第六章厌氧生物处理
第1516讲厌氧生物处理
⑦ ⑧
2 ( C 3 ) 3 H S 3 H 2 O 3 C 4 H H 3 H C 2 H O 2 S
4 C 3 O H H 2 C 4 H H 2 O
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产甲烷菌有各种不同的形态，常见的有：①产甲烷杆菌； ②产甲烷球菌；③产甲烷八叠球菌；④产甲烷丝菌；等 等。
产甲烷菌都是严格厌氧细菌，要求氧化还原电位在150-400mv，氧和氧化剂对其有很强的毒害作用； 产甲烷菌的增殖速率很慢，繁殖世代时间长，可达46 天，因此，一般情况下产甲烷反应是厌氧消化的限速步 骤。
(3)负荷高 通常好氧法的有机容积负荷为2~4kgBOD/m3.d， 而厌氧法为2～10kg COD/m3.d，高的可达50kgCOD／ m3.d。
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(4)剩余污泥量少，且其浓缩性、脱水性良好 好氧法每去除 1kg COD将产生0.4~0.6 kg生物量，而厌氧法去除1kg COD只产生0.02~0.1kg 生物量，其剩余污泥量只有好氧法 的5％~20％。
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四、 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： ①K、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。
氧生物转盘等。
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（一）、厌氧消化池
厌氧消化池主要应用于处理城市污水厂的污泥，也可 应用于处理固体含量很高的有机废水；它的主要作用 是：① 将污泥中的一部分有机物转化为沼气；② 将 污泥中的一部分有机物转化成为稳定性良好的腐殖质； ③ 提高污泥的脱水性能；④ 使得污泥的体积减少1/2 以上；⑤ 使污泥中的致病微生物得到一定程度的灭活， 有利于污泥的进一步处理和利用。
第六章厌氧生物处理
（2）消化池的容积负荷较普通消化池高，中温消化时， 容积负荷较普通消化池高
一般为2～5kgCOD/(m3· d)， 水力停留时间 （3）水力停留时间比普通消化池大大缩短，如常温下， 大大缩短 普通消化池为15～30天，而接触法小于10天； （4）不仅可以处理溶解性有机污水，也可以用于处理 可以处理溶解性
物的分解作用，池底
部容积主要用于贮存 和浓缩污泥。 特点：消化速率低， 消化时间长，适用于
小型装臵。
单级浮动盖式消化池： 不设搅拌装臵，有分 层，顶部为浮渣层，
中间是清液和起厌氧
分解的活性层，底部 为熟污泥。 功能：挥发性有机物 的消化、熟污泥的浓
缩和贮存。
特点：能提供1/3的 贮存体积。
（2）二级消化工艺
UASB 反应器 EGSB反应器 厌氧塘
完全混合型 厌氧滤池 流化床-复合床
工业上应用的UASB装置
厌氧生物处理的运行管理（UASB）
UASB反应器良好运行的三个重要前提是：
1）反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥； 2）由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作 用； 3）设计合理的三相分离器，这使沉淀性能良好的污泥能 保留在反应器内。
