废水生物处理技术精品PPT课件
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《污水的生物处理》PPT课件
在污水生物处理过程中，如果条件适宜，活性污泥的 增长过程与纯种单细胞微生物的增殖过程大体相仿。但由于活 性污泥是多种微生物的混合群体, 其生长受废水性质、浓度、 水温、pH、溶解氧等多种环境因素的影响，因此，在处理构筑 物中通常仅出现生长曲线中的某一两个阶段。处于不同阶段时 的污泥，其特性又很大的区别。
生物处理的主要作用者是微生物，根据反应 中氧气的需求，可把细菌分为好氧菌、兼性厌氧 菌和厌氧菌。
主要依赖好氧菌和兼性厌氧菌的生化作用来 完成处理过程的工艺，称为好氧生物处理法；主 要依赖厌氧菌和兼性厌氧菌的生化作用来完成处 理过程的工艺，称为厌氧生物处理法。
根据生物反应器中微生物存在状态(悬浮，附着) 可将污水生物处理技术分为活性污泥法(悬浮的有 活性的生物絮体)和生物膜法 (附着的有活性的生 物膜)，及后来的复合式(悬浮，附着)生物处理、 技术。
厌氧呼吸的受氢体不是分子氧。在厌氧呼吸过程中，底物氧 化不彻底，最终产物不是二氧化碳和水，而是一些较原来底 物简单的化合物。这种化合物还含有相当的能量，故释放能 量较少。
如有机污泥的厌氧消化过程中产生的甲烷，是含有相当能量 的可燃气体。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
厌氧呼吸按反应过程中的最终受氢体的不同，可分为发酵和 无氧呼吸。
废水的好氧生物处理
好氧生物处理是在有游离氧（分子氧）存在的条件下，好氧 微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。微生物利 用废水中存在的有机污染物（以溶解状与胶体状的为主），作 为营养源进行好氧代谢。这些高能位的有机物质经过一系列的 生化反应，逐级释放能量，最终以低能位的无机物质稳定下来， 达到无害化的要求，以便返回自然环境或进一步处置。
无机质 10％
P 50%,S 15%,Na 11%,Ca 9%,Mg 8%,K 6%,Fe 1%等
生物处理的主要作用者是微生物，根据反应 中氧气的需求，可把细菌分为好氧菌、兼性厌氧 菌和厌氧菌。
主要依赖好氧菌和兼性厌氧菌的生化作用来 完成处理过程的工艺，称为好氧生物处理法；主 要依赖厌氧菌和兼性厌氧菌的生化作用来完成处 理过程的工艺，称为厌氧生物处理法。
根据生物反应器中微生物存在状态(悬浮，附着) 可将污水生物处理技术分为活性污泥法(悬浮的有 活性的生物絮体)和生物膜法 (附着的有活性的生 物膜)，及后来的复合式(悬浮，附着)生物处理、 技术。
厌氧呼吸的受氢体不是分子氧。在厌氧呼吸过程中，底物氧 化不彻底，最终产物不是二氧化碳和水，而是一些较原来底 物简单的化合物。这种化合物还含有相当的能量，故释放能 量较少。
如有机污泥的厌氧消化过程中产生的甲烷，是含有相当能量 的可燃气体。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
厌氧呼吸按反应过程中的最终受氢体的不同，可分为发酵和 无氧呼吸。
废水的好氧生物处理
好氧生物处理是在有游离氧（分子氧）存在的条件下，好氧 微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。微生物利 用废水中存在的有机污染物（以溶解状与胶体状的为主），作 为营养源进行好氧代谢。这些高能位的有机物质经过一系列的 生化反应，逐级释放能量，最终以低能位的无机物质稳定下来， 达到无害化的要求，以便返回自然环境或进一步处置。
无机质 10％
P 50%,S 15%,Na 11%,Ca 9%,Mg 8%,K 6%,Fe 1%等
第二章 废水生物处理技术[宝典]精品PPT课件
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污染物，使之无害化的方法。
猜
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废水的生物处理过程工是浓天缩然的污过水程自。净的人工化过程，人钝瓮确
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水体自净
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► 化学絮凝法絮凝沉淀反。应硫变酸成铝无，害硫物酸。亚铁等
