为0.03kgVSS(活性污泥中可挥发性固
体)/kgCOD 左右，而好氧微生物的产率约为
0.25~0.6kgVSS/kgCOD。 ③ 厌氧微生物可以使生物不能降解的一些有机物进行降解或部分
降解；对于某些含有难降解有机物的废水，利用厌氧工艺进行
处理可以获得更好的处理效果。
主要缺点
① 厌氧生物处理过程中所涉及到的生化反应过程较为复杂。
② 厌氧微生物特别是其中的产甲烷细菌对温度、pH等环境因素非常 敏感。
厌氧生物处理的特点
主要优点
与废水的好氧生物处理工艺相比，废水的厌氧生物处理工艺具有以 下主要优点：
① 能耗降低，而且还可以回收生物能（沼气）；因为厌氧生物处 理工艺无需为微生物提供氧气，所以不需要鼓风曝气，减少了 能耗，而且厌氧生物处理工艺在大量降低废水中的有机物的同 时，还会产生大量的沼气。
n沼气中的主要成分是甲烷，含量50~75%之间，
厌氧生物处理的发展趋势
开发厌氧生物处理新工艺用来治理有机污水的污染，无疑是一 种具有良好经济效益的方法。近年来，污水厌氧处理工艺发展十
分迅速，各种新工艺、新方法不断出现，包括有厌氧接触法、升
流式厌氧污泥床、档板式厌氧法、厌氧生物池、厌氧膨胀床和流 化床、厌氧生物转盘等。
厌氧处理法最早用于处理城市污水处理厂的沉淀污泥，后来用于处理高 浓Байду номын сангаас有机废水。普通厌氧生物处理法的主要缺点是水力停留时间长，一般需 要20～30d。
进入上世纪50、60年代，特别是70年代的中后期，随着世界范围 的能源危机的加剧，人们对利用厌氧消化过程处理有机废水的研究得 以强化，相继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，真正成为一种可以 与好氧生物处理工艺相提并论的废水生物处理工艺。这些被称为现代 高速厌氧消化反应器的厌氧生物处理工艺又被统一称为“第二代厌氧 生物反应器”，主要包括：厌氧接触法、厌氧滤池（AF）、上流式厌 氧污泥床（UASB）反应器、厌氧流化床（AFB）、AAFEB、厌氧生 物转盘（ARBC）和挡板式厌氧反应器等。
颗粒的大小；pH值；氨的浓度；水解产物浓度。
微生物 细菌、原生生物和真菌→微絮凝、发酵细菌
• 重要的微生物
纤维素分解菌——最重要的一步；产物CO2，H2，已醇； 碳水化合物分解菌——丙酮乙醇，乙酸（杆状菌生化絮凝）； 蛋白质水解-----生成氨基酸、（棱菌生化絮凝） 脂肪分解菌→脂肪酸（弧菌生化絮凝）
③ 厌氧生物处理出水水质仍通常较差，一般需要利用好氧工艺进行
进一步的处理； ④ 厌氧生物处理的气味较大；
臭气主要是SRB形成的具有臭味的硫化氢气体以及硫醇、氨气、
有机酸等的臭气。同时硫化氢还会与水中的铁离子等金属离子反应形 成黑色的硫化物沉淀，使处理后的废水颜色较深，需要添加后处理设
施，进一步脱色脱臭。
大家都在为提高生物处理能力和稳定性的途径努力着：
1.提高生物的持有量 2.利用厌氧生物处理中微生物种群的特点，实现相分离。
厌氧生物处理的基本原理
1.水解阶段：碳水化合物（脂肪、蛋白质）在水解发酵菌作用下转化 为糖类、脂肪酸、氨基酸、水和二氧化碳； 2.产氢产乙酸阶段：脂肪酸在产氢产乙酸菌作用下转化成H2、CO2、乙酸 CH3CH2COOH→CO2+CH3COOH+H2 3.产甲烷阶段：最后两组生理不同的产甲烷菌，有共同的产物 4H2+CO2→CH4+2H2O 2CH3COOH→2CH4+2CO2
现代的厌氧生物处理
