第九章 厌氧生物处理：概述 原理 主要构筑物及工艺
厌氧
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河北省污染治理设施运营培训中心 分析：
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河北省污染治理设施运营培训中心 二、厌氧生物处理法的基本原理
（2）第二个阶段（产氢产乙酸阶段)
①第一阶段产生的各种有机酸（除乙酸）和 醇被分解转化成乙酸和H2。在降解奇数碳数 有机酸时除了产氢产乙酸外还产生CO2。 ② 微生物:
产氢产乙酸细菌
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河北省污染治理设施运营培训中心 二、厌氧生物处理法的基本原理
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河北省污染治理设施运营培训中心 三、厌氧生物处理的优点：
6.杀菌效果好。
可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等 。
7、厌氧活性污泥可以长期贮存。 8、厌氧反应器可以季节性或间歇性运转。与好 氧反应器相比，在停止运行一段时间后，能 较迅速启动。
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河北省污染治理设施运营培训中心 三、厌氧生物处理的缺点：
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河北省污染治理设施运营培训中心 二、厌氧生物处理法的基本原理
（2）第二个阶段（产氢产乙酸阶段) ①第一阶段产生的各种有机酸（除乙酸）和 醇被分解转化成乙酸和H2。在降解奇数碳数 有机酸时除了产氢产乙酸外还产生CO2。 ② 微生物: 产氢产乙酸细菌
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河北省污染治理设施运营培训中心 （一）厌氧生物处理法的基本原理
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河北省污染治理设施运营培训中心 三、厌氧生物处理的优点：
3.负荷高 通常好氧法的有机容积负荷为2～ 4kgBOD5/m3.d， 而厌氧法为2～10kgBOD5/m3.d，高的可达 50kgBOD5/m3.d
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处理有机废物的生物处理技术。
它主要通过创造低氧或无氧环境，使厌氧微生物能够在缺氧条件下分解有机废物，并将其转化为沼气和其他有价值的产物。
厌氧生物处理的基本原理包括以下几个方面：
1. 创造缺氧环境：厌氧生物处理系统会采用密封的容器或反应器，以确保内部的氧气供应非常有限甚至完全没有。
这样可以创造出缺氧的环境，为厌氧微生物的生长和活动提供良好的条件。
2. 厌氧微生物的活动：厌氧微生物通常是一些厌氧细菌和古菌，它们能够在缺氧环境下进行代谢活动。
这些微生物会利用有机废物作为其碳源，并通过发酵、产氢、产酒精、产乳酸等代谢途径将有机废物分解为简单的有机化合物。
3. 沼气的产生：厌氧微生物分解有机废物的过程中，会产生大量的沼气，主要成分是甲烷和二氧化碳。
通过控制厌氧环境中的温度、pH值等条件，可以促进沼气的产生和积累。
4. 有价值产物的回收利用：除了沼气之外，厌氧生物处理还能够产生其他有价值的产物，如有机肥料、发酵液等。
这些产物可以进行回收利用，提高废物处理的效益。
总的来说，厌氧生物处理通过利用厌氧微生物的活动，将有机
废物转化为沼气和其他有价值的产物，从而实现对废物的处理和资源化利用。
这种处理技术具有高效、环保、经济等特点，在污水处理、有机废物处理等领域得到广泛应用。
厌氧生物处理原理及工艺
当有机负荷率适中时，产酸细菌代谢产物中的有机酸 基本上能被甲烷细菌及时地吸收利用，并转化为沼 气，溶液中残存的有机酸量一般为每升数百毫克。 此时消化液中pH值维持在7~7.5之间，溶液呈弱碱性。 这种在弱碱性条件下进行的厌氧消化过程称之为弱 碱性发酵状态，它是一种高效而又稳定的发酵状态， 最佳负荷率应达此状态。
超高
三相分离区
反应区
布水区
UASB布置结果示意图
厌氧生物处理——主要构筑物及工艺