本
► 中和法
蓝
► 氧化还原法
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► 离子交换法
脑
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申
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污水处理方法
骗 零
弃
► 生物法
敛
► 利用微生物的生命活动过程，对废水中的污 展
染物质进行转移和转化作用，从而使废水得 铭
到净化的处理方法。
容
► 由于整个过程是在微生物所产生的酶的参与 下发生的生物化学反应，因此将废水生物处 理称为废水生化处理。
有机变物化的和氧浓化度分降解低作。用。
贺
黔
凉
5
往
仓
酣
水体污染
按
惊
►水体污染概念：
锈 戴
► 因某种物质的介入，而导致水体化学、 财
物理、生物或者放射性等方面特性的改变， 懂
从而影响水体的有效利用，危害人体健康， 遏
或者破坏生态环境、造成水质恶化的现象。 弯
5 废水的好氧生物处理.ppt
图5－2 活性污泥法基本流程
三、曝气设备
（向一液）相曝供气给的溶解作氧用Ph，a并se起1搅拌和混合作用
（二）常P用h的as曝e 1气设备
（1）鼓风曝气 曝气系统由加压
设备（鼓风机）、 空气扩散装置和管 道三部分组成。空 气以气泡的形式扩 散到混合液，使气 泡中的氧迅速转移 到液相供微生物需 要并搅拌混合液。 多用于长廊式曝气 池，现也用于深井 曝气池。
5.3 氧化沟活性污泥法
氧化沟技术简介
氧化沟（oxidation ditch）——又名连续循环曝气 池，是活性污泥法的一种变形。
长沙市第二污 水处理厂
一、氧化沟技术的发展及工艺原理
氧化沟技术的发展
氧化沟污水处理工艺是20世纪50年代由荷兰卫生工程研究所 研制成功的，自从1954年在荷兰的首次投入使用以来，应其优 点，已被国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的治理，如 长沙市一污、二污均采用此法。
5 废水的好氧生物处理
5.1 概述 5.2 活性污泥法 5.3 氧化沟活性污泥法 5.4 间歇式活性污泥法 5.5 生物膜法
5.1 概述
一、废水的生物处理
概述
废水的生物处理是 通过微生物的新陈 代谢作用，将废水 中的有机物的一部 分转化为微生物的 细胞物质，另一部 分转化为比较稳定 的化学物质（无机 物或简单有机物） 的方法。
5.2 活性污泥法
一、活性污泥法的原理
1 好氧活性污泥的组成和性质
（1）．组成
好氧微生物和 兼性厌氧微生物 (兼有少量的厌氧 微生物)与其上吸 附的有机的和无 机的固体杂质组 成。
活性污泥外观
（2）．好氧活性污 泥的性质
颜色以棕褐色为佳 黑色说明厌氧、白色说 明无机物过多 含水率在99％左右 密度为 1．002~1．006 大小为 0．02~0．2mm 比 表面积为20~100cm2 ／ml之间 弱酸性(pH约为6．7) 当进水改变时，对进水
三、曝气设备
（向一液）相曝供气给的溶解作氧用Ph，a并se起1搅拌和混合作用
（二）常P用h的as曝e 1气设备
（1）鼓风曝气 曝气系统由加压
设备（鼓风机）、 空气扩散装置和管 道三部分组成。空 气以气泡的形式扩 散到混合液，使气 泡中的氧迅速转移 到液相供微生物需 要并搅拌混合液。 多用于长廊式曝气 池，现也用于深井 曝气池。
5.3 氧化沟活性污泥法
氧化沟技术简介
氧化沟（oxidation ditch）——又名连续循环曝气 池，是活性污泥法的一种变形。
长沙市第二污 水处理厂
一、氧化沟技术的发展及工艺原理
氧化沟技术的发展
氧化沟污水处理工艺是20世纪50年代由荷兰卫生工程研究所 研制成功的，自从1954年在荷兰的首次投入使用以来，应其优 点，已被国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的治理，如 长沙市一污、二污均采用此法。
5 废水的好氧生物处理
5.1 概述 5.2 活性污泥法 5.3 氧化沟活性污泥法 5.4 间歇式活性污泥法 5.5 生物膜法
5.1 概述
一、废水的生物处理
概述
废水的生物处理是 通过微生物的新陈 代谢作用，将废水 中的有机物的一部 分转化为微生物的 细胞物质，另一部 分转化为比较稳定 的化学物质（无机 物或简单有机物） 的方法。
