废水厌氧生物处理技术
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在对各大类生物的16SrRNA核苷酸顺序的同 源性测定的基础上，R. H. Whittaker 和 L. Marhulis提出了三原界学说（图3－4）
a
13
Baidu Nhomakorabea
产甲烷菌在分类学上属于古细菌
（Archaebacteria)
与真细菌相比，古细菌有特点：
（1）细胞膜的类脂结构 古细菌所含的类
是不可皂化的。
（2）细胞壁成分独特而多样 不含胞壁酸、
a
16
（四）产甲烷细菌为不产甲烷细菌的生
化反应解除反馈抑制。
（五）不产甲烷细菌和产甲烷细菌共同
维持环境中适宜的pH值。 总之，在厌氧生物处理反应器中，不 产甲烷菌和产甲烷菌相互依赖，互为对 方创造与维持生命活动所需要的良好环 境和条件，但又互相制约。
a
17
六、厌氧生物处理的影响因素
（一）温度
a
18
（7）生态条件独特 严格厌氧菌：产甲烷菌 极端嗜盐菌 嗜热嗜酸菌
a
15
五、厌氧生物处理微生物群体 间的关系
（一） 不产甲烷细菌（包括发酵细菌和产
氢产乙酸细菌）为产甲烷细菌提供
生长和产甲烷所需要的基质。
（二）不产甲烷细菌为产甲烷细菌创造适宜
的氧化还原条件。
（三）不产甲烷细菌为产甲烷细菌清除有毒
物质。
梭菌属和暗杆菌属。
为绝对厌氧菌或是兼性厌氧菌。
2.功能 把各种挥发性脂肪酸降解为乙酸
H2，反应如下：
乙醇：CH3CH2OH + H2O
CH3COOH + 2H2
丙酸：CH3CH2COOH + 2H2O
CH3COOH + 3H2 +CO2
丁酸：CH3CH2CH2COOH
+
a
2H2O
2CH3COOH + 210H2
解）。 7. 6. 处理过程的反应较复杂。
a
8
二、厌氧消化微生物
（一） 发酵细菌（产酸细菌) 1. 酸弧菌属、真细菌属和双歧杆菌属。
性厌氧菌。
2.功能 通过胞外酶将不溶性有机物水 解成可溶性有机物，再将可溶性的大分 子有机物转化成脂肪酸、醇类等。
a
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（二）产氢产乙酸细菌
1.属别 包括互营单胞菌属、互营杆菌属、
a
2
厌氧分解过程
图3-1 有机物的厌氧分解过程
a
3
图3-2 厌氧生物处理的四阶段理论
（1967年a ，Bryant)
4
有机物质
Ⅰ 发酵细菌
长链脂肪酸、醇类
Ⅱ 产氢产乙酸细菌
乙酸
H2/CO2
Ⅲ 产甲烷细菌
CH4
图3-3 厌氧生物处理的a 三阶段理论（1979年5）
第一阶段：水解发酵阶段
水解
糖酵解
（五）有机物负荷
以向每立方米消化池中，在1日内可 投加的有机物量或BOD量来表示（kg／ （m3.d)
a
21
（六）有毒物质
有毒物质会对厌氧微生物产生不同程 度的抑制，使厌氧消化过程受到影响甚至 遭到破坏。
抑制性物质：硫化物、氨氮、重金属、 氰化物以及某些人工合成的有机物。
厌氧微生物可降解蒽醌类燃料、偶氮燃 料、含氯的有机杀虫剂等在好氧条件下难 以降解的合成有机物。
上世纪60年代末Hungate 开创了绝对厌氧微生物 的培养技术。
(一）Hungate 滚管法
（二）充氮厌氧培养袋法
在催原化理剂利钯用的N作a用BH下4或，HK2B与H袋4与内水的反O应2生生成成水氢。气， （三）焦性没食子酸去氧法 在碱性溶液中。
（四）厌氧罐培养法
(五） 倒扣平板法
a
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四、产甲烷菌－古细菌与 三原界系统
多糖
单糖
乙醇和脂肪酸
水解
脱氨基
蛋白质
氨基酸
脂肪酸和氨
第二阶段：产氢、产乙酸阶段，由产氢产乙酸
细菌将丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等转化为
乙酸、H2和CO2。 第三阶段：产甲烷阶段，由产甲烷细菌利用乙
酸、H2和CO2，产生甲烷。
a
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厌氧生物处理的主要特征：
1. 能量需求大大降低，还可产生能量。
不需供氧，相反却能生产出沼气。
(三）产甲烷细菌
最常见的是：产甲烷杆菌、产甲烷球菌、产 甲烷八叠球菌、产甲烷螺菌和产甲烷丝 菌等。
产甲烷菌都是绝对厌氧菌,在分类学上属于古细菌。 可分为两类： （1）利用乙酸产生甲烷
CH3COOH
CH4 + CO2
(2) 利用H2和CO2合成CH4
4H2 + CO2
CH4 + 2H2O
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三、厌氧微生物的培养
高温消化（55 ℃左右）的反应速率为 中温消化（35 ℃左右）的1.5～1.9倍，产 气率较高，但甲烷含量较低。
新型反应器处理废水的厌氧消化反 应在常温（20～25 ℃ ）下进行。
（二）pH值 产甲烷菌的最适pH值范围为6.8～7.2
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厌氧发酵体系中的pH值除受进水 pH的影响外，还取决于代谢过程中自 然建立的缓冲平衡。
（三）氧化还原电位
严格的厌氧环境是产甲烷菌进行 正常活动的 基本条件，用氧化还原电 位来表示反应器的含氧浓度。
不产甲烷菌: +100 ~ --100mV 产甲烷菌: --150 ~ --400mV
