第三章废水厌氧处理
废水的厌氧处理PPT课件
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
12 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，
化床等新型厌氧工艺的有机负荷 在中温下为5-15 kgCOD/(m3· d)， 可高达30 kgCOD/(m3· d)。
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污泥浓度
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。 为了保持反应器的生物量不致因流失而减少， 可采用多种措施： 如安装三相分离器、设置挂膜介质、降低水流 速度和回流污泥量等。
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厌氧生物转盘示意图
• 特点： 微生物浓度高 勿需处理水回流 生物膜经常保持较高的活性 耐冲击负荷，处理过程稳定性强 可采用多级串连，各级微生物处于最佳生存条件 运行管理方便 盘片成本较高
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厌氧挡板反应器示意图
特点： 反应器启动期短。实验表明接种一个月， 就有颗粒污泥形成，两个月可稳定运行。 避免厌氧滤池等堵塞问题 避免UASB因污泥膨胀而发生污泥流失问 题 不需要搅拌 不需要载体
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厌氧生物滤池
优点
滤池中的微生物量较高，可承受的有机容积负 荷高，COD容积负荷为2-16 kgCOD/(m3·d)，且 耐冲击负荷能力强； 废水与生物膜两相接触面大，强化了传质过程， 因而有机物去除速度快； 微生物固着生长为主，不易流失，因此不需污 泥回流和搅拌设备； 启动或停止运行后再启动比前述厌氧工艺法时 间短。 11
废水厌氧生物处理图文
厌氧发酵对温度突变比较敏感，一般允许范围为 ±1.5-2.0℃。突然的温度变化会抑制消化速率，可使甲烷 化严重受阻。
（2）pH及碱度
产甲烷菌适宜的pH值为7.0左右，大体在6.5-7.5之间。
在消化系统中，如果水解发酵阶段与产酸阶段的反应速率超过产甲烷阶段，则pH会降低， 影响甲烷菌的生活环境。
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： • 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。
微生物群落主要是水解和发酵性细菌群 • 专性厌氧的： 梭菌属（Clostridium）；拟杆菌属（Bacteriodes）；丁酸弧菌属 （Butryrivibrio）；真细菌（Eubacterium）；双歧杆菌属（Bifidobacterium） 革兰氏阴性杆菌 • 兼性厌氧的有： 链球菌；肠道菌
由外到内水解细菌、发酵细菌、氢细菌和乙酸菌、甲烷菌 、硫酸盐还原菌、厌氧原 生动物，其中产甲烷丝菌是厌氧活性污泥的中心骨架
为产甲烷 产酸细菌 细菌提供
• 生长繁殖的底物 • 创造适宜的氧化还原电位
• 为产甲烷细菌清除了有毒物质
• 产甲烷细菌为产酸细菌的生化反应解除了反馈抑制 • 产酸细菌和产甲烷细菌共同维持环境中的适宜pH值
H2CO3 NH4+
（3）氧化还原电位（ORP）
氧化还原电位是指一个体系中氧化剂和还原剂的相对强度，表示溶液的氧化或还原反 应的能力，以伏特或毫伏来计量。
厌氧污水处理
厌氧污水处理厌氧污水处理是一种常见的污水处理方法，通过在缺氧或无氧环境下进行微生物降解有机物质，达到净化水体的效果。