5.2 活性污泥法
一、活性污泥法的原理
1 好氧活性污泥的组成和性质
（1）．组成
好氧微生物和 兼性厌氧微生物 (兼有少量的厌氧 微生物)与其上吸 附的有机的和无 机的固体杂质组 成。
活性污泥外观
（2）．好氧活性污 泥的性质
颜色以棕褐色为佳 黑色说明厌氧、白色说 明无机物过多 含水率在99％左右 密度为 1．002~1．006 大小为 0．02~0．2mm 比 表面积为20~100cm2 ／ml之间 弱酸性(pH约为6．7) 当进水改变时，对进水
废水好氧生物处理工艺PPT课件
2）B段： ①污泥负荷率 0.150.3kgBOD/kgMLSS.d； ②水力停留时间（HRT）2.03.0h； ③污泥龄（c）1520d； ④溶解氧（DO）1.02.0mg/l。
精选
三、工程实例
青岛海泊河废水处理厂
1、原废水状况：
设计规模为8~12万m3/d，其中工业废水约占2/3，主要是纺 织、机械、轻工等工业废水，其汇水面积为24km2，服务人 口53万人，污水量占全市的40%，工程总投资1.39亿元。
精选
4、曝气沉淀一体化氧化沟
侧沟型
精选
4、曝气沉淀一体化氧化沟
沉淀池内置式氧化沟
精选
4、曝气沉淀一体化氧化沟
内置船型沉淀池的氧化沟
精选
三、氧化沟的设计参数
当处理对象为城市废水时，各项设计参数可参考如下：
MLSS(X) 5000mg/l；MLVSS(Xv) 20004000mg/l；
静止沉淀
出水 排泥
精选
出水
滗水器
滗水器
堰口
伸缩杆
浮筒
出水管
精选
滗水器
精选
二、SBR的工艺流程与特征
1、工艺流程
原废水
沉砂池
格栅
初沉池
SBR池
出水
精选
二、SBR的工艺流程与特征
1）主要特征： 从时间角度来看，是一种较理想的推流式曝气池； 不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能； 不设污泥回流设备； 在多数情况下，无需设置调节池； SVI值较低，污泥易沉淀，污泥膨胀现象较少； 易于维护管理，出水水质优于连续式； 通过调节，可在单一曝气池内完成脱氮和除磷； 易于实现自动化控制。
不设初沉池，原废水中的微生物全部进入吸附池，A段 是一个开放性的生物反应器；
精选
三、工程实例
青岛海泊河废水处理厂
1、原废水状况：
设计规模为8~12万m3/d，其中工业废水约占2/3，主要是纺 织、机械、轻工等工业废水，其汇水面积为24km2，服务人 口53万人，污水量占全市的40%，工程总投资1.39亿元。
精选
4、曝气沉淀一体化氧化沟
侧沟型
精选
4、曝气沉淀一体化氧化沟
沉淀池内置式氧化沟
精选
4、曝气沉淀一体化氧化沟
内置船型沉淀池的氧化沟
精选
三、氧化沟的设计参数
当处理对象为城市废水时，各项设计参数可参考如下：
MLSS(X) 5000mg/l；MLVSS(Xv) 20004000mg/l；
静止沉淀
出水 排泥
精选
出水
滗水器
滗水器
堰口
伸缩杆
浮筒
出水管
精选
滗水器
精选
二、SBR的工艺流程与特征
1、工艺流程
原废水
沉砂池
格栅
初沉池
SBR池
出水
精选
二、SBR的工艺流程与特征
1）主要特征： 从时间角度来看，是一种较理想的推流式曝气池； 不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能； 不设污泥回流设备； 在多数情况下，无需设置调节池； SVI值较低，污泥易沉淀，污泥膨胀现象较少； 易于维护管理，出水水质优于连续式； 通过调节，可在单一曝气池内完成脱氮和除磷； 易于实现自动化控制。
不设初沉池，原废水中的微生物全部进入吸附池，A段 是一个开放性的生物反应器；
废水生物处理原理PPT课件
第三节 病 毒
• 病毒 没有细胞结构的唯一的微生物，大多数为
核酸与蛋白质组成的大分子，只含有DNA
或RNA一种类型的核酸。
细菌的生 理
第四节 细菌的成分
• 细菌生长所必需的营养物必须包含该细胞 的细胞物质中所含的元素，以及酶的活力 及运输系统所必须的元素。 • 细菌所含的主要生物元素： C、O、N、P、 S、K、Na、Mg、Ca、Cl、Fe等 根据主要元素占细菌干重的比例，判断 水质中含有的主要元素含量是否满足细菌 生长需要量。 • 细菌所含的次要生物元素： Zn、Mn、Cu、 Co等
旺盛的生命力
生命力较差
氧化分解有机物能力 氧化分解有机物能力 强 弱 为了使废水处理达到较好的效果，要求菌胶团 结构紧密，吸附、沉降性能良好。
细菌种类