进入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。其 中EGSB反应器利用外加的出水循环可以使反应器内部形成很高的 上升流速，提高反应器内的基质与微生物之间的接触和反应，可以 在较低温度下处理较低浓度的有机废水，如城市废水等；而IC反应 器则主要应用于处理高浓度有机废水，依靠厌氧生物过程本身所产 生的大量沼气形成内部混合液的充分循环与混合，可以达到更高的 有机负荷。这些反应器又被统一称为“第三代厌氧生物反应器”。
4%
（1/3）CO2还原 （2/3）乙酸脱羧
H2 28%
复杂有机物 水解与发酵
76%
较高级有机酸
CH4
20% 生成乙酸与脱氢
乙酸
72% 生成甲烷
1水解阶段
定义 复杂的非溶解性的有机物质在产酸细菌胞外水解酶的作用下转
化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。
影响因素 温度，水力停留时间，有机物质的组成成分，有机物质
厌氧生物技术
早期的厌氧生物反应器
① 1881年法国Mouras的自动净化器： ② 1891英国Moncriff的装有填料的升流式反应器： ③ 1895年，英国设计的化粪池（Septic Tank）； ④ 1905，德Imhoff池（称隐化池、双层沉淀池） 特点有： ① 处理废水同时，也处理从废水沉淀下来的污泥； ② 前几种构筑物由于废水与污泥不分隔而影响出水 水质； ③ 双层沉淀池则有了很大改进，有上层沉淀池和下 层消化池； ④ 停留时间很长，出水水质也较差。 ⑤ 后两种反应器曾在英、美、德、法等国得到广泛 推广，在我国目前仍有应用 。
2 产氢产乙酸阶段
主要微生物： 产氢产乙酸菌以及同型乙酸菌 产物：乙酸、甲烷、CO2、H2
3 产甲烷阶段
主要微生物：产甲烷菌
产物：甲烷
特征：细胞的增殖很少，（甲烷细菌繁殖慢，数量少，消化时间
长）；食物不足；产生能量仅为好氧1/20-1/30。
理论产生甲烷量：
1、糖类、脂类和蛋白质等有机物经过厌氧消化能转化为甲烷和CO2等 气体，这样的混合气体统称为沼气；产生沼气的数量和成分取决于 被消化的有机物的化学组成，一般可以用下式进行估算：
是一种很好的燃料。以日排COD10t的工厂为 例，若COD去除率为80%，甲烷产量为理论的 80%时，则可日产甲烷2240m3,其热值相当于 3.85t原煤，可发电5400度电。
厌氧生物处理的特点
主要优点
② 污泥产量很低；产酸菌的产率Y为0.15~0.34kgVSS/kgCOD， 产甲烷菌的产率Y为0.03kgVSS(活性污泥中可挥发性固
体)/kgCOD 左右，而好氧微生物的产率约为
0.25~0.6kgVSS/kgCOD。 ③ 厌氧微生物可以使生物不能降解的一些有机物进行降解或部分
降解；对于某些含有难降解有机物的废水，利用厌氧工艺进行
处理可以获得更好的处理效果。
主要缺点
① 厌氧生物处理过程中所涉及到的生化反应过程较为复杂。
② 厌氧微生物特别是其中的产甲烷细菌对温度、pH等环境因素非常 敏感。
厌氧生物处理的特点
主要优点
与废水的好氧生物处理工艺相比，废水的厌氧生物处理工艺具有以 下主要优点：
① 能耗降低，而且还可以回收生物能（沼气）；因为厌氧生物处 理工艺无需为微生物提供氧气，所以不需要鼓风曝气，减少了 能耗，而且厌氧生物处理工艺在大量降低废水中的有机物的同 时，还会产生大量的沼气。
n沼气中的主要成分是甲烷，含量50~75%之间，