六、厌氧流化床反应器 厌氧流化床反应器的内部充填着粒径很小 （d=0.5mm左右）的挂膜介质，当其表面长满微生 物时，称为生物颗粒。 在上升水流速度很小时，生物颗粒相互接触，形成 固定床。借助循环管增大（即图9-6中回流用水泵及 流量计控制）反应器内的上升流速，可使生物颗粒 开始脱离接触，并呈悬浮状态。当继续增大流速至 污泥床的膨胀率达10~20%时，生物颗粒便呈流化态。
完全的厌氧生物处理工艺因兼有降解有机物和生产 气体燃料的双重功能，因而得到了广泛的发展和应 用。
原理
一、厌氧消化的生化阶段 复杂有机物的厌氧消化过程要经历数个阶段，由不同 的细菌群接替完成。根据复杂有机物在此过程中的 物态及物性变化，可分三个阶段（表9-1）。
厌氧生物处理——原理
表9-1 有机物厌氧消化过程
d1
D
d2
圆筒形厌氧消化池
h4
h3
h2 h1
蛋形厌氧消化池
厌氧生物处理——主要构筑物及工艺
三、厌氧接触系统 普通消化池用于处理高浓度有机废水时，为了强化有机物与 池内厌氧污泥的充分接触，必须连续搅拌； 同时为了提高处理效率，必须改间断进水排水为连续进水排 水。但这样一来，会造成厌氧污泥的大量流失。 为了克服这一缺点，可在消化池后串联一个沉淀池，将沉淀 下的污泥又送回消化池，因此组成了厌氧接触系统（图9-4）。 污泥回流量约为进水流量的2~3倍。消化池内的MLVSS为 6~10g/L。
简述厌氧生物处理机理
简述厌氧生物处理机理
厌氧生物处理技术是利用厌氧生物将污染物去除，是一种环保友好的技术。
厌氧生物是不需要氧气作为能源及代谢物质，而是依靠由其他物质（如甲烷、硫化氢和硫酸根）构成的碳源来开展生物代谢反应的微生物群落。
厌氧生物处理技术能较高效地去掉污水中的污染物，因此深受广泛应用。
厌氧生物处理技术主要包括厌氧基本反应和厌氧生物处理步骤。
厌氧基本反应是指厌氧微生物能将高浓度的有机物质，如饱和醇、蛋白质等，通过氧化降解有机物转变为低强度的有机物或无机物，从而降低废水的污染强度；厌氧生物处理步骤包括厌氧发酵、缓冲、浓缩、脱水、有机物脱除及处理后水的处理。
首先，厌氧发酵罐中加入废水，在高温条件下发酵，缓慢进行微生物代谢，能有效去除废水中的污染物，从而减少废水中有害物质的浓度；其次，在反应液进行缓冲后，通过密度梯度分离技术能提高反应液的温度及湿度，使有机物的水溶性、悬浮性较低，从而有效降解有机物；最后，在过滤处理后的污水排放前，需经过最后净化环节，使废水中有害物质排放达到规定标准，以确保废水能有效进行深度处理。
总结起来，厌氧生物处理技术是近年来新兴的环保友好技术，是用厌氧生物及其代谢产物将污染物去除，有效地降解污水中的污染物，并使用缓冲、浓缩等技术来满足排放标准，有助于实现污水的有效处理，从而保护环境免受污染。
厌氧生物处理
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厌氧生物处理 3）负荷高 通常好氧法的有机容积负荷最高为 2 kgBOD/(m3·d)， kgBOD/(m3·d)， 而 厌 氧 法 为 2-l0 kgCOD/(m3·d) ， 高 的 可 达 50 kgCOD/(m3 kgCOD/(m3·d)。 kgCOD/(m3·d)。 4）剩余污泥量少，且其浓缩性、脱水性良好 剩余污泥量少，且其浓缩性、 好氧法每去除l kgCOD将产生0 好氧法每去除l kgCOD将产生0.4-O.6 kg生物量，而 kg生物量， 厌氧法去除l kgCOD只产生0 02- kg生物量， 厌氧法去除l kgCOD只产生0.02-0.l kg生物量，其剩 余污泥量只有好氧法的5 20％ 余污泥量只有好氧法的5％-20％。 消化污泥在卫生学上和化学上都是稳定的。因此， 消化污泥在卫生学上和化学上都是稳定的。因此， 剩余污泥处理和处置简单、运行费用低， 剩余污泥处理和处置简单、运行费用低，甚至可作 为肥料、饲料或饵料利用。 为肥料、饲料或饵料利用。
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厌 氧 生 物 处 理Fra bibliotek厌氧生物处理 (二)工艺操作条件
确定厌氧消化装置的负荷率
厌 氧 生 物 处 理 重要的原则是： 在两个转化（酸化和气化）速率保持稳定平衡的条件下， 求得最大的处理目标（最大处理量或最大产气量） 三种状态的发酵: 三种状态的发酵: 酸性发酵状态 不稳定 弱碱性发酵状态 稳定高效 碱性发酵状态 稳定低效 （3）温度和pH ）温度和pH
厌 氧 生 物 处 理
二、甲烷发酵的控制条件 （一）营养与环境条件 COD大于1000mg/L。 COD大于1000mg/L。 COD∶ COD∶N∶P=200∶5∶1 P=200∶ (1)氧化还原电位（ORP或Eh） (1)氧化还原电位（ORP或Eh）(-350mV)