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(四）营养
对C、N等营养物质的要求略低于好 氧微生物。但由于不能合成某些必要的 维生素或氨基酸，故需补充钾、钠、钙 等金属盐类，以及镍、铝、钴和钼等微 量金属。
第三章 废水厌氧生物处理技术
第一节 厌氧生物处理的基本原理 第二节 厌氧消化池 第三节 厌氧接触法 第四节 升流式厌氧污泥层反应器
a
1
第一节 厌氧生物处理的基本原理
一、厌氧生物处理过程及其特征
厌氧生物处理过程又称厌氧消化，是在厌 氧条件下由多种微生物的共同作用，使有机物 分解并生成CH4和CO2的过程。
2－氯丙醇、1－氯丙烷、2－氯丙烷、 丙烯醛和甲醛等对厌氧微生物有毒害作用。
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七、厌氧生物处理与好氧生物 处理的区别
（一）起分解作用的微生物类群不同。 （二）好氧处理有机物所需时间比用厌 氧法处理短的多，没有臭气产生。 （三）厌氧生物处理对环境要求与好氧 生物处理不同。 （四）厌氧法的降解较不彻底，放热少， 反应速度低，处理的有机物负荷低。
D型氨基酸和二氨基庚二酸
（3）核糖体的16SrRNA 其核苷酸顺序独特，
不同于真细菌和真核生物。
（4) tRNA成分 顺序独特，不存在T
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(5)蛋白质合成的起始密码 始于甲硫氨酸 与真核生物相同。
（6）对抗生素等的敏感性 对青霉素、 头孢霉素、D-环丝氨酸和氯霉素不敏 感，而对白喉毒素十分敏感。
2. 污泥产量极低。 厌氧微生物的增殖
3. 速率比好氧微生物低得多。
3. 对温度、pH等环境因素更为敏感。高
4. 温厌氧菌和中温厌氧菌的适宜温度范
围分别为55 ℃和35 ℃左右。
4.处理后废水有机物浓度高于好氧处理。
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5. 厌氧微生物可对好氧微生物所不能降 6. 解的一些有机物进行降解（或部分降
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Baidu Nhomakorabea
产甲烷菌在分类学上属于古细菌
（Archaebacteria)
与真细菌相比，古细菌有特点：
（1）细胞膜的类脂结构 古细菌所含的类
是不可皂化的。
（2）细胞壁成分独特而多样 不含胞壁酸、
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（四）产甲烷细菌为不产甲烷细菌的生
化反应解除反馈抑制。
（五）不产甲烷细菌和产甲烷细菌共同
维持环境中适宜的pH值。 总之，在厌氧生物处理反应器中，不 产甲烷菌和产甲烷菌相互依赖，互为对 方创造与维持生命活动所需要的良好环 境和条件，但又互相制约。
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六、厌氧生物处理的影响因素
（一）温度
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（7）生态条件独特 严格厌氧菌：产甲烷菌 极端嗜盐菌 嗜热嗜酸菌
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五、厌氧生物处理微生物群体 间的关系
（一） 不产甲烷细菌（包括发酵细菌和产
氢产乙酸细菌）为产甲烷细菌提供
生长和产甲烷所需要的基质。
（二）不产甲烷细菌为产甲烷细菌创造适宜
的氧化还原条件。
（三）不产甲烷细菌为产甲烷细菌清除有毒
物质。
梭菌属和暗杆菌属。
为绝对厌氧菌或是兼性厌氧菌。
2.功能 把各种挥发性脂肪酸降解为乙酸
H2，反应如下：
乙醇：CH3CH2OH + H2O
CH3COOH + 2H2
丙酸：CH3CH2COOH + 2H2O
CH3COOH + 3H2 +CO2
丁酸：CH3CH2CH2COOH
+
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2H2O
2CH3COOH + 210H2
解）。 7. 6. 处理过程的反应较复杂。
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二、厌氧消化微生物
（一） 发酵细菌（产酸细菌) 1. 酸弧菌属、真细菌属和双歧杆菌属。
性厌氧菌。
2.功能 通过胞外酶将不溶性有机物水 解成可溶性有机物，再将可溶性的大分 子有机物转化成脂肪酸、醇类等。
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（二）产氢产乙酸细菌
1.属别 包括互营单胞菌属、互营杆菌属、
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厌氧分解过程
图3-1 有机物的厌氧分解过程
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图3-2 厌氧生物处理的四阶段理论
（1967年a ，Bryant)
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有机物质