升流式厌氧污泥床反应器的特点是：（1）反应器内污 泥浓度高，一般平均污泥浓度为30～40g/L，高的可达60～ 80g/L ；（2）有机负荷高，水力停留时间短，中温消化， COD容积负荷一般为10～20kgCOD/(m3· d)；（3）反应器内设 三相分离器，被沉淀区分离的污泥能自动回流到反应区，一
颗粒污泥来源：①原有的UASB反应器；②购买
厌氧生物处理(ppt文档)
厌氧消化的影响因素
甲烷发酵阶段是厌氧消化反应的控制阶段，因此厌氧 反应的各项影响因素也以对甲烷菌的影响因素为准。 • 温度因素 • 有机负荷 • 搅拌 • 营养比 • 氨氮 • 有毒物质 • 酸碱度、pH值
温度因素
• 厌氧消化中的微生物对温度的变化非常敏感，温度的突然 变化，对沼气产量有明显影响，温度突变超过一定范围时， 则会停止产气。
• 根据采用消化温度的高低，可以分为低温消化（20℃以 下）、中温消化（35℃左右）和高温消化（54℃左右）。
有机负荷
• 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。
第二阶段为产氢产乙酸阶段：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 ，和CO2。
第三阶段为产甲烷阶段：产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、 H2和 CO2转化为甲烷。此过程由两组生理上不同的产甲烷菌完成。
有机物厌氧分解产甲烷过程
（1）产酸细菌；（2）产氢产乙酸细菌；
（3）同型产乙酸细菌；
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，厌氧装置宜在中性或稍偏碱性的条件下运行，实测值 应在7.2-7.4之间为好。
第二节 厌氧处理的工艺构造及运行管理
一、厌氧处理的工艺构造
• 普通厌氧消化池 • 厌氧接触工艺 • 厌氧生物滤池 • 厌氧生物转盘 • 升流式厌氧污泥床（UASB） • 两相厌氧法 • 厌氧折流板式反应器
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)
厌氧生物处理工艺
第六章厌氧生物处理工艺第一节厌氧生物处理工艺的发展概况及特征一、厌氧生物处理工艺的发展简史实际上，厌氧生物过程广泛地存在于自然界中，但人类第一次有意识地利用厌氧生物过程来处理废弃物，则是在1881年由法国的Louis Mouras所发明的“自动净化器”开始的，随后人类开始较大规模地应用厌氧消化过程来处理城市污水（如化粪池、双层沉淀池等）和剩余污泥（如各种厌氧消化池等）。
这些厌氧反应器现在通称为“第一代厌氧生物反应器”，它们的共同特点是：①水力停留时间（HRT）很长，有时在污泥处理时，污泥消化池的HRT会长达90天，即使是目前在很多现代化城市污水处理厂内所采用的污泥消化池的HRT也还长达20~30天；②虽然HRT相当长，但处理效率仍十分低，处理效果还很不好；③具有浓臭的气味，因为在厌氧消化过程中原污泥中含有的有机氮或硫酸盐等会在厌氧条件下分别转化为氨氮或硫化氢，而它们都具有十分特别的臭味。
以上这些特点使得人们对于进一步开发和利用厌氧生物过程的兴趣大大降低，而且此时利用活性污泥法或生物膜法处理城市污水已经十分成功。
但是，当进入上世纪50、60年代，特别是70年代的中后期，随着世界范围的能源危机的加剧，人们对利用厌氧消化过程处理有机废水的研究得以强化，相继出现了一批被称为现代高速厌氧消化反应器的处理工艺，从此厌氧消化工艺开始大规模地应用于废水处理，真正成为一种可以与好氧生物处理工艺相提并论的废水生物处理工艺。