在厌氧污水处理过程中，有一些关键的技术和方法需要注意。
本文将从不同角度分析厌氧污水处理的重要性和方法。
一、厌氧污水处理的原理1.1 厌氧污水处理是通过微生物在缺氧或无氧环境下降解有机物质的过程。
1.2 厌氧微生物利用有机物质作为碳源，通过厌氧呼吸将有机物质转化为甲烷和二氧化碳。
1.3 厌氧污水处理可以有效去除水体中的有机物质和氮、磷等营养物质，净化水体。
二、厌氧污水处理的优势2.1 厌氧污水处理相比于好氧处理更适合处理高浓度有机废水。
2.2 厌氧污水处理过程中产生的甲烷可以作为能源利用，提高资源利用效率。
2.3 厌氧污水处理对氮、磷等营养物质的去除效果较好，有利于水体生态环境的改善。
三、厌氧污水处理的关键技术3.1 控制好缺氧或无氧环境是厌氧污水处理的关键，需要合理设计反应器结构。
3.2 选择适合的厌氧微生物菌种，保证微生物的活性和生长。
3.3 厌氧污水处理过程中需要监测和调控PH值、温度等参数，保证处理效果。
四、厌氧污水处理的应用领域4.1 厌氧污水处理广泛应用于城市污水处理厂、工业废水处理等领域。
4.2 在一些偏远地区或资源匮乏地区，厌氧污水处理可以作为一种有效的废水处理方法。
4.3 厌氧污水处理也可以与其他污水处理方法结合使用，提高处理效率。
五、厌氧污水处理的发展趋势5.1 随着环保意识的提高，厌氧污水处理技术将得到更广泛的应用。
5.2 未来厌氧污水处理技术可能会向着高效、节能、环保的方向发展。
5.3 厌氧污水处理技术的不断创新将推动污水处理行业的发展，为环境保护作出更大的贡献。
综上所述，厌氧污水处理是一种重要的污水处理方法，具有许多优势和应用前景。
通过不断的技术创新和实践经验总结，厌氧污水处理技术将为环境保护和资源利用做出更大的贡献。
废水厌氧的处理的原理
废水厌氧的处理的原理
废水厌氧处理的原理是利用厌氧菌对有机物进行降解和转化的过程。
在厌氧条件下，由于缺氧，厌氧菌无法利用溶解氧作为电子受体，转而利用有机物来供给电子受体。
厌氧菌将有机物通过发酵代谢产生的有机酸、醇和氨基酸等，进一步降解为甲烷、二氧化碳和硫酸盐等无机物。
废水厌氧处理的过程可以分为三个阶段：酸化阶段、酸中和阶段和甲烷生成阶段。
1. 酸化阶段：厌氧菌在缺氧条件下对有机物进行发酵，生成有机酸、醇和氨基酸等。
在这个阶段，pH值会降低，有机物被分解为较小的分子。
2. 酸中和阶段：在酸化阶段生成的有机酸会进一步被厌氧菌利用，并产生较少的有机酸。
在这个过程中，pH值会逐渐升高。
3. 甲烷生成阶段：在酸化阶段和酸中和阶段后，厌氧菌会将有机物进一步转化为甲烷（CH4）、二氧化碳（CO2）、硫酸盐和其他无机物。
废水经过厌氧处理后，有机物被有效降解，同时产生甲烷等无害物质。
这种处理方法可以减少废水中有机物的排放，达到环保和资源利用的目的。
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。
污水生物处理(好氧、厌氧生物处理)
活性污泥法工艺流程
空气
进水 初次沉 淀池
曝气池
出水
二次沉淀池
回流污泥
污 泥
剩余污泥
氧化沟（OD）
1.概念： 氧化沟是一种改良的活性污泥法，其曝气池 呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液在 其中循环流动，因此被称为“氧化沟”，又 称‘‘环形曝气池”。
采用立式表曝机的卡鲁塞尔氧化沟
(英国ASH Vale 污水处理厂)
小结
(厌氧生物处理反应机理图) 不溶性有机物和高分子 溶性有机物
水解阶段 （细菌胞外酶作用）
原酸化阶段和产 乙酸阶段可合并 为一个阶段
小分子溶性有机物
产酸脱氢 （产酸菌作用） 阶段
细菌细胞
挥发酸 (如乙酸)
CO2+H2
其他产物 (如醇类等)
