第六章 厌氧生物处理工艺

温度
产甲烷菌：5～60℃ 1. 常温厌氧消化： 2. 中温厌氧消化： 3. 高温厌氧消化：
产气量
有机负荷
3
1.4
2.5
1.2
2
1
0.8 1.5
0.6
1
0.4
0.5
0.2
0
0
26 30 35 40 45 50
温度
温度的高低不仅影 响沼气的产量，也影 响沼气中甲烷的含量 和厌氧消化污泥的性 质，对不同性质的底 物影响程度不同；
剩余污泥量少，且其浓缩性、脱水性良好 好氧：去除1kgCOD——0.4~0.6kg生物量； 厌氧：去除1kgCOD——0.02~0.1kg生物量；
工艺稳定性 简化运行：生物固定、氧的传递； 消除尾气污染 充分解决起泡问题和生物不可降解物质问题 降低毒性 处理季节性污水
附：好氧和厌氧处理的共同特点
30
500 350
SS/ppm 6900 200 漂白牛皮纸法
150
300 250
可沉降固体 /ppm
6600
－
新闻纸厂 （包括亚硫酸
50
400 1000
BOD/ppm 755 200
盐）
COD/ppm
2033
350
未回收亚硫酸 盐
200
100 950
总氮/ppm
39
40 中型亚硫酸盐
总磷/ห้องสมุดไป่ตู้pm 15 10
四、厌氧生物处理的机理
反应所需菌群：兼性菌、专性厌氧菌 根据阶段不同又可分为： 1. 水解、发酵细菌 2. 产氢产乙酸菌； 3. 产甲烷菌。 三阶段理论模式 1. 水解阶段 2. 产酸阶段 3. 产甲烷阶段
工业废水 排放
有机物 （BOD5、COD、TOC）
水解阶段
水解菌 发酵菌
产氢 产产酸乙阶酸段
有机污染物——能源（电子供体）
O、NO2－、NO3－、SO42－、CO2——电子受体 1. 好氧：O——电子受体；
2. 缺氧： NO2－、NO3－——电子受体； 3. 厌氧： SO42－、CO2 ——电子受体。
从液相逸出的气
易于生物降解的有机 污染物
体性质类似于皮革
或泥炭的剩余生
厌氧生物处理适用范围：高浓度、物高污负泥荷的 工业废水。
集较高的聚合磷酸盐，最终通过剩余污泥排放来达到除磷 的目的。
厌出氧量发：；点细菌通创殖过造所染条需色件要粒使的释细P放O菌聚43能磷－够酸吸盐收而超获出得本吸身收细有胞机增物的能 好氧：有机物氧化产生的能量又可用于细菌生长和磷酸盐转
化为细菌原生质中的聚磷酸盐。
二、 厌氧生物处理应用对象——工业废水的特性
一级处理＋活性污泥 80～96或更多 80～96或更多
三、 厌氧生物处理的优点
应用范围广 好氧：中、低浓度有机废水； 厌氧：高、中、低；好氧难处理的物质，如固体有机物、 着色剂蒽醌和某些偶氮燃料等。
能耗低： 好氧：曝气； 厌氧：沼气可作为能源；
当废水有机物达一定浓度后，沼气能量可以低偿消耗 能量。有机物浓度越高，剩余能量越高，一般厌氧法的 动力消耗越为活性污泥法的1/10。
高BOD：消耗水中氧气 高SS：影响水中生物呼吸 有毒物质：食物链（生物放大效应）
糖厂废水和生活污水主要参数 平均值
参数
糖厂 生活 废水 污水
大肠杆菌/ （个/L）
5300 ～107
典型造纸废水排放特性（大约1980）
漂白方法
未漂白牛皮纸 法
流量/ SS/ BOD/ （m3/t） ppm ppm
第六章 厌氧生物处理工 艺
第一节 绪论
一、厌氧生物处理在水处理中的应用
脱氮（A/O工艺）
A（缺氧）：反硝化——脱氮
O（好氧）：硝化
亚硝化单胞菌
硝化杆菌
硝化：NH4+——NO2 －——NO3－ 反硝化：C＋NO3 －——N2、CO2
反硝化菌
脱氮
生物除磷原理
原理：利用活性污泥在缺氧、好氧交替环境中聚磷菌具有在 厌氧条件下放磷、好氧条件下吸磷的特性，使活性污泥富
8
9
pH
在厌氧反应器中还存在着CO2-HCO3-缓冲系统。因此，
厌氧处理中pH要受到进水pH、挥发酸、碱度、CO2、 NH4-N、H之间的平衡。所以将挥发酸浓度、碱度作为 管理指标。
氧化还原电位
产甲烷菌基本条件之一：无氧； 厌氧反应器中氧浓度：由浓度与电位的关系判断
（Nernst公式），即氧化还原电位； pH也对氧化还原电位有影响：
能量（kw.h/t.BOD7)
好氧与厌氧处理的能量平衡与原污水 BOD浓度关系
4000 3000 2000 1000
0 -1000 -2000 -3000
150
1500
15000
污水BOD7浓度（mg/L）
好氧处理 厌氧处理
负荷高 好氧：有机容积2～4kgBOD/m3.d ； 厌氧：有机容积2～10kgCOD/m3.d 。
细菌
脂肪酸及其它 产物
H、 CO2、 乙酸
挥发 甲烷 产 烷产甲 菌甲烷阶段
五、厌氧生物处理的影响因素
基础因素： 1. 微生物量（污泥浓度） 2. 营养比 3. 混合接触状况 4. 有机负荷等； 环境因素： 1. 温度 2. pH值 3. 氧化还原电位 4. 有毒物质等。
有机物负荷（g/L.d） 产气量mL/L.d（×1000）
半机械法
30
350 500
削减工业废水有害性的方法
生产过程中消除； 废水排放前回收或回用； 从废水中去除。 工业废水好氧处理方法：活性污泥法和生物滤池法。
不同处理方法中BOD及SS的去除率（％）
过程
BOD去除率
SS去除率
化粪池
25～65
40～75
一级处理
30～40
40～75
一级处理＋生物滤池 80～90或更多 80～90或更多
同时也影响反应速 度，高温消化期比中 温期短。
温度的急剧变化和 上下波动不利于消化 作用要采用一定温控 措施。
pH 120
100
相对活性（％）
80
产酸：产氢产乙酸菌作用，使pH
下降；
60
产氨：含氮有机物分解，使pH上 40
升。
20
应维持pH在6.8~7.2，才能维 持正常的产甲烷菌活性。
0
5
6 7.5 7
pH越高，氧还电位越低； pH越低，氧还电位越高。
有机负荷
又称容积有机负荷或容积负荷，即消化器中单位有效容积 每天接受的有机物量（kgCOD/m3.d）。
有机负荷要适中： 1. 过高，有水机力负负荷荷或太投高配使率消的化提系高统意中味的着污停泥留流时失间率短高，于则增有长机
物速分率解，率从将而下降降低，消使化单效位率重；量物料的产气量减少，但因反 2. 应过器低相，对物的料处产理气量率增/有加机，物使去得除单率位上容升积了的，产但气容量积增产加气。率下