这些被称为现代高速厌氧消化反应器的厌氧生物处理工艺又被统一称为“第二代厌氧生物反应器”，它们的主要特点有：①HRT大大缩短，有机负荷大大提高，处理效率大大提高；②主要包括：厌氧接触法、厌氧滤池（AF）、上流式厌氧污泥床（UASB）反应器、厌氧流化床（AFB）、AAFEB、厌氧生物转盘（ARBC）和挡板式厌氧反应器等；③HRT与SRT分离，SRT相对很长，HRT则可以较短，反应器内生物量很高。
以上这些特点彻底改变了原来人们对厌氧生物过程的认识，因此其实际应用也越来越广泛。
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降解有机废水的生物处理技术。
厌氧生物处理的基本原理是在缺氧或无氧条件下，利用厌氧微生物对有机废水中的有机物进行降解，产生甲烷等气体和沼气，从而达到净化水质的目的。
首先，厌氧生物处理的基本原理是利用厌氧微生物。
厌氧微生物是一类能在缺氧或无氧条件下生存和繁殖的微生物，它们能够利用有机废水中的有机物作为碳源进行代谢活动。
这些厌氧微生物主要包括厌氧菌、产甲烷菌等。
其次，厌氧生物处理的基本原理是利用厌氧微生物对有机废水中的有机物进行降解。
在厌氧条件下，有机废水中的有机物经过厌氧微生物的作用，会被降解成简单的有机物、甲烷等气体和沼气。
这些产物对水质没有污染性，从而达到净化水质的目的。
最后，厌氧生物处理的基本原理是产生甲烷等气体和沼气。
在厌氧生物处理过程中，厌氧微生物降解有机废水中的有机物时，会产生大量的甲烷等气体和沼气。
这些气体可以被收集利用，既能减少污染物的排放，又能够转化成可再生能源，具有双重的环保和经
济效益。
总之，厌氧生物处理的基本原理是利用厌氧微生物对有机废水中的有机物进行降解，产生甲烷等气体和沼气，从而达到净化水质的目的。
这种生物处理技术在污水处理和有机废水处理中具有重要的应用价值，对于改善环境质量、减少污染物排放、提高资源利用率具有重要意义。
生物处理法-厌氧生物处理教程
9.3.4 上流式厌氧污泥床反应器 （Upflow Anoerobic Sludge Bed，UASB）
沼气
浮渣 污泥水 活性层
出 水
排泥
2) 特点
A：结构简单，造价低. B：一般在消化池内不设搅拌设备，因而池内 污泥有分层现象，仅一部分池容积起有机 物分解作用，池底部容积主要用于贮存和 浓缩污泥。污水与厌氧微生物的接触较差， 处理效率低，污水停留时间短，一般作为 预处理。 D: 温度不均匀，消化效率低
9.3.4 上流式厌氧污泥床反应器 （Upflow Anoerobic Sludge Bed，UASB）
1）结构
荷兰的G. Lettnga 等人在 70年代 初研制 开发的
三相分离器
沉淀区
B) 污泥悬浮层 污泥悬浮层位于USAB床的中部。它占整个反 应器容积的70％左右，其中的污泥浓度低于污 泥层，通常为15－30mg/l, 由高度絮凝的污泥 组成，一般为非颗粒状污泥，其沉速要明显小 于颗粒污泥的沉速，污泥容积指数一般为30－ 40ml/g之间，靠来自污泥床中上升的气泡使此 悬浮层得到良好的混合。它担负着整个USAB 反应器有机物降解量的10－30％。
真空脱气器 进 水
回流污泥
剩余污泥
6.4.3.3 厌氧滤池 (教材上第二代）
为了在厌氧反应器中维持较多的生物，为了防 止已生成的微生物随水流走，有人研制了厌氧 滤池。这种滤池中填满了不同种类的填料，与 一般的好氧生物滤池相同。整个填料浸没在水 中，顶部密封，一般是从底部进水，顶部出水。 由于厌氧微生物附着在填料表面，不随水流走， 细胞的平均停留时间（污泥龄）可长达100天左 右。
9.3.4 上流式厌氧污泥床反应器 （Upflow Anoerobic Sludge Bed，UASB）
厌氧生物处理技术基本原理