污水处理-厌氧生物处理方法
2、气化阶段： 有机酸、醇、醛等中间产物在甲烷菌的作用下转化为生物气，也可称消化气，主体是CH4，因此气化阶段常称甲烷化阶段。该阶段除产生CH4外，还产生CO2和微量H2S。
1)厌氧生物处理的早期目的和过程
液化阶段： 兼性厌氧菌作用，大量氢产生，也称氢发酵阶段，有机酸大量积累，pH迅速下降，污泥带有粘性，呈灰黄色，并发出恶臭，污泥称为酸性发酵污泥。 气化阶段： 专性厌氧菌作用，需隔绝光和空气，最佳pH值7.2-7.5，有机酸浓度不超过2000mg/L，最佳50－500mg/L， 碱度不应超过5000mg/L，最佳2000－3000mg/L 污泥呈黑色，稳定不易腐化，无甚恶臭，易于脱水，这种污泥成为熟污泥或消化污泥。
早期的厌氧处理研究主要针对污泥消化，即将污泥中的固态有机物降解为液态和气态的物质。 污泥的消化过程明显分为两个阶段：固态有机物先液化，称液化阶段；接着降解产物气化，称气化阶段；整个过程历时半年以上。
1)厌氧生物处理的早期目的和过程
1、液化阶段 最显著的特征是液态污泥的PH值迅速下降，不到10天，降到最低值(例如在室温下，露在空气中的食物几天内就变馊发酸)，所以又称酸化阶段。 污泥中的固态有机物如淀粉、纤维素、油脂、蛋白质等，在无氧环境中降解时，转化为有机酸、醇、醛、水分子等液态产物和C02、H2、NH3、H2S等气体分子。由于转化产物中有机酸是主体，所以导致PH值下降。 又由于产生的NH3溶解于水后产生的NH4OH具有碱性，产生中和反应并经过长时间的过程后使PH值回升，并进入气化阶段。
2、酸碱度、pH值
三、厌氧消化的影响因素与控制要求
厌氧装置适宜在中性或稍偏碱性的状态下运行。最适pH值为7.0～7.2，pH6.6～7.4较为适宜。 pH值和温度是影响甲烷细菌生长的两个重要环境因素。 影响微生物对营养物的吸收； pH强烈地影响酶的活性，进而影响微生物细胞内的生物化学过程。
厌氧发酵原理 ppt课件
厌氧发酵原理
（3）pH值及酸碱度 由于发酵系统中的CO2分压很高 （20.3~40.5kPa），发酵液的实际pH值比在大气 条件下的实测值为低。一般认为，实测值应在 7.2~7.4之间为好。
（4）毒物 凡对厌氧处理过程起抑制或毒害作用的物质， 都可称为毒物。
厌氧发酵原理
（二）控制条件 （1）生物量
厌氧发酵原理
生化阶段 物态变化
生化过程
菌群
有机物厌氧消化过程
Ⅰ 液化（水解）
大分子不溶态 有机物转化为 小分子溶解态
有机物
Ⅱ
酸化（1）
酸化（2）
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
Ⅲ 气化
CH4、CO2等
发酵细菌
产氢产乙酸细菌 甲烷细菌
厌氧发酵原理
概述 原理 主要构筑物及工艺
厌氧发酵原理
在断绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性厌 氧菌的生物化学作用，对有机物进行生物降解的过程， 称为厌氧生物处理法或厌氧消化法。
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。
厌氧发酵原理
厌氧生物处理的方法和基本功能有二： （1）酸发酵的目的是为进一步进行生物处理提供易生物
厌氧发酵原理
当有机负荷率适中时，产酸细菌代谢产物中的有 机酸基本上能被甲烷细菌及时地吸收利用，并转化为 沼气，溶液中残存的有机酸量一般为每升数百毫克。 此时消化液中pH值维持在7~7.5之间，溶液呈弱碱性。 这种在弱碱性条件下进行的厌氧消化过程称之为弱碱 性发酵状态，它是一种高效而又稳定的发酵状态，最 佳负荷率应达此状态。
试述厌氧生物处理工艺的原理及控制条件。
试述厌氧生物处理工艺的原理及控制条件。
厌氧生物处理工艺是一种有效、高性能的污水净化技术，可以去除污染物，如有机物、氨氮和氰化物等。
厌氧生物处理实际上是几种微生物的合作来处理有机污染物，也被称为
生物床系统。
厌氧生物处理工艺的原理是利用厌氧微生物作用，以有机物为能量源，发酵转化为水
和二氧化碳，从而将有机物去除。
厌氧微生物体外具有多种代谢活性，可以分解很多有机
化合物，其中以酸性、中性、碱性代谢活性最为显著。
厌氧生物处理工艺的控制条件主要包括温度、pH值、溶解氧浓度、有机物负荷、氨氮浓度等因素。
为了保证厌氧生物的生存和有效分解污染物，这些参数的适宜范围必须保持。
首先，温度是影响厌氧生物活性的重要因素，常见温度范围通常在20-35°C之间，