Ⅰ 发酵细菌
长链脂肪酸、醇类
Ⅱ 产氢产乙酸细菌
乙酸
H2/CO2
Ⅲ 产甲烷细菌
CH4
图3-3 厌氧生物处理的a 三阶段理论（1979年5）
第一阶段：水解发酵阶段
水解
糖酵解
（五）有机物负荷
以向每立方米消化池中，在1日内可 投加的有机物量或BOD量来表示（kg／ （m3.d)
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（六）有毒物质
有毒物质会对厌氧微生物产生不同程 度的抑制，使厌氧消化过程受到影响甚至 遭到破坏。
抑制性物质：硫化物、氨氮、重金属、 氰化物以及某些人工合成的有机物。
厌氧微生物可降解蒽醌类燃料、偶氮燃 料、含氯的有机杀虫剂等在好氧条件下难 以降解的合成有机物。
上世纪60年代末Hungate 开创了绝对厌氧微生物 的培养技术。
(一）Hungate 滚管法
（二）充氮厌氧培养袋法
在催原化理剂利钯用的N作a用BH下4或，HK2B与H袋4与内水的反O应2生生成成水氢。气， （三）焦性没食子酸去氧法 在碱性溶液中。
（四）厌氧罐培养法
(五） 倒扣平板法
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四、产甲烷菌－古细菌与 三原界系统
多糖
单糖
乙醇和脂肪酸
水解
脱氨基
蛋白质
氨基酸
脂肪酸和氨
第二阶段：产氢、产乙酸阶段，由产氢产乙酸
细菌将丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等转化为
乙酸、H2和CO2。 第三阶段：产甲烷阶段，由产甲烷细菌利用乙
酸、H2和CO2，产生甲烷。
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厌氧生物处理的主要特征：
1. 能量需求大大降低，还可产生能量。
不需供氧，相反却能生产出沼气。
(三）产甲烷细菌
最常见的是：产甲烷杆菌、产甲烷球菌、产 甲烷八叠球菌、产甲烷螺菌和产甲烷丝 菌等。
产甲烷菌都是绝对厌氧菌,在分类学上属于古细菌。 可分为两类： （1）利用乙酸产生甲烷
CH3COOH
CH4 + CO2
(2) 利用H2和CO2合成CH4
4H2 + CO2
CH4 + 2H2O
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三、厌氧微生物的培养
高温消化（55 ℃左右）的反应速率为 中温消化（35 ℃左右）的1.5～1.9倍，产 气率较高，但甲烷含量较低。
新型反应器处理废水的厌氧消化反 应在常温（20～25 ℃ ）下进行。
（二）pH值 产甲烷菌的最适pH值范围为6.8～7.2
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厌氧发酵体系中的pH值除受进水 pH的影响外，还取决于代谢过程中自 然建立的缓冲平衡。
（三）氧化还原电位
严格的厌氧环境是产甲烷菌进行 正常活动的 基本条件，用氧化还原电 位来表示反应器的含氧浓度。
不产甲烷菌: +100 ~ --100mV 产甲烷菌: --150 ~ --400mV
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(四）营养
对C、N等营养物质的要求略低于好 氧微生物。但由于不能合成某些必要的 维生素或氨基酸，故需补充钾、钠、钙 等金属盐类，以及镍、铝、钴和钼等微 量金属。
第三章 废水厌氧生物处理技术
第一节 厌氧生物处理的基本原理 第二节 厌氧消化池 第三节 厌氧接触法 第四节 升流式厌氧污泥层反应器
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第一节 厌氧生物处理的基本原理
一、厌氧生物处理过程及其特征
厌氧生物处理过程又称厌氧消化，是在厌 氧条件下由多种微生物的共同作用，使有机物 分解并生成CH4和CO2的过程。
2－氯丙醇、1－氯丙烷、2－氯丙烷、 丙烯醛和甲醛等对厌氧微生物有毒害作用。
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七、厌氧生物处理与好氧生物 处理的区别
（一）起分解作用的微生物类群不同。 （二）好氧处理有机物所需时间比用厌 氧法处理短的多，没有臭气产生。 （三）厌氧生物处理对环境要求与好氧 生物处理不同。 （四）厌氧法的降解较不彻底，放热少， 反应速度低，处理的有机物负荷低。
D型氨基酸和二氨基庚二酸
（3）核糖体的16SrRNA 其核苷酸顺序独特，
不同于真细菌和真核生物。
（4) tRNA成分 顺序独特，不存在T
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(5)蛋白质合成的起始密码 始于甲硫氨酸 与真核生物相同。
（6）对抗生素等的敏感性 对青霉素、 头孢霉素、D-环丝氨酸和氯霉素不敏 感，而对白喉毒素十分敏感。
2. 污泥产量极低。 厌氧微生物的增殖
3. 速率比好氧微生物低得多。
3. 对温度、pH等环境因素更为敏感。高
4. 温厌氧菌和中温厌氧菌的适宜温度范
围分别为55 ℃和35 ℃左右。
4.处理后废水有机物浓度高于好氧处理。
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5. 厌氧微生物可对好氧微生物所不能降 6. 解的一些有机物进行降解（或部分降