厌氧生物处理技术基本原理厌氧生物处理技术是一种利用厌氧菌降解有机废物的生物处理技术。
它通过在缺氧条件下，利用厌氧菌将有机物质降解成更简单的无害物质，从而实现废物的处理和资源化利用。
厌氧生物处理技术已经在污水处理、有机废物处理和生物能源生产中得到广泛应用。
该技术的基本原理是通过一系列生物化学反应来降解有机物质，最终将其转化为甲烷、二氧化碳、水和微生物体。
在厌氧条件下，厌氧菌会利用有机物质作为碳源，进行氧化还原反应，产生甲烷和二氧化碳，并释放能量维持自身的生长和代谢。
这个过程主要包括有机物质的水解、酸化、产氢、乙酸化和甲烷发酵等多个步骤。
首先，有机物质进入厌氧生物反应器后，会被一些特定的厌氧菌降解成简单的有机物质和无机物质。
在这个过程中，有机物质将被水解成糖类、脂肪酸、蛋白质等简单的有机物质。
随后，这些有机物质将被厌氧菌进行酸化反应，产生一些低分子量的有机酸，如乙酸、丙酸、丁酸等。
接着，这些有机酸将被更特定的厌氧菌通过产氢和乙酸化反应转化成氢气、二氧化碳和乙醇等物质。
而进一步，这些产生的一系列简单有机物质将继续被其他特定的厌氧菌利用，通过甲烷发酵反应转化为甲烷和二氧化碳。
最终，这些有机物质将被完全转化成甲烷、二氧化碳、水和微生物体。
厌氧生物处理技术有一系列明显的优势。
首先，厌氧生物处理系统处理过程中不需要供氧，因此可以节省大量的能源，比传统的好氧生物处理技术更加节能环保。
另外，厌氧生物处理技术还可以处理高浓度有机废水和高固体废物，对废水处理和有机废物处理过程中的异味和噪声产生较小的影响。
此外，通过厌氧生物处理技术产生的甲烷可以作为一种可再生能源利用，并能够减少温室气体的排放。
然而，厌氧生物处理技术也存在一些挑战。
首先，厌氧生物处理技术的反应速率通常较慢，处理效率较低，需要较长的处理时间。
另外，厌氧生物处理技术的操作和维护成本较高，需要一定的专业知识和技术支持。
此外，在实际应用中，厌氧生物处理技术对于废物的适用范围和废物特性有一定的要求，不同种类的废物要求不同的处理条件和操作方式。
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》PPT课件 (2)讲解学习
铁呼吸
氧化还原电位
O2 H 2O NO3－ NO2－ N2 SO2-4 S2－ (HS－ 、H2S) S0 S2－
CO2、HCO3－ CH3COOCO2 、 HCO3－、 CH4
Fe3+ Fe2+
4、 厌氧生物处理原理 4.2 厌氧处理过程及微生物：
美国微生物学会采用Eh来厌氧和好氧过程: （1980年）：
CH3-COO-、 HCOO-、 CH3OH、 CH3-NH2-、 (CH3)2NH、(CH3)3-N、CO、 CO2、
(4)产甲烷菌的特殊酶系统：
CH3COOH
CO2
CH3OH
甲基辅酶 M 甲基还原酶（F420)
CH4
（5）氧化还原电位Eh： < -330 mv
（6）营养物质 氮源：利用氨态氮 生长因子：10种水溶性微生物 微量元素：Ni、Co、Fe
微生物氧化：
C5H7O2N + 5O2 → 5CO2- + 2H2O + NH3
113
160
O2/微生物 ＝ 160 / 113 = 1.42 （kg BODu /kg 微生物）
VCH4 ＝0.35（Q·Sr — 1.42ΔX）×10-3 (m3/d SPT)
甲烷氧化：
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
好氧： － 50～＋300mv 兼性厌氧：－420～＋300mv 专性厌氧：－420～－150mv
4.2 厌氧处理过程及微生物： 厌氧生物处理过程：
上世纪三十年代人们的认识：两阶段
4.2 厌氧处理过程及微生物： 厌氧生物处理过程：