在此温度范围中，厌氧微生物具有最高的分解效率。
其次，为了保持其最佳活性，pH值应控制在6-7.5之间。
另外，溶解氧的浓度也是影响厌氧生物处理的关键因素，应尽量保持溶解氧大于
2mg/L。
此外，有机物负荷工艺控制也是厌氧生物处理的关键因素，有机物的分解速度与有机
物负荷的大小成正比，因此，应控制有机物负荷，以便有效处理污水。
最后，氨氮是一种比较持久性和有害的污染物，为了有效去除氨氮，应控制其氨氮浓
度在0.2-2.0mg/L之间。
厌氧生物处理ppt
微生物种群的影响
厌氧生物处理中的微生物种群是影响 处理效果的重要因素之一。厌氧生物 处理中的微生物种群包括产酸菌、产 甲烷菌等，这些微生物在适宜的环境 条件下协同作用，完成有机物的分解 和沼气的生成。
VS
微生物种群的影响因素包括温度、 pH值、有机负荷率、营养物质等。 在实际操作中，需要控制这些因素， 以保证微生物种群的适宜生长和代谢， 从而提高厌氧生物处理的效果。同时， 还需要注意防止有毒物质的进入，以 避免对微生物种群产生不利影响。
厌氧消化阶段
酸化反应
在厌氧条件下，废水中的复杂有机物被厌氧微生物转化为挥发性 脂肪酸等易降解物质。
产氢产乙酸反应
部分有机物被转化为氢气和乙酸，为甲烷菌提供营养物质。
甲烷化反应
甲烷菌将氢气和乙酸转化为甲烷气体，释放能量并合成细胞物质。
后处理阶段
沉淀
去除经过厌氧处理后废水中的悬浮物和生物污泥。
过滤
通过砂滤池、活性炭过滤等手段进一步去除废水 中的微量有机物、重金属等有害物质。
它通过厌氧微生物的代谢作用，将有 机物转化为甲烷、二氧化碳等无机物。
厌氧生物处理和醇类物质。
产氢产乙酸阶段
02
小分子有机物进一步转化为乙酸和氢气。
甲烷化阶段
03
乙酸和氢气被转化为甲烷。
厌氧生物处理的应用领域
01
废水处理
厌氧生物处理广泛应用于城市污 水、工业废水、高浓度有机废水 等处理领域。
厌氧活性污泥法
厌氧活性污泥法是一种利用活性污泥去除废水中的有机物 和氮、磷等营养物质的技术。
厌氧活性污泥法的原理是利用活性污泥中的微生物将废水 中的有机物转化为沼气和二氧化碳，同时将氮、磷等营养 物质转化为细胞物质或沉淀物。
厌氧生物处理3篇
厌氧生物处理第一篇：厌氧生物处理的基本概念和原理厌氧生物处理，指的是将含有有机物的废水、污泥等通过厌氧反应器进行处理，利用厌氧微生物把有机物分解成可溶性有机小分子，然后转化为甲烷、二氧化碳等，从而达到净化处理的目的。
相比于其它处理方式，厌氧生物处理具有处理效果好、能量消耗低、无需氧气供应等优点。
其原理在于，厌氧微生物受到厌氧条件下环境的刺激，通过代谢产生一系列酶和代谢产物，如-甲酸、氢气、酮体等，将废水中的有机物质依次分解成小分子有机物质，然后再进一步转化，产生甲烷、二氧化碳等。
此过程需要一定的温度、PH 值和适宜的微生物菌种才能完成。
厌氧生物处理的主要反应器有两种：厌氧池和厌氧发酵罐。
池式反应器多为流动式的反应器，一般用于处理有机物浓度比较高的工业废水和某些特定的废水，而发酵罐主要用于处理含有大量污泥的污水。
总之，厌氧生物处理是一种经济、实用的污水处理方式，能够有效地减少有机物的释放，减轻对环境的污染。
第二篇：厌氧生物处理设备的选型与设计厌氧生物处理应根据废水的性质和实际情况，选择适宜的反应器类型和处理系统。
一般应考虑以下因素：（1）污水特性：包括COD（化学需氧量）、BOD（生化需氧量）、SS（悬浮物）、TOC（总有机碳）等参数。
（2）处理能力：一般是根据废水的水量以及相应的处理效能来设计设备的容积。
（3）反应器类型：池式反应器多为流动式的反应器，发酵罐主要用于处理含有大量污泥的污水。
（4）运行条件：包括温度、PH值等因素，应根据不同的微生物菌种的需求来调整。
总体来说，厌氧生物处理设备的设计应根据实际情况综合考虑以上因素，确定最佳的处理方案，以达到处理效果最优化。
第三篇：厌氧生物处理的优缺点及发展前景厌氧生物处理具有许多优点，如处理效率高、操作成本低、对水质要求较低等，特别是对于高浓度有机废水的处理有着独特的优势。
相比于其它处理方式，厌氧生物处理存在一些缺点，如对微生物菌种的要求和较为复杂的控制要求等。
厌氧生物处理原理及工艺
厌氧生物处理原理及工艺厌氧生物处理是一种利用厌氧菌降解有机废物的技术，其原理是在缺氧条件下，厌氧菌通过一系列的代谢过程将有机废物转化为沼气和有机肥料。
厌氧生物处理工艺是一种成熟的废物处理技术，已广泛应用于废水处理、有机废物处理、能源生产等领域。
在厌氧生物处理的过程中，产生成沼气是一个重要的步骤。
这是因为厌氧菌能够进行产气发酵，将有机废物中的可分解物质转化为沼气。