假单胞 菌属 动胶 菌属 产碱 杆菌属 黄杆 菌属 芽孢 杆菌属
埃希氏 菌属
微球 菌属
葡萄球 菌属
兼性厌氧化能异养型 细菌。可分解蛋白质。
需氧性细菌。细菌中 较大的菌属，在土壤 和水体中极常见。 有的能够利用硝酸盐 通过厌氧呼吸进行反 硝化。
不少抗生素是由放线菌产生
放线菌中的诺卡氏菌属有分解无机氰化物和烃类 化合物的能力，在处理含烃类和无机氰化物的废 水中起重要作用。 蓝细菌
有时列入藻类，也称为蓝藻。细胞结构为原 核。
水处理中的 微生物
第二节 真核细胞微生物
• 真核细胞生物 细胞核化程度较高，有核膜和核仁。 原生动物：单细胞动物 常被用作系统的指示生物（主要用于城 市污水）。 其作用主要在于吞噬细菌——控制细菌 的增殖速度，保持微生物群体的生态平 衡。 还可直接吞食废水中的固体有机物，吸
真核细胞微生物
病毒（噬菌体）
第五章 污水的自然生物处理精品PPT课件
去除可沉性悬浮物和油脂
调节pH值 去除有毒有害物质
6.1.3 好氧塘
1、概述
（1）塘深：h=0.5m （2）DO：白天充足，晚上降低 （3）pH：白天上升，夜间降低 （4）生物相：丰富（菌、藻、原生、后生动物）
2、特点
（1）优点：净化功能较高，HRT较短 （2）缺点：进水进行预处理，去除SS，防止形成污泥沉积层、
(6-1)
藻类的分子式：C106H263O110N16P (植物性浮游生物） 其光合反应：
106CO2+16NO3-+HPO42-+122H2O+18H+
C106H263O110N16P+118O2 （每合成1g藻类，放出1.244g氧气）
（6-2）
有机物降解，生成藻类，藻类也为有机体； 藻类吸收水中的CO2，藻类的数量（有机体的数量>进水） 溶解性的有机物生成较稳定形态的有机体（藻类细胞）
塘深小于0.5m，好氧状态 兼性区——介于好氧与厌氧之间 塘底——沉淀污泥，厌氧状态，厌氧发酵
净化作用——好氧，兼性，厌氧微生物共同完成
（3）厌氧稳定塘——厌氧塘 • 特点：塘深〉2.0m，整个塘基本上都是厌氧状态，有机负荷 率高，净化速度低，停留时间长，一般为高浓度有机废水的前 级处理工艺，后接其他处理工艺 。
可
沉
物
质
好氧分解
污 泥 厌氧分解 层
O２
有机 污染物
细菌 衰死细菌
有机污染物
厌氧发酵
有机 酸醇
好
CO２ ＋
NH3 H2O
处理水
氧 区
PO42
细菌
新细胞 CH4CO2NH3
兼
性
区
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COD∶N∶P=200∶5∶1
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（4）毒物 凡对厌氧处理过程起抑制或毒害作用 的物质水的厌氧生物处理方法
有代表性的厌氧生物处理工艺和设备有：普通厌 氧消化池、厌氧滤池、厌氧膨胀床和流化床、上 流式厌氧污床(UASB）等。
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（1）常规消化池或普通消化池（conventional digester）主要用于处理城市污水的沉淀污 泥。普通消化池多建成加顶盖的筒状。
微生物群落： ▪微生物群落为产氢、产乙酸细菌；
只有少数被分离出来。
▪硫酸还原菌和其他产乙酸和氢气的细菌；
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第三阶段：甲烷的产生
产甲烷阶段是将第二阶段的产物还原成CH4,参与作 用的微生物是绝对厌氧菌(甲烷菌)。
微生物：两组生理不同的专性厌氧的产甲烷菌群
▪一组将H2和CO2合成CH4或CO和H2合成CH4； ▪另一组将乙酸脱羧生成CH4和CO2；或利用甲酸、甲醇、 及甲基胺裂解为CH4。
LOGO
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。
LOGO
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
产甲烷菌和产酸菌的特性
LOGO
pH值对产甲烷菌活性的影响
LOGO
甲烷菌专性厌氧，且处理系统中不能含有浓度过 高的SO42-，SO32-。
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（3）营养与环境条件 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。