产甲烷阶段 (产甲烷细菌作用)
细菌细胞
CH4+CO2
几种厌氧生物滤池
➢ 要保证污水处理的效果，首先必须有足够数量 的微生物，同时，还必须有足够数量的营养物 质。
好氧生物处理
❖ 传统活性污泥法 ❖ 氧化沟 ❖ 序批式活性污泥法 ❖ 生物滤池、生物转盘 ❖ 流化床
活性污泥法
生物膜法
活性污泥的特征与微生物
①特征 a、形态：在显微镜下呈不规则椭圆状，在水中呈“絮状”。 b、颜色：正常呈黄褐色，但会随进水颜色、曝气程度而变
UASB反应器工作原理
进水 厌氧膨胀床和流化床工艺流程
污水自然生物处理
污水自然生物处理的回顾与前瞻
❖ 污水的自然生物处理已有300多年的历史，但随着经济和社会 的发展，生活污水和工业废水的水质水量发生了很大的变化， “经典式”生态系统的自然净化能力承受不了越来越沉重的 污染负荷。为了解决日益严重的水环境污染问题，出现了以 普通活性污泥法、生物膜法等高效的人工净化技术。但进入 20世纪70年代，严重的世界能源危机，迫使人们又转向研究 节省能源、资源和投资的处理方法。污水的自然生物处理作 为“替代技术”之一受到重视。
废水厌氧生物处理原理及工艺
废水厌氧生物处理原理及工艺废水厌氧生物处理是指利用厌氧菌在缺氧状态下对有机废水进行处理过程。
废水厌氧生物处理的原理是通过在无氧环境下，厌氧菌利用废水中的有机物质进行生物降解，将有机物质转化为低分子有机物、沼气和微生物生长等产物，从而实现废水的污染物去除。
废水厌氧处理的工艺主要包括以下几个步骤：1.厌氧池：将废水引入厌氧池，厌氧池是一种无氧环境的容器，池内有效维护低氧条件，为厌氧菌的生长提供合适的环境。
2.厌氧菌的附着生长：在厌氧池中，废水中的有机物质作为厌氧菌的营养物质，菌群会附着在填料、颗粒状介质等表面，形成生物膜。
生物膜可以提供良好的微生物附着环境，增加厌氧菌的数量和降解能力。
3.产甲烷反应：在厌氧池中，厌氧菌通过发酵分解有机废水中的有机物质，产生甲烷气体。
甲烷气体可以在池内积聚，然后被收集利用或者排放。
4.污泥处理：污泥是产生在厌氧处理过程中的附着生物膜，污泥中含有大量的厌氧菌。
为了保持厌氧池内菌群的恒定和活性，需要对污泥进行定期处理，如提取部分活性污泥，根据需要增加或减少菌群数量。
1.适应性强：厌氧菌对环境条件的要求较低，适应性强，可以处理含有高浓度有机物质的废水。
2.产甲烷气体：厌氧处理过程中产生的甲烷气体可以作为一种可再生能源，可以被回收利用。
3.污泥产生少：相比于好氧处理过程，厌氧处理过程中产生的污泥量较少。
4.不需供氧：厌氧处理过程中不需要供氧设备，降低了能耗和运行成本。
虽然废水厌氧生物处理有着很多优点，但是也存在着一些问题和挑战。
例如，厌氧处理过程中产生的沼气中可能含有硫化氢等有害物质，需要进行处理和处理；污泥的处理和处置也是一个难题，需要采取适当的方式进行处理。
此外，厌氧处理过程对环境条件的要求相对较高，需要合理的工艺控制和操作管理。
综上所述，废水厌氧生物处理是一种有效的废水处理技术，通过厌氧菌对有机废水进行降解，实现对废水污染物的去除。
深入研究废水厌氧生物处理原理与工艺将有助于改进处理技术，提高废水处理效果，同时也有助于开发可再生能源和实现资源化利用。
废水厌氧处理原理介绍
废水厌氧处理原理介绍
废水厌氧处理是一种常用的废水处理方法，通过利用厌氧微生物将有机废物进行降解。
其原理是在无氧的条件下，厌氧微生物通过发酵代谢将废水中的有机物质分解为更简单的有机物和气体。
废水厌氧处理的过程一般分为三个阶段：水解酸化阶段、乙酸酸化阶段和甲烷生成阶段。
在水解酸化阶段，厌氧微生物将复杂的有机废物分解为简单的有机酸、醇类物质和氨等。
这些产物可以作为后续阶段的底物。
在乙酸酸化阶段，厌氧微生物进一步将有机酸和醇类物质转化为乙酸，同时产生CO2和H2。