上世纪七十年代人们的认识：三阶段
4.2 厌氧处理过程及微生物： 厌氧微生物：
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
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。
厌氧生物处理的基本原理是什么
厌氧生物处理的基本原理是什么厌氧生物处理是一种利用厌氧微生物降解有机废物的处理技术。
与传统的好氧生物处理相比，厌氧生物处理具有一些独特的优势，例如能够高效处理高浓度、高强度的有机废物，产生的副产物可以用作能源或肥料，以及低能耗等。
以下是厌氧生物处理的基本原理。
厌氧生物处理的基本原理是在无氧条件下利用厌氧微生物（包括细菌、古菌、真菌等）降解有机废物。
这些微生物可以在缺氧环境中生存和繁殖，并利用废物中的有机物作为能源进行生长。
在厌氧生物处理过程中，有机废物首先进入处理系统，通常称为厌氧反应器。
厌氧反应器设计成密封的系统，以确保无氧环境维持稳定。
当有机废物进入厌氧反应器后，厌氧微生物将开始降解废物。
这个过程涉及到三个主要的阶段：好氧解聚、酸化乙酸化和甲烷发酵。
在好氧解聚阶段，微生物首先降解废物中的易降解有机物，例如蛋白质、糖类和脂肪。
这些有机物被微生物分解为较小的有机物分子，例如氨基酸、糖醛酸和脂肪酸。
这个过程产生了一些中间产物，例如氨氮和挥发性脂肪酸。
在酸化乙酸化阶段，挥发性脂肪酸被厌氧微生物进一步代谢为乙酸、丙酸和丁酸等短链挥发性脂肪酸。
这些短链挥发性脂肪酸作为微生物的有机碳源进一步降解。
在甲烷发酵阶段，乙酸、丙酸和丁酸等短链挥发性脂肪酸通过厌氧微生物的共同代谢途径被转化为甲烷和二氧化碳。
这个过程称为甲烷发酵，产生的甲烷可用作能源或燃料。
厌氧生物处理过程中，微生物种类和数量的选择对处理效果至关重要。
厌氧微生物种群通常比好氧微生物种群更复杂多样，能够降解更广泛的有机物。
在厌氧反应器中保持适当的微生物种群组成和活性是确保处理系统高效运行的关键。
此外，厌氧生物处理过程还涉及到温度、Ph值、有机负载和水力负荷等操作参数的控制。
这些操作参数的优化可以提高有机废物降解效率和甲烷产量。
综上所述，厌氧生物处理是一种利用厌氧微生物降解有机废物的处理技术。
其基本原理包括好氧解聚、酸化乙酸化和甲烷发酵阶段。
通过控制微生物组成和活性，以及调节操作参数，可以实现高效的有机废物降解和甲烷产生。
第六章厌氧生物处理ppt
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上述三个阶段的反应速度依废水的性质而异：含纤维素、 半纤维素等污染物为主的废水中，水解反应易成为限速步 骤；而糖类、淀粉等污染物，产甲烷易成为限速步骤。 2.厌氧微生物处理影响因素 温度
pH 有毒物质 营养物质的配比 搅拌
（三）厌氧生物处理的特点 厌氧生物法与好氧生物法相比具有：
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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。
6厌氧生物处理
好氧生物降解 厌氧生物降解
好氧微生物(较简) 厌氧微生物(复杂)
快
慢
碳降解 氨降解
碳降解
适当的溶解氧
无溶解氧
常温
常温-中温-高温
适应范围宽
适应范围较窄
100:5:1
200:5:1
H2O CO2 较低
CH4 H2O CO2 较高
较高
较低 回收能源
几种典型的厌氧反应器示意图p501
（四）厌氧生物处理工艺的应用现状
（三）4 阶段理论 1）水解和发酵阶段