➢链球菌 ➢肠道菌
此外还有真菌以及原生动物等。可统称为水解发酵菌。
LOGO
据研究，每mL下水污泥中含有水解、发酵性细菌108~109个， 每克挥发性固体含1010~1011个，其中蛋白质水解菌有107个， 纤维素水解菌有105个。
LOGO 第二阶段：产酸脱氢阶段
产酸脱氢阶段是将第一阶段的产物降解为简单脂肪酸(乙 酸、丙酸、丁酸等)并脱氢。奇数碳有机物还产生C02，主 要产物是简单脂肪酸，C02，碳酸根HCO3-，铵盐NH4+和 HS-，H+等。此阶段速率较快。
H2，CO2
甲烷细菌
酸化 产酸细菌
CH4
CH4
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LOGO 第一阶段：有机酸的产生
水解和发酵性细菌群将复杂有机物转化成有 机酸：
水解发酵阶段是将大分子不溶性复杂有机物在细胞外 酶的作用下，水解成小分子溶解性高级脂肪酸(醇类； 醛类、酮类等)，然后渗入细胞内， 纤维素、淀粉等水解为单糖，再酵解为丙酮酸； 将蛋白质水解为氨基酸，脱氨基成有机酸和氨； 脂类水解为各种低级脂肪酸和醇，例如乙酸、丙酸、 丁酸、长链脂肪酸、乙醇、二氧化碳、氢、氨和硫化 氢等。
第三章 废水生物处理技术
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第五节 厌氧生物处理
一、厌氧处理的基本原理
指在无氧条件下，通过厌氧微生物（或兼氧微生 物）的作用，将废水中的有机物分转化为甲烷和 二氧化碳的过程，又称厌氧发酵或厌氧消化。
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。
主要依靠三大类群的细菌，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。
二、厌氧生物处理的主要影响因素
一类是基础因素，包括微生物量（污泥浓度）、 营养比、混合接触状况、有机负荷等； 另一类是周围环境，如温度，pH、氧化还原电位、 有毒物质的含量等。 产甲烷菌是决定厌氧消化效率和成败的主要微生 物，产甲烷阶段是厌氧过程速率的限制步骤
LOGO
（1）温度 产甲烷菌适宜温度是35℃～38℃（中温）和 52℃～55℃（高温），各有一个最适温度。 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。
（1）酸发酵的目的是为进一步进行生物处理提供 易生物降解的基质； （2）甲烷发酵的目的是进一步降解有机物和生产 气体燃料。
厌氧消化三阶段
LOGO
厌氧消化四阶段
大分子有机物
水解
(碳水化合物，
蛋白质，脂肪等) 细菌的胞外
水解的和溶 解的有机物
酶
有机酸 醇类 醛类等
乙酸化 乙酸细菌
乙酸
甲烷化 甲烷细菌
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优点：可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较 大的料液，消化反应和固液分离在同一个池时行， 结构简单。 缺点：无法保持或补充厌氧活性污泥，消化池内 难以保持大量的微生物；无搅拌的消化池会出现 料液分离现象，微生物不能与料液均匀接触，消 化效果极差。
LOGO 微生物群落是水解、发酵性细菌群， 有专性厌氧的:
➢梭菌属(Clostridium) ➢拟杆菌属(Bacteriodes) ➢丁酸弧菌属(Butyrivibrio) ➢真细菌(Eubacterium) ➢双歧杆菌属(Bifidobacterium) ➢革兰氏阴性杆菌
兼性厌氧的有:是消耗掉污水带来的溶解氧，为专性厌氧细 菌的生长创造有利条件。
LOGO 温度与有机物负荷和产气量关系
LOGO 温度与消化时间关系
（2）pH 产甲烷菌pH值：应在6.8～7.2之间。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。 •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，产乙酸细菌和产甲烷 细菌之间严格的共生关系：
污水间歇地或连续地从池顶进入，通过搅拌与池内污泥混合，进行厌
氧消化。分解后的污泥从池底排出。产生的生物气从池顶收集。普
通消化池需要加热，以维持高的生化速率。活性污泥浓度不高， 一般5％。