沼气主要由甲烷和二氧化碳组成，其中甲烷是一种高效能源。
产生的沼气可以被用作热能或发电，从而实现能源的回收和利用。
此外，厌氧生物处理中的转化过程也是至关重要的。
转化过程主要是指厌氧菌对有机废物进行不同形式的转化，将其转化为可稳定存储和利用的有机肥料。
有机废物中的有机质经过厌氧菌的代谢，通过转化过程转化为有机肥料，可以用于农业生产和土壤改良。
厌氧生物处理工艺可以分为传统厌氧生物处理和高效厌氧生物处理两种。
传统厌氧生物处理工艺一般采用连续搅拌式反应器，其特点是进料均匀、处理效果稳定。
高效厌氧生物处理工艺采用了新型反应器和进料系统，能够提高处理效率和产气质量，同时减少了对废物的处理时间和能耗。
厌氧生物处理工艺的优点包括低能耗、低污染和高效率。
相对于厌氧处理工艺，厌氧生物处理不需要外部供氧，因此能够节约能源。
此外，厌氧生物处理过程中产生的废物也相对较少，能够减少对环境的污染。
在实际应用中，厌氧生物处理工艺已被广泛应用于废水处理、饮食垃圾处理和生物质能源生产等领域。
然而，厌氧生物处理工艺也存在一些问题。
首先，厌氧生物处理过程中需要维持适宜的温度和pH值，否则可能影响厌氧菌的生长和代谢。
此外，由于厌氧生物处理过程需要一定的反应器空间和时间，因此工艺规模较大的应用可能面临投资较高的问题。
总的来说，厌氧生物处理是一种成熟的废物处理技术，其通过厌氧菌的降解作用将有机废物转化为沼气和有机肥料。
具有低能耗、低污染和高效率等优点，已广泛应用于废水处理、有机废物处理和能源生产等领域。
污水处理厌氧生物处理PPT.
3
甲烷菌
➢ 在工程技术上，研究甲烷细菌的通性是重要的，这将
有助于打破厌氧生物处理过程分阶段的现象因，此从有而人提最出，考
大限度地缩短处理过程的历时。
虑到这种共生关系，
➢ 影响甲烷细菌生长重要环境因素：pH值和温反度应器。中的剪切力
➢ PH值应在6．8—7．2，最适温度在35℃一3要在8注系℃意统和控内5制进2℃，行不连能续
间短。
9
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
10 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，
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 (anaerobic digestion) 。
➢ 与好氧过程的根本区别：不以分子态氧作为受 氢体，而以化合态氧、碳、硫、氮等作为受氢 体。
而接触法小于10天；
❖ 可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液， 不存在堵塞问题；
❖ 混合液经沉降后，出水水质好， o 需增加沉淀池、污泥回流和脱气等设备 o 厌氧接触法存在混合液难于在沉淀池中进行固液分离
的缺点。
11
上流式厌氧污泥床反应器
厌氧生物处理
1、进水分配系统
位置：反应器底部
功能：均匀配水、搅拌 需要满足如下原则： (1)进水装置的设计使分配到各点的流量相同，确 保单位面积的进水量基本相同，防止发生短路等现象。 (2)很容易观察进水管的堵塞，当堵塞发现后，必 须很容易被清除。 (3)应尽可能地满足污泥床水力搅拌的需要，保证
进水有机物与污泥迅速混合，防止局部产生酸化现象。
(1)树枝管状 (2)穿孔管式 (3)多管多点式 用高于反应器的水箱式(或渠道式)进 水分配系统。
树技管式：
为了配水均匀一般采用对称
布置，各支管出水口向着池 底，出水口距池底约20cm，
位于所服务面积的中心点。 管口对准的池底设反射锥， 使射流向四周均匀散布于池 底，出水口支管直径约 20mm。
UASB反应器
effluent
influent
UASB反应器基本结构示意图
UASB反应器的结构组成
1）进水配水系统。即将废水尽可能均匀地分配到整个反应器， 并具有一定的水力搅拌功能。 2）反应区。包括污泥床区和污泥悬浮层区，有机物主要在这里被厌氧菌 所分解，是反应器的主要部位。污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组 成，SS质量浓度可达50~100 g/L或更高。污泥悬浮层主要靠反应过程中产 生的气体的上升搅拌作用形成，污泥质量浓度较低，SS一般在5~40 g/L。 3）三相分离器。由沉淀区、回流缝和气封组成，其功能是把沼气、污泥 和液体分开。污泥经沉淀区沉淀后由回流缝回流到反应区，沼气分离后进 人气室。三相分离器的分离效果将直接影响反应器的处理效果。 4）出水系统。是把沉淀区表层处理过的水均匀地加以收集，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。是清除沉淀区液面和气室表面的浮渣，如浮渣不多可 省略。 7）排泥系统。是均匀地排除反应区的剩余污泥。