在该阶段，复杂有机物在厌氧菌胞外酶的作用下， 首先被分解为简单有机物，如纤维素经过水解转 化为简单的糖类；蛋白质转化为简单的氨基酸； 脂肪类转化为脂肪酸和甘油；（水解） 然后，这些简单有机物在产酸菌的作用下经厌氧 发酵和氧化转化为乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和 醇类等。 参与这个阶段的水解发酵细菌主要是厌氧菌和 兼性厌氧菌。
六 厌氧生物处理
第一节 概述
第二节 厌氧生物处理基本原理
第三节 厌氧微生物生态学
第四节 早期厌氧反应器 第五节 厌氧消化池
第六节 现代高速厌氧生物反应器 第七节 厌氧生物处理工艺的运行管理
厌氧生物处理传统上用于污泥的稳定处理， 利于厌氧微生物，将有机物转化为甲烷、 二氧化碳的过程，也称厌氧消化或污泥消 化。
厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的某 些有机物进行降解或部分降解；
主要缺点：
反应过程较为复杂——厌氧消化是由多种不同性质、不同功能的 微生物协同工作的一个连续的微生物过程；
对温度、pH等环境因素较敏感；
出水水质较差，需进一步利用好氧法进行处理；
气味较大；含有SO4的废水会产生硫化物和气味； 为增加反应器内生物量，启动时间长（约数月）； 出水有机物浓度高，某些情况下出水水质不能满足排放到地表水
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（4）消化池的加热方法
池外预热法：新鲜污泥预先加热后，投配到消化池中。
优点：预热污泥数量较少，易于控制，预热达到的温度 较高，有利于杀灭寄生虫卵，提高卫生条件，不会使甲 烷菌受到过热的影响。 缺点：加热设备比较复杂。
A.反应区：反应器底部是浓 度较高的污泥层，称污泥床， 在污泥床上部是浓度较低的 悬浮污泥层，通常把污泥层 和悬浮层称为反应区。 B.沉降区：在反应区上部设 有气、液、固三相分离器， 三相分离器周围就是沉降区。 C.气室：最顶部污水没有的 空间就是气室，进行沼气的 暂时储存和收集。
反应过程：废水从污泥床底部进入， 与污泥床中的污泥进行混合接触，微 生物分解废水中的有机物产生沼气， 微小沼气泡在上升过程中，不断合并 逐渐形成较大的气泡。由于气泡上升 产生较强烈的搅动，在污泥床上部形 成悬浮污泥层。气、水、泥的混合液 上升至三相分离器内，沼气气泡碰到 分离器下部的反射板时，折向气室而 被有效地分离排出；污泥和水则经孔 道进入三相分离器的沉淀区，在重力 作用下，水和泥分离，上清液从沉淀 区上部排出，沉淀区下部的污泥沿着 斜壁返回到反应区内。
但反应器内有短流现象，影响处理能力；进水中的悬浮 物应比普通消化池低得多，特别是难消化的有机物固体不宜
太高；运行启动时间长，对水质变化比较敏感。
全世界有几千座UASB反应器，占所有厌氧反应器总 数的64%，应用最为广泛。
UASB 反应器 EGSB反应器 厌氧塘
完全混合型 厌氧滤池 流化床-复合床
工业上应用的UASB装置
•使用污泥的比产甲烷活性作为参考，使反应器负荷不至于超过 污泥的最大降解能力。
•当HRT达到大约5d时，开始降低稀释用水量；在HRT小于20h 时，对于COD浓度小于15g/L的废水，稀释不再是必需的了；如
UASB反应器的二次启动
UASB反应器的二次启动是指直接采用颗粒污泥 作为种泥来启动一个UASB反应器的过程。新启动的 反应器在选择种泥时应尽量使种泥的原处理废水种 类与拟处理的废水种类一致，废水种类与性质越接 近，驯化所需的时间就越少，从而大大缩短启动时 间。此外，不同温度范围的种泥也会延长启动时间。 二次启动进液浓度在开始时一般与初次启动相当， 但可以相对迅速的增大进液浓度，增大负荷。