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主要应用： A）城市污水处理厂污泥的稳定化处理； B）高浓度、难生物降解有机工业废水的处理； C）高悬浮物浓度有机废水的处理。
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甲烷发酵理论先后提出了二阶段、三阶段和四阶 段发酵理论。 目前应用较多的仍是布赖恩特(Bryant)于1979年 提出的四阶段的发酵理论：
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厌氧消化两阶段
消化 过程
厌氧消化两阶段
液化(酸化) 气化(甲烷化)
液态污泥的pH迅速下降， 转化产物中有机酸是主体
产生消化气，主体是CH4
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（4）毒物 凡对厌氧处理过程起抑制或毒害作用 的物质水的厌氧生物处理方法
有代表性的厌氧生物处理工艺和设备有：普通厌 氧消化池、厌氧滤池、厌氧膨胀床和流化床、上 流式厌氧污床(UASB）等。
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（1）常规消化池或普通消化池（conventional digester）主要用于处理城市污水的沉淀污 泥。普通消化池多建成加顶盖的筒状。
微生物群落： ▪微生物群落为产氢、产乙酸细菌；
只有少数被分离出来。
▪硫酸还原菌和其他产乙酸和氢气的细菌；
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第三阶段：甲烷的产生
产甲烷阶段是将第二阶段的产物还原成CH4,参与作 用的微生物是绝对厌氧菌(甲烷菌)。
微生物：两组生理不同的专性厌氧的产甲烷菌群
▪一组将H2和CO2合成CH4或CO和H2合成CH4； ▪另一组将乙酸脱羧生成CH4和CO2；或利用甲酸、甲醇、 及甲基胺裂解为CH4。
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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。
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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
产甲烷菌和产酸菌的特性
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pH值对产甲烷菌活性的影响
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甲烷菌专性厌氧，且处理系统中不能含有浓度过 高的SO42-，SO32-。
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（3）营养与环境条件 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。
➢链球菌 ➢肠道菌
此外还有真菌以及原生动物等。可统称为水解发酵菌。
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据研究，每mL下水污泥中含有水解、发酵性细菌108~109个， 每克挥发性固体含1010~1011个，其中蛋白质水解菌有107个， 纤维素水解菌有105个。
LOGO 第二阶段：产酸脱氢阶段
产酸脱氢阶段是将第一阶段的产物降解为简单脂肪酸(乙 酸、丙酸、丁酸等)并脱氢。奇数碳有机物还产生C02，主 要产物是简单脂肪酸，C02，碳酸根HCO3-，铵盐NH4+和 HS-，H+等。此阶段速率较快。
H2，CO2
甲烷细菌
酸化 产酸细菌
CH4
CH4
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LOGO 第一阶段：有机酸的产生
水解和发酵性细菌群将复杂有机物转化成有 机酸：
水解发酵阶段是将大分子不溶性复杂有机物在细胞外 酶的作用下，水解成小分子溶解性高级脂肪酸(醇类； 醛类、酮类等)，然后渗入细胞内， 纤维素、淀粉等水解为单糖，再酵解为丙酮酸； 将蛋白质水解为氨基酸，脱氨基成有机酸和氨； 脂类水解为各种低级脂肪酸和醇，例如乙酸、丙酸、 丁酸、长链脂肪酸、乙醇、二氧化碳、氢、氨和硫化 氢等。