厌氧生物处理简介
厌氧生物处理国内外发展状况
按照反应器开发的年代来进行划分,20世纪 年代 按照反应器开发的年代来进行划分 世纪50年代 世纪 以前开发的厌氧消化工艺为第 代厌氧反应器,20世 以前开发的厌氧消化工艺为第1代厌氧反应器 世 年代到70年代末开发的反应器为 纪60年代到 年代末开发的反应器为第2代反应 年代到 年代末开发的反应器为第 代 世纪80年代以来开发的反应器为 器,20世纪 年代以来开发的反应器为第3代厌氧 世纪 年代以来开发的反应器为第 代 反应器。 反应器。
厌氧和好氧技术的联合运用
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。
采用缺氧与好氧工艺相结合的流程，可以达到 生物脱氮的目的(A/O法)。厌氧-缺氧-好氧法(A/A/O法) 和缺氧-厌氧-好氧法(倒置A/A/O法)，可以在去除 BOD和COD的同时，达到脱氮、除磷的效果。
第3代废水厌氧处理典型工艺简图 代废水厌氧处理典型工艺简图
a:厌氧升流式流化床反应器 厌氧升流式流化床反应器(UABF) b:内循环反应器 内循环反应器(IC) c:折流式厌氧反 厌氧升流式流化床反应器 内循环反应器 折流式厌氧反 应器(ABR) d:厌氧生物转盘 应器 厌氧生物转盘
化粪池
化粪池例图
•复合厌氧反应器 复合厌氧反应器(Compound Anaerobic Reactor) 第二代厌氧反应器的基础上,融合各种反应器的优点 它在实际工程得到广泛采用,其中 UASB+AF,UASB+SBR,UASB+DAF, UASB+IPS, USB+AF等在处理城市生活污水方面都取得满意得 效果,应该说在实际工程应用中,特别是对于一些特种 废水如垃圾渗滤液处理,复合厌氧器能够取得满意的 COD去除率。
污水的厌氧生物处理
污水的厌氧生物处理污水的处理是保护环境和保障人类健康的重要工作之一。
在污水处理过程中，厌氧生物处理是一种重要的方法，具有高效、经济和环保等优点。
1. 厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理是指在缺氧或没有氧气存在的条件下，利用厌氧微生物对有机废水进行处理的过程。
其基本原理是通过厌氧微生物的代谢活动，将有机废水中的有机物质转化为沼气和水。
2. 厌氧生物处理的工艺流程厌氧生物处理的工艺流程包括进水处理、反应器设计、微生物菌群培养和沼气收集等步骤。
2.1 进水处理进水处理是指对进入处理系统的废水进行预处理，主要包括除沉淀、除磷和除氮等工艺。
这些工艺的目的是降低进水中的悬浮物、有机物和营养物质的浓度，以减轻后续处理过程的负荷。
2.2 反应器设计反应器设计是厌氧生物处理的关键环节，主要包括反应器类型、体积和混合方式等。
常见的反应器类型有厌氧池、厌氧滤池和厌氧反应器等。
反应器的体积和混合方式的选择取决于处理规模和废水的特性。
2.3 微生物菌群培养微生物菌群培养是指在反应器内培养适宜的厌氧微生物，以促进有机物质的降解和沼气的。
菌群培养需要注意维持适宜的温度、pH值和营养物质等条件，以提高厌氧处理效果。
2.4 沼气收集沼气是厌氧生物处理的产物之一，该过程需要收集和利用沼气。
沼气中主要成分为甲烷和二氧化碳，可以作为能源利用或其他用途，如发电、供暖和热水等。
3. 厌氧生物处理的优势和应用3.1 优势厌氧生物处理具有以下优势：高效：厌氧微生物对有机废水具有较强的降解能力，可以高效处理高浓度有机废水。
经济：厌氧生物处理过程中产生的沼气可以用作能源，降低能源消耗和处理成本。
环保：厌氧生物处理过程中产生的沼气是一种清洁能源，减少了温室气体排放。
3.2 应用厌氧生物处理广泛应用于各类生活污水、工业废水和农业废水等领域。
在城市污水处理厂和工业废水处理厂中，厌氧生物处理已成为常见的处理技术。
4. 厌氧生物处理的挑战和发展趋势4.1 挑战厌氧生物处理面临以下挑战：技术难题：厌氧生物处理的反应器设计和微生物菌群培养等环节仍存在一定的技术难题，需要进一步研究和探索。
厌氧生物处理技术、
共享知识分享快乐废水的厌氧生物处理技术厌氧生物处理技术是利用厌氧微生物的代谢特性分解有机污染物，在不需要提供外界能源的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体的水处理技术。