厌氧生物处理的运行管理（UASB）
UASB反应器良好运行的三个重要前提是：
1）反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥； 2）由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作 用； 3）设计合理的三相分离器，这使沉淀性能良好的污泥能 保留在反应器内。
UASB反应器的初次启动
UASB反应器启动的目标和启动成功的标志是 颗粒污泥化。
升流式厌氧污泥床反应器的特点是：（1）反应器内污泥 浓度高，一般平均污泥浓度为30～40g/L，高的可达60～ 80g/L ；（2）有机负荷高，水力停留时间短，中温消化， COD容积负荷一般为10～20kgCOD/(m3·d)；（3）反应器 内设三相分离器，被沉淀区分离的污泥能自动回流到反应区， 一般无污泥回流设备；（4）无混合搅拌设备。投产运行正 常后，利用本身产生的沼气和进水来搅动；（5）污泥床内 不填载体，节省造价及避免堵塞问题。
布水系统（进水配水系统）
布水系统兼有均匀配水和水力搅拌作用，使进水与污泥充分接 触，最大限度地利用反应器内的厌氧污泥，防止进水在通过污泥 层时出现沟流和死角。布水系统设计包括了进水方式的选择和布 水点的布置，其合理设计对于反应器的良好运行至关重要。
树枝管式配水系统
穿孔管式配水系统
多点多管配水系统
UASB应用于高浓度有机废水处理时的允许容积负荷
3、应用
二、厌氧滤池
又称厌氧固定膜反应器，滤池呈圆柱形，池内装有填 料，浸没于水中，池顶密封。还有布水系统和沼气收集 系统。
厌氧微生物附着于填料的表面生长，当废水通过填料 层时，在填料表面的厌氧生物膜作用下，废水中的有机 物被降解并产生沼气，沼气从池顶部排出。滤池中的生 物膜不断地进行新陈代谢，脱落的生物膜随出水流出池 外。
1.为什么说产甲烷阶段是控制整个厌氧消化的关键？
2.有哪些因素影响了厌氧消化的效率？
6.3 污水的厌氧消化
一、厌氧接触法
为克服普通消化池不能 持留或补充厌氧活性污泥 的缺点，在消化池后设沉 淀池，将沉淀污泥回流至 消化池，形成了厌氧接触 法，其工艺流程如右图所 示。该系统既使污泥不流 失、出水水质稳定，又可 提高消化池内污泥浓度， 从而提高设备的有机负荷 和处理效率。
排泥：排泥管设在池底，出泥口布置在池底中央或在池 底分散数处，排空管可和出泥管合并使用。
溢流装置：沼气压缩，气压增加甚至可能压破池顶盖。 形式：倒虹管式、大气压式、水封式。
（3）沼气的收集与贮存设备 产气量和用气量不平衡，贮气柜来调节。 贮气柜有低压浮盖式、高压球形罐。
（4）消化池的加热方法
方法：池内蒸汽直接加热、池外预热
UASB初次启动的要点
不能追求反应器的处理效率、产气率的改进 对启动初期的 和出水的质量等，初期目标是是反应器逐渐 目标应明确 进入工作状态，即菌种的活化过程。
启
进液的浓度
废水浓度低于5000mgCOD/L时，不用稀释直 接进液。
动
的 要
负荷增加的 以出水VFA浓度来确定负荷增加，出水VFA浓 操作方法 度过高意味着甲烷菌活力不够或环境因素使
单级浮动盖式消化池： 不设搅拌装置，有分 层，顶部为浮渣层， 中间是清液和起厌氧 分解的活性层，底部 为熟污泥。 功能：挥发性有机物 的消化、熟污泥的浓 缩和贮存。 特点：能提供1/3的 贮存体积。
（2）二级消化工艺 一级消化池：有机物的分解；二级消化池：污泥浓缩。
2、消化池的构造 主体：集气罩、池盖、池体、下椎体
反应器负荷2~5kgCOD/(m3·d) 洗出量增大，大多为絮状污泥，洗出原因 主要是产气和上流速度增加引起污泥床的 膨胀。颗粒污泥从反应器底部开始形成。 这阶段末期，污泥洗出由于颗粒污泥形成 而减少。