在甲烷生成阶段，乙酸酸化产物进一步被厌氧微生物转化为甲烷和二氧化碳。
甲烷是一种有价值的能源，可以被收集和利用。
废水厌氧处理的关键在于控制好反应系统的操作条件，如温度、PH值、厌氧微生物的浓度和营养物质的供给等。
此外，厌氧
反应器的设计也需要考虑废水的分解速率和废物物质的去除率等因素，以实现高效的废水处理。
总之，废水厌氧处理通过利用厌氧微生物分解有机废物，进而降解废水，达到净化废水的目的。
它是一种经济、高效的废水处理方法，对于有机废物含量较高的废水尤为适用。
厌氧污水处理
厌氧污水处理厌氧污水处理是一种常用的污水处理方法，主要用于处理含有高浓度有机物的废水。
本文将详细介绍厌氧污水处理的原理、工艺流程、设备选型以及处理效果等方面的内容。
1. 厌氧污水处理的原理厌氧污水处理是利用厌氧微生物在缺氧条件下分解有机物的过程。
厌氧微生物通过产生特定的酶，将有机物分解成低分子有机物、氨氮、硫化物等。
同时，厌氧微生物还能将硝酸盐、硫酸盐等还原成氮气、硫化氢等气体。
这一过程既能有效降解有机物，又能减少废水中的氮、磷等污染物。
2. 厌氧污水处理的工艺流程（1）预处理：将原始废水进行初步处理，去除大颗粒悬浮物、油脂等杂质，以保护后续处理设备的正常运行。
（2）均化：将预处理后的废水进行均化，使废水中的有机物浓度均匀分布，提高处理效果。
（3）厌氧消化池：将均化后的废水引入厌氧消化池，利用厌氧微生物分解有机物，产生甲烷等可燃气体。
（4）沉淀池：将厌氧消化池中产生的污泥和废水一起进入沉淀池，通过重力沉淀将污泥与废水分离。
（5）气体收集与利用：收集沉淀池中产生的甲烷等可燃气体，进行利用或燃烧，以减少对环境的污染。
（6）出水处理：将沉淀池中的清水进行进一步处理，去除残留的悬浮物、氮、磷等污染物，以达到排放标准。
3. 厌氧污水处理的设备选型（1）预处理设备：包括格栅机、砂沉池、油水分离器等，用于去除废水中的大颗粒悬浮物、油脂等杂质。
（2）厌氧消化池：通常采用封闭式钢筋混凝土结构，内部设置搅拌装置、进气装置等，以提供厌氧微生物所需的适宜环境。
（3）沉淀池：一般采用圆形或方形结构，内部设置污泥收集器、出水口等，以实现污泥与废水的分离。
（4）气体收集与利用设备：包括气体收集罩、气体储存罐、气体发电机组等，用于收集、储存和利用产生的可燃气体。
（5）出水处理设备：常用的设备包括曝气池、沉淀池、过滤器等，用于去除废水中的悬浮物、氮、磷等污染物。
4. 厌氧污水处理的处理效果厌氧污水处理能够有效降解有机物，并减少废水中的氮、磷等污染物。
厌氧污水处理
厌氧污水处理厌氧污水处理是一种有效的污水处理方法，通过在缺氧环境下利用厌氧菌降解有机物质，达到净化水质的目的。
本文将从厌氧污水处理的原理、应用领域、优点和挑战四个方面进行详细阐述。
一、厌氧污水处理的原理1.1 厌氧菌的作用：厌氧菌是能在缺氧环境下生存和繁殖的微生物，它们通过发酵代谢有机物质产生气体和有机酸，进而降解有机物。
1.2 厌氧反应过程：厌氧污水处理主要包括厌氧消化和厌氧氧化两个过程。
厌氧消化是指厌氧菌将有机物质分解为气体和有机酸，产生甲烷等有用产物；厌氧氧化是指厌氧菌将有机酸进一步氧化为二氧化碳和水。
1.3 反应器类型：常见的厌氧污水处理反应器有厌氧池、厌氧滤池和厌氧发酵罐等。
不同类型的反应器适用于不同的污水处理需求，可以选择合适的反应器来实现高效的厌氧污水处理。
二、厌氧污水处理的应用领域2.1 工业废水处理：厌氧污水处理在工业废水处理中得到广泛应用，特别是一些有机废水处理，如食品加工废水、造纸废水等。
厌氧处理能够高效降解有机物质，减少废水排放对环境的污染。
2.2 农村生活污水处理：厌氧污水处理技术也适用于农村地区的生活污水处理。
通过厌氧处理，可以有效降解有机物质，减少污水对土壤和水资源的污染，同时产生的甲烷等气体还可以用作能源。