1厌氧生物处理的基本原理1.1两阶段理论在20世纪30-60年代，人们普遍认为厌氧消化过程可以简单地分为两个阶段，即两阶段理论。
第一阶段称为发酵阶段或产酸阶段或酸性发酵阶段，废水中的有机物在发酵细菌的作用下，发生水解和酸化反应，而被降解为以脂肪酸、醇类、CO2和H2等为主的产物。
第二阶段则被称为产甲烷阶段或碱性发酵阶段，所发生的反应时是产甲烷菌利用前一阶段的产物脂肪酸、醇类、CO2和H2等为基质，并最终将其转为CH4和CO2。
1.2三阶段理论三阶段理论认为，整个厌氧消化过程可以分为三个阶段，即水解、发酵阶段，产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。
有机物首先通过发酵细菌的作用生成乙醇、丙酸、丁酸和乳酸等，接着通过产氢产乙酸菌的降解作用而被转化为CH4和CO2。
产氢产乙酸菌和产甲烷菌之间存在着互营共生的关系。
该理论将厌氧发酵微生物分为发酵细菌群、产氢产乙酸菌群和产甲烷菌群。
1.3四阶段理论几乎与三阶段理论的提出同时，Zeikus提出了四菌群学说即四类群理论。
与三阶段理论相比，该理论增加了同型(耗氢)产乙酸菌群(Homoacetogenic Bacteria), 该菌群的代谢特点是能将H2/CO2合成为乙酸。
但是研究结果表明，这一部分乙酸的量较少，一般可以忽略不计。
目前为止，三阶段理论和四类群理论是对厌氧生物处理过程较全面和较准确的描述。
2厌氧生物处理的优缺点卑微如蝼蚁、坚强似大象共享知识分享快乐厌氧生物处理技术与好氧生物处理技术比较，有如下优缺点。
(1)厌氧法的主要优点：①应用范围较广：适用于处理污泥及有机废水；可处理好氧法难降解的有机物，也可处理含有毒有害物质较高的有机废水。
②运行成本与能耗较低：厌氧处理的污泥产率低；厌氧法所需营养成分较少，一般可不必投加营养分；厌氧法不需要供氧设备，因而能耗较少。
CHAPTER9厌氧生物处理
厌氧生物处理——原理 原理 厌氧生物处理
(3)pH值及酸碱度 由于发酵系统中的 ) 值及酸碱度 由于发酵系统中的CO2分压很高 ),发酵液的实际 (20.3~40.5kPa),发酵液的实际 ),发酵液的实际pH值比在大气 值比在大气 条件下的实测值为低.一般认为, 条件下的实测值为低.一般认为,实测值应在 7.2~7.4之间为好. 之间为好. 之间为好 凡对厌氧处理过程起抑制或毒害作用的物质, (4)毒物 凡对厌氧处理过程起抑制或毒害作用的物质, ) 都可称为毒物. 都可称为毒物.
厌氧生物处理——原理 原理 厌氧生物处理
厌氧消化装置的负荷率是怎样确定的呢? 厌氧消化装置的负荷率是怎样确定的呢? 一个重要的原则是:在两个转化(酸化和气化) 一个重要的原则是:在两个转化(酸化和气化)速 率保持稳定平衡的条件下, 率保持稳定平衡的条件下,求得最大的处理目标 最大处理量或最大产气量). (最大处理量或最大产气量). 一般而言,厌氧消化微生物进行酸化转化的能力强, 一般而言,厌氧消化微生物进行酸化转化的能力强, 速率快,对环境条件的适应能力也强; 速率快,对环境条件的适应能力也强;而进行气化 转化的能力相对较弱,速率也较慢, 转化的能力相对较弱,速率也较慢,对环境的适应 能力也较脆弱. 能力也较脆弱.这种前强后弱的特征使两个转化速 率保持稳定平衡颇为困难, 率保持稳定平衡颇为困难,因而形成了三种发酵状 态.
厌氧生物处理——原理 原理 厌氧生物处理
(2)负荷率 负荷率是表示消化装置处理能力的一个参数. ) 负荷率是表示消化装置处理能力的一个参数. 负荷率有三种表示方法:容积负荷率,污泥负荷率, 负荷率有三种表示方法:容积负荷率,污泥负荷率, 投配率. 投配率. 反应器单位有效容积在单位时间内接纳的有机物量, 反应器单位有效容积在单位时间内接纳的有机物量, 称为容积负荷率,单位为kg/m3d或g/Ld.有机物 称为容积负荷率,单位为 或 . 量可用COD,BOD,SS和VSS表示. 表示. 量可用 , , 和 表示 反应器内单位重量的污泥在单位时间内接纳的有机物 称为污泥负荷率,单位为kg/kgd或g/gd. 量,称为污泥负荷率,单位为 或 . 每天向单位有效容积投加的新料的体积,称为投配率, 每天向单位有效容积投加的新料的体积,称为投配率, 单位为m 单位为 3/m3d.投配率的倒数为平均停留时间或消 . 化时间,单位为d.投配率有时也用百分数表示,例如, 化时间,单位为 .投配率有时也用百分数表示,例如, 0.07m3/m3d的投配率也可表示为 的投配率也可表示为7%. 的投配率也可表示为 .