第三章 废水生物处理技术
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第五节 厌氧生物处理
一、厌氧处理的基本原理
指在无氧条件下，通过厌氧微生物（或兼氧微生 物）的作用，将废水中的有机物分转化为甲烷和 二氧化碳的过程，又称厌氧发酵或厌氧消化。
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。
主要依靠三大类群的细菌，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。
二、厌氧生物处理的主要影响因素
一类是基础因素，包括微生物量（污泥浓度）、 营养比、混合接触状况、有机负荷等； 另一类是周围环境，如温度，pH、氧化还原电位、 有毒物质的含量等。 产甲烷菌是决定厌氧消化效率和成败的主要微生 物，产甲烷阶段是厌氧过程速率的限制步骤
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（1）温度 产甲烷菌适宜温度是35℃～38℃（中温）和 52℃～55℃（高温），各有一个最适温度。 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。
（1）酸发酵的目的是为进一步进行生物处理提供 易生物降解的基质； （2）甲烷发酵的目的是进一步降解有机物和生产 气体燃料。
厌氧消化三阶段
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厌氧消化四阶段
大分子有机物
水解
(碳水化合物，
蛋白质，脂肪等) 细菌的胞外
水解的和溶 解的有机物
酶
有机酸 醇类 醛类等
乙酸化 乙酸细菌
乙酸
甲烷化 甲烷细菌
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优点：可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较 大的料液，消化反应和固液分离在同一个池时行， 结构简单。 缺点：无法保持或补充厌氧活性污泥，消化池内 难以保持大量的微生物；无搅拌的消化池会出现 料液分离现象，微生物不能与料液均匀接触，消 化效果极差。
LOGO 微生物群落是水解、发酵性细菌群， 有专性厌氧的:
➢梭菌属(Clostridium) ➢拟杆菌属(Bacteriodes) ➢丁酸弧菌属(Butyrivibrio) ➢真细菌(Eubacterium) ➢双歧杆菌属(Bifidobacterium) ➢革兰氏阴性杆菌
兼性厌氧的有:是消耗掉污水带来的溶解氧，为专性厌氧细 菌的生长创造有利条件。
LOGO 温度与有机物负荷和产气量关系
LOGO 温度与消化时间关系
（2）pH 产甲烷菌pH值：应在6.8～7.2之间。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。 •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，产乙酸细菌和产甲烷 细菌之间严格的共生关系：
污水间歇地或连续地从池顶进入，通过搅拌与池内污泥混合，进行厌
氧消化。分解后的污泥从池底排出。产生的生物气从池顶收集。普
通消化池需要加热，以维持高的生化速率。活性污泥浓度不高， 一般5％。
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主要应用： A）城市污水处理厂污泥的稳定化处理； B）高浓度、难生物降解有机工业废水的处理； C）高悬浮物浓度有机废水的处理。
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甲烷发酵理论先后提出了二阶段、三阶段和四阶 段发酵理论。 目前应用较多的仍是布赖恩特(Bryant)于1979年 提出的四阶段的发酵理论：
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厌氧消化两阶段
消化 过程
厌氧消化两阶段
液化(酸化) 气化(甲烷化)
液态污泥的pH迅速下降， 转化产物中有机酸是主体
产生消化气，主体是CH4
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