2.3 垃圾渗滤液处理：厌氧污水处理技术还可以应用于垃圾渗滤液的处理。
厌氧菌可以降解渗滤液中的有机物质，减少渗滤液对土壤和地下水的污染。
三、厌氧污水处理的优点3.1 能源回收：厌氧污水处理过程中产生的甲烷等气体可以被收集利用，作为能源供应，降低了处理过程的能源消耗。
3.2 减少化学药剂使用：相比于传统的污水处理方法，厌氧污水处理过程中减少了对化学药剂的依赖，减少了化学药剂的使用量和处理成本。
3.3 适应性强：厌氧污水处理适应性强，能够处理各种类型的污水，包括高浓度有机物质的废水，具有较高的处理效率和稳定性。
四、厌氧污水处理的挑战4.1 运行条件要求高：厌氧污水处理对运行条件要求较高，包括温度、pH值、进水浓度等。
废水的厌氧生物处理(污水、污泥)
废水的厌氧生物处理(污水、污泥)废水的厌氧生物处理(污水、污泥)1. 引言废水处理是一项重要的环境保护任务，而其中的厌氧生物处理技术在去除废水中有机物的过程中起到了关键作用。
本文将介绍废水的厌氧生物处理技术，重点关注污水和污泥的处理过程。
2. 厌氧生物处理的原理厌氧生物处理是指在缺氧或无氧条件下，利用厌氧细菌将有机物降解为无机物的过程。
该过程分为三步：酸化、产气和甲烷化。
2.1 酸化在厌氧条件下，厌氧细菌将有机物分解为低分子有机物，如醇、酸和醛。
这些有机物反应性较高，可进一步参与产气和甲烷化反应。
2.2 产气酸化产生的低分子有机物经过厌氧发酵反应，进一步分解为二氧化碳、甲酸、乙酸、氢气、乙醇等可溶解气体和胞外多聚物。
其中，氢气和二氧化碳是产气的关键产物。
2.3 甲烷化产气过程中的氢气和二氧化碳被甲烷菌利用，通过甲烷发酵反应甲烷，产生水和二氧化碳。
“丙烷”和“丁烷”等较长链烷烃也可，但产率较低。
3. 废水的厌氧生物处理技术废水的厌氧生物处理技术主要包括厌氧池处理和厌氧滤池处理两种形式。
3.1 厌氧池处理厌氧池处理通常通过在封闭池中收集并处理废水，以便在无氧环境下进行厌氧生物降解过程。
该技术适用于有机物含量较高的废水处理，具有处理效果好、占地面积小等优点。
3.2 厌氧滤池处理厌氧滤池处理是通过在滤料上生长固定化的厌氧细菌来处理废水。
滤料中的微生物能够在滤料表面形成生物膜，提供了厌氧菌的附着点和底物供给。
这种处理方法适用于高悬浮物废水或高有机物浓度的处理。
4. 污泥的厌氧处理废水处理过程中产生的污泥也需要进行处理，以减少对环境的影响。
污泥厌氧处理主要有两种方法：厌氧消化和厌氧堆肥。
4.1 厌氧消化厌氧消化是将污泥在无氧条件下通过微生物降解，产生可用于生物肥料或能源的沼气和液体肥料。
厌氧消化可以有效地减少污泥的体积和质量，回收能源。
4.2 厌氧堆肥厌氧堆肥是将污泥与废弃物一起进行堆肥的过程。
通过堆肥过程中的厌氧发酵，可以降解有机物质，减少污泥的体积和对环境的影响。
水处理厌氧法
4
厌 氧 法 与 好 氧 法 相 比 的 优 点
2021/4/10
应用范围广 能耗低
3.厌氧法 的特点
负荷高
剩余污泥量少，且其浓缩性、脱水性良好 氮、磷营养需要量较少
有杀菌作用 污泥易贮存
5
启动和处理所需时间比好氧设备长
厌
2021/4/10
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C/N与新细胞合成量
氮浓度与处理量的关系
及产气量关系
2021/4/10
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8、有毒物质
包括有毒有机物、重金属离子和一 些阴离子等。对有机物来说，带醛 基、双键、氯取代基、苯环等结构， 往往具有抑制性。
有毒物质的最高容许浓度与处理系 统的运行方式、污泥驯化程度、废 水特性、操作控制条件等因素有关。
微生物量 (污泥浓度)、 营养比、
混合接触状况、 有机负荷等