反应器负荷大于5kgCOD/(m3·d)
絮状污泥迅速减少，颗粒污泥加速形成使 得反应器大部分被颗粒污泥所充满，此时 反应器最大负荷可超过50kgCOD/(m3·d)。
点
甲烷菌活力下降而导致VFA利用不充分；低于
3mmol/L认为反应器运行状态良好。
启动前应了 主要是针对工业废水，其种类非常多，成分 解废水特征 复杂。
当负荷上升2kgCOD/(m3·d)后促进颗粒污泥形成的启动操作要 点•：出水VFA一旦低于3mmol/L即增加反应器负荷。
•使细小分散的污泥洗出，不回流。
6.2 污泥的厌氧消化
处理对象：初次沉淀污泥、腐殖污泥、剩余活性污泥。
构筑物：消化池、化粪池、双层沉淀池、沼气池
分类 定容式、动容式
人工 小型、中型、大型 低温、中温、高温 一级、二级
自然
1、消化工艺
（1）一级消化工艺
传统消化池：消化和 浓缩在单个池内同时 完成。不设搅拌设备， 污泥有分层现象，仅 一部分池容积起有机 物的分解作用，池底 部容积主要用于贮存 和浓缩污泥。 特点：消化速率低， 消化时间长，适用于 小型装置。
甲烷菌的最适PH值范围是
；
厌氧消化的碳氮磷比应控制在
为宜。
3.厌氧消化的主要构筑物有 、 、 、 。
4.二级消化工艺中，一级消化池起
作用，
二级消化池起
作用。
5.消化池的主体包括有 、 、 、 。
6.溢流装置常用形式有 、 、 。
7.消化池的加热方法有 、 。
8.消化池的搅拌方法有 、 、 。
三、简答题
UASB反应器初次启动通常指对一个新建的 UASB系统以未经驯化的非颗粒污泥接种，使反应 器达到设计负荷和有机物去除效率的过程。通常 这一过程伴随着污泥颗粒化的完成，因此也称为 污泥的颗粒化。
UASB初次启动的过程
分 三 个 阶 段
划分依 据为反 应器负 荷大小
启动的初期 启动的中期 启动的后期
反应器负荷低于2kgCOD/(m3·d) 洗出的污泥仅限于种泥中非常细小的分散 污泥，洗出原因主要是水的上流数度和逐 渐产生的少量沼气。
1、厌氧接触法的特点：
（1）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,耐冲冲击击能能力力强强； （2）消化池的容积负荷较普通消化池高，中温消化时， 一般为2～5kgCOD/(m3·d)， （3）水水力力停停留留时时间间比普通消化池大大缩短，如常温下， 普通消化池为15～30天，而接触法小于10天； （4）不仅可可以以处处理理溶溶解解性性有机污水，也可以用于处理 悬浮较高的高浓度有有机机污污水水； （5）混合液经沉淀后，出水水质好 ，但需增加沉淀池、 污泥回流和脱气等设备。厌氧接触法还存在混合液难于在 沉淀池中进行固液分离的缺点。
分类：热交换器预热、投配池内预热。
（4）消化池的加热方法 分类：热交换器预热、投配池内预热。
（4）消化池的加热方法 分类：热交换器预热、投配池内预热。
（5）消化池的搅拌方法 方法：泵加水射器搅拌、沼气搅拌、联合搅拌
一、名词解释：污泥投配率
二、填空题
1.厌氧消化三阶段： 、 、
。
2.厌氧中温消化最适温度是 ；
2、问题及解决方法 污泥中有气泡，继续产气。 （1）真空脱气，由消化池排出的混合液经真空脱 气器，将污泥絮体上的气泡除去，改善污泥的沉 淀性能； （2）热交换器急冷法，将从消化池排出的混合液 进行急速冷却，如中温消化液35℃冷到15～25℃， 可以控制污泥继续产气，使厌氧污泥有效地沉淀； （3）絮凝沉淀，向混合液中投加絮凝剂，使厌氧 污泥易凝聚成大颗粒，加速沉降； （4）用超滤器代替沉淀池，以改善固液分高效果。