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厌氧生物处理——原理
（2）负荷率 负荷率是表示消化装置处理能力的一个参数。 负荷率有三种表示方法：容积负荷率、污泥负荷率、 投配率。 反应器单位有效容积在单位时间内接纳的有机物量， 称为容积负荷率，单位为kg/m3· d或g/L· d。有机物 量可用COD、BOD、SS和VSS表示。 反应器内单位重量的污泥在单位时间内接纳的有机物 量，称为污泥负荷率，单位为kg/kg· d或g/g· d。 每天向单位有效容积投加的新料的体积，称为投配率， 单位为m3/m3· d。投配率的倒数为平均停留时间或消 化时间，单位为d。投配率有时也用百分数表示，例如， 0.07m3/m3· d的投配率也可表示为7%。
当有机负荷率适中时，产酸细菌代谢产物中的有机酸基本 上能被甲烷细菌及时地吸收利用，并转化为沼气，溶液 中残存的有机酸量一般为每升数百毫克。此时消化液中 pH值维持在7~7.5之间，溶液呈弱碱性。这种在弱碱 性条件下进行的厌氧消化过程称之为弱碱性发酵状态， 它是一种高效而又稳定的发酵状态，最佳负荷率应达此 状态。
第九章 厌氧生物处理
概述 原理 主要构筑物及工艺
厌氧生物处理——概述
在断绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性厌 氧菌的生物化学作用，对有机物进行生物降解的过程， 称为厌氧生物处理法或厌氧消化法。
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——原理
（2）温度 温度是影响微生物生命活动过程的重要因素之 一。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： 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。
厌氧生物处理——原理
（3）pH值及酸碱度 由于发酵系统中的CO2分压很高 （20.3~40.5kPa），发酵液的实际pH值比在大气 条件下的实测值为低。一般认为，实测值应在 7.2~7.4之间为好。 （4）毒物 凡对厌氧处理过程起抑制或毒害作用的物质， 都可称为毒物。
厌氧生物处理——原理
（1）生物量 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。
厌氧生物处理——原理
（1）氧化还原电位（ORP或Eh） 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。
厌氧生物处理——原理
厌氧消化装置的负荷率是怎样确定的呢？ 一个重要的原则是：在两个转化（酸化和气化）速 率保持稳定平衡的条件下，求得最大的处理目标 （最大处理量或最大产气量）。 一般而言，厌氧消化微生物进行酸化转化的能力强， 速率快，对环境条件的适应能力也强；而进行气化 转化的能力相对较弱，速率也较慢，对环境的适应 能力也较脆弱。这种前强后弱的特征使两个转化速 率保持稳定平衡颇为困难，因而形成了三种发酵状 态。
厌氧生物处理——概述
厌氧生物处理的方法和基本功能有二： （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。
厌氧生物处理——概述
完全的厌氧生物处理工艺因兼有降解有机物和生产气 体燃料的双重功能，因而得到了广泛的发展和应用。
厌氧生物处理——原理
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。
当有机物负荷率很高时，由于供给产酸菌的食物相当充分， 致使作为其代谢产物的有机物酸产量很大，超过了甲烷 细菌的吸收利用能力，导致有机酸在消化液中的积累和 pH值（以下均指大气压条件下的实测值）下降，其结 果是使消化液显酸性（pH<7）。这种在酸性条件下进 行的厌氧消化过程称为酸性发酵状态，它是一种低效而 又不稳定的发酵状态，应尽量避免。
厌氧生物处理——原理
一、厌氧消化的生化阶段 复杂有机物的厌氧消化过程要经历数个阶段，由不同的 细菌群接替完成。根据复杂有机物在此过程中的物态 及物性变化，可分三个阶段（表9-1）。
厌氧生物处理——原理
表9-1 有机物厌氧消化过程
生化阶段 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
物态变化
液化（水解） 大分子不溶态 有机物转化为 小分子溶解态 有机物
当有机物负荷率偏小时，供给产酸细菌的食物不足，产酸 量偏少，不能满足甲烷细菌的需要。此时，消化液中的 有机酸残存量很少，pH值偏高，在pH值偏高（大于 7.5）的条件下进行的厌氧消化过程，称为碱性发酵状 态。如前所述，由于负荷偏低，因而是一种虽稳定但低 效的厌氧消化状态。
酸化（1）
小分子溶解态 有机物转化为 （H2+CO2）及 A、B两类产物
酸化（2）
B类产物转化为 （H2+CO2）及 乙酸等 产氢产乙酸细菌
气 化
生化过程
CH4、CO2等
菌
群 甲烷发酵
发酵细菌
甲烷细菌
发酵工艺 酸发酵 ——
厌氧生物处理——原理
二、发酵的控制条件 （以下重点讨论甲烷发酵的控制条件。） （一）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。 COD∶N∶P=200∶5∶1