2021/4/10
温度、 pH值、 氧化还原电位、 有毒物质等
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1、温度条件
温度主要影响微生物的生化反应速度，因而影响有机物 分解速率。 各类微生物适宜的温度范围是不同的，一般认为，产甲 烷菌的温度范围为5-60℃。在35℃和53℃上下可以分别 获得较高的消化效率。 据产甲烷菌适宜温度条件的不同，厌氧法可分为常温消 化（10－30℃）、中温消化（35－38℃）和高温消化 （50－55℃）三种类型。 温度的急剧变化和上下波动不利于厌氧消化作用。 温度的波动，不仅影响沼气产量，还影响沼气中甲烷的
单位时间内反 应器单位有效 容积所接纳的 有机物量，称 为容积负荷， 单位为kg/m3·d 或g/L·d。
单位时间内 反应器单位重 量污泥所接纳 的有机物量， 称为污泥负荷 ，单位为 kg/kg·d或g/g·d
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厌氧生化法与好氧化法相比的优缺点
优点： 既适用于高浓度废水，又适用于中低浓度废水 能耗低，厌氧法产生的沼气可作为能源 有机负荷高，厌氧法为2～10kgCOD/m3·d 剩余污泥量少，厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多 氮、磷营养需要量少：厌氧法的C:N:P为100:2.1:0.5 厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一些有机物进行降解 或部分降解 厌氧活性污泥可以长期贮存
主要细菌：互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌属、 暗杆菌属等
多数是严格厌氧菌或兼性厌氧菌
厌氧消化过程中的主要微生物
产甲烷菌 60年代Hungate开创了严格厌氧微生物培养技术 主要功能：将产氢产乙酸菌的产物——乙酸和
H利2进/C行O2转化为CH4和CO2，使厌氧消化过程得以顺 一 菌般可分为两大类：乙酸营养型和H2营养型产甲烷 乙酸营养型产甲烷菌的种类较少，只有产甲烷八叠
主要细菌：梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、双岐 杆菌属等；
水解过程较缓慢，并受多种因素影响（pH、细胞平 均停留时间等），有时会成为厌氧反应的限速步骤；
产酸反应的速率较快； 大多数是厌氧菌，也有大量是兼性厌氧菌 可以按功能来分：纤维素分解菌、半纤维素分解菌、
淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌等。
厌氧消化过程中的主要微生物
产氢产乙酸菌
主要功能：将各种高级脂肪酸和醇类氧化分解为乙 酸和H2；
主要反应：乙醇：CH 3CH 2OH H 2O CH 3COOH 2H 2 丙酸：CH3CH2COOH 2H 2O CH3COOH 3H2 CO2 丁酸：CH3CH2CH2COOH 2H2O 2CH3COOH 2H2 注意：上述反应只有在乙酸浓度很低，系统中氢分 压很低时才能顺利进行。
1、水解酸化阶段（产酸或酸化细菌）
碳水化合物、脂肪和蛋白质的水解酸化过程
2、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段
产氢产乙酸阶段
甲烷化阶段
厌氧生物处理的基本原理
水解酸化阶段 复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞外酶的作用下水解为小分 子、溶解性有机物，然后渗入细胞体内，分解产生挥发性有机酸、 醇类、醛类。这个阶段主要产生较高级脂肪酸
缺点： 反应过程较为复杂，厌氧微生物增殖缓慢，设备启动时间长 出水往往达不到排放标准，需要进一步处理 对温度、pH等环境因素较敏感
厌氧消化过程中的主要微生物
发酵细菌（产酸细菌） 主要功能：
水解——在胞外酶的作用下，将不溶性有机物水解成可溶 性有机物；
酸化——将可溶性大分子有机物转化为脂肪酸、醇类等；
厌氧生物处理的影响因素-营养
厌氧微生物对N、P等营养物质的要求略低 于好氧微生物，其要求COD：N：P = 200： 5：1；
多数厌氧菌不具有合成某些必要的维生素 或氨基酸的功能，所以有时需要投加：① K、Na、Ca等金属盐类；②微量元素Ni、 Co、Mo、Fe等；③有机微量物质：酵母 浸出膏、生物素、维生素等
球菌和产甲烷丝菌，但在厌氧反应器中，有70%左 右的甲烷是来自乙酸的氧化分解
厌氧生物处理的影响因素-温度
温度主要影响微生物的生 化反应速度，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
我国当前的水体污染物还主要是有机污染物以及营 养元素N、P的污染
目前的形势是：能源昂贵、土地价格剧增、剩余污 泥的处理费用也越来越高
厌氧工艺的突出优点是：①能将有机污染物转变成 沼气并加以利用；②运行能耗低；③有机负荷高， 占地面积少； ④污泥产量少，剩余污泥处理费用 低；等等
厌氧工艺的综合效益表现在环境、能源、生态三个 方面
废水厌氧生物处理工程
厌氧生物处理
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
厌氧生物处理阶段
厌氧生物处理是一个依靠三大主要类群的细菌完成的复杂 的微生物学过程。将厌氧消化过程划分为三个连续的阶段： 第一阶段为水解酸化阶段 第二阶段为产氢产乙酸阶段 第三阶段为产甲烷阶段
产氢产乙酸阶段 在产氢产乙酸细菌的作用下，第一阶段产生的各种有机酸被分解 转化成乙酸和H2，在降解奇数碳素有机酸时还形成CO2
产甲烷阶段 产甲烷细菌将乙酸、乙酸胺、CO2和H2等转化为甲烷。此过程由两 组生理上不同的产甲烷菌完成，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷， 另一组从乙酸或乙酸胺产生甲烷，前者约占总量的1/3，后者约占 2/3
厌氧生物处理
厌氧生物处理的方法和基本功能 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 甲烷发酵的目的是进一步降解有机物和 生产气体燃料
厌氧生物处理技术是我国水污染控制的 重要手段
我国高浓度有机工业废水排放量巨大，这些废水浓 度高、多含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白质、 纤维素等有机物
厌氧生物处理的影响因素-pH
产甲烷菌对pH值的变化敏感，其最适pH值范围 为6.8~7.2，在<6.5或>8.2时，产甲烷菌会受到严 重抑制 厌氧体系中的pH值受多种因素的影响：进水pH 值、进水水质（有机物浓度、有机物种类等）、 生化反应、酸碱平衡、气固液相间的溶解平衡等 如果有机物负荷太大，水解和产酸过程的生化 速率大大超过气化速率，将导致挥发性脂肪酸的 积累和pH值的下降，抑制甲烷细菌的生理机能。 最终使气化速率锐减，甚止停止
厌氧生物处理的影响因素-氧化还原电位
无氧环境是严格厌氧的产甲烷菌繁殖的最基本条件之一， 厌氧环境主要以体系中的氧化还原电位反映
产甲烷菌对氧和氧化剂非常敏感。产甲烷菌初始繁殖的 环境条件是氧化还原电位不能高于-330mV, 相当于 2.36×1056L水中有1mol氧
氧气和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