厌氧生物处理法、流程及动力学特征
第6章 厌氧生物处理
缺点：需增加沉淀池、污泥回流和脱气等设备。
3、常用的脱气方法
由于混合液中的污泥附着大量沼气微气泡，且污 泥在沉淀池中仍能产气，因此在沉淀池中进行固液分 离较困难，混合液在沉淀池前需要进行脱气处理。 (1)真空脱气：由消化池排出的混合液经真空脱气器（真空度
为0.005MPa），将污泥絮体上的气泡除去。
（四）厌氧生物滤池
1、厌氧生物滤池的结构：厌氧滤池，又称厌氧固定
膜反应器，是60年代末开发的新型高效厌氧处理装置。
滤池呈圆柱形，池内装放填料， 池底和池顶密封。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。厌氧生物滤池主 要由滤料、布水系统、沼气收集系统 等部分组成。
7、厌氧污泥的贮存时间长：有利于季节性或间隙性运
转。
厌氧生物处理的特点
（二）缺点
1、厌氧微生物增殖缓慢，因而厌氧生物处理的 启动和处理时间长。 2、厌氧分解不彻底，出水黑、臭，往往达不到 排放标准，故一般需要在厌氧处理后串联好 氧处理。 3、操作中的控制因素较为复杂和严格，对有毒 有害物质的影响也较敏感。
1、厌氧流化床的结构及工艺流程：见右下图。
反应器内添加固体颗粒载体(石英砂、无 烟煤、活性炭、陶粒和沸石等)，粒径 0.2~1mm。一般需要采用出水回流的方法使 载体颗粒在反应器内膨胀或形成流化状态。
膨胀床反应器：床体内载体略有松动，载
体间空隙增加但仍保持互相接触的反应器。
流化床反应器：上升流速增大到可以使载
1、UASB反应器的结构 UASB反应器是一种悬浮生长型的消化器，由反 应区（污泥床和悬浮污泥层）、沉淀区和气室组成。 反应器池形有 圆形、矩形，多用 钢结构或钢筋混凝 土结构。大型装置 高度一般为3～8m， 其中污泥床1～2m， 污泥悬浮层2～4m。
厌氧生物处理
厌氧生物处理厌氧生物处理是一种环保技术，它利用微生物的代谢活动将有机废弃物转化为可再利用的有机物、水及气体等。
厌氧微生物在无氧条件下进行，其代谢能力远高于好氧微生物，处理效率更高。
适用于大量有机物质的处理，而化学工艺只能在少量有机物质的情况下派上用场。
厌氧生物处理包括四个主要过程，即生物分解、溶解、酸化和产气。
这个过程始于一种叫做厌氧污泥的生物质。
厌氧污泥由一系列不同类型的厌氧微生物组成，包括菌类、古菌、甲烷菌和硫氧化细菌等。
这些微生物能够在无氧条件下将有机质转化为甲烷气体和二氧化碳等简单化合物，并且排出废物。
在厌氧生物处理中，污水首先通过一个预处理装置，如透平式格栅、排油池和沉淀池等前处理系统进行去除固体和油脂。
这一步骤有助于保证进入反应器中的污水符合有关要求。
污水进入反应器后，污泥中的微生物便益处。
厌氧微生物通过好氧微生物无法利用的各种有机物质，如蛋白质、脂肪、碳水化合物和醇类，产生乙酸、氢气、二氧化碳等物质。
再经过适当的处理，水及二氧化碳水平下降，而甲烷气体和水生成。
厌氧生物处理可以分为两类。
第一种类型是系统构造较为简单，处理效果较好。
第二种类型的系统比较复杂，但可以处理生物中难分解的物质。
这两种类型有各自的特点和优点，通常在对待具体种类的有机物质时需要加以权衡。
与好氧生物处理系统相比，厌氧生物处理系统具有许多优点。
首先是运营成本低。
因为反应器靠微生物进行处理，不需要机械设备，甚至不需要外部加热或通风。
其次厌氧生物处理系统对水流量的变化不敏感，对于处理不同质量的污水都有较好的性能。
以及效果更优，可以处理大量有机质质来源、难处理的特殊生物来源等。
但厌氧生物处理也有其缺点。
首先是处理效率受很多因素影响，例如厌氧池体积、反应温度、进水pH值等。
其次，它美观的外观、运行稳定等比较难以得到保证。
综合来说，厌氧生物处理是一个比较有效的环保处理技术。
它使用自然微生物处理废水，不需要大量的人工干预和供给外力，效率较高，花费较低。
厌氧生物处理工艺
厌氧生物处理工艺厌氧生物处理工艺是目前普遍应用于污水处理领域的一种可持续发展的技术。
其主要运用了厌氧微生物代谢作用，对有机质进行有效降解，达到净化水质的目的。
本文将从以下几个方面阐述关于厌氧生物处理工艺的相关知识。
一、工艺流程厌氧生物处理工艺主要包括预处理、进料、反应池、沉淀、出料等环节。
预处理阶段主要是将污水进行初步筛选、过滤，去除水中的大颗粒污染物。
进料与反应池则是本处理工艺的重要阶段，污水进入反应池后，进行厌氧微生物的生长代谢，通过不同的bacteria菌类在反应池中进行有机质降解。
沉淀阶段是将处理后的水进行固液分离，将污泥从水中分离。
最后，通过出料阶段，将净化后的水体进行排放。
二、优点厌氧生物处理工艺相比于其他处理手段，具有以下优点：（1）处理效果显著：该处理方法对于高浓度有机质污水的处理效果显著。
其降解效果与其他处理方式相比，化肥成本更低，同时也可提高污泥的容积负荷。
（2）技术成熟：与传统的污水处理方式相比，厌氧生物处理技术成熟且经济实用，可运用于各种规模的污水处理厂。
（3）经济环保性：厌氧生物处理工艺是一种环保型的技术，其处理过程没有使用化学物质，节约了化肥成本，同时也不会产生二次污染问题。
三、缺点尽管厌氧生物处理工艺在处理高浓度有机质污水方面效果显著，但也存在一些缺点。
（1）处理工艺较复杂，需要耗费一定的时间和成本。
（2）反应池温度和压力等主要处理参数的稳定性需要得到保证。
（3）反应池需要经常进行清理维护。
四、总结综上所述，厌氧生物处理工艺在污水处理技术中具有明显优势，在多领域得到了广泛应用。
尽管存在一些缺点，但随着技术的不断完善，厌氧生物处理工艺将会得到更广泛的应用。
以上就是本文对于厌氧生物处理工艺的阐述，希望能够对大家了解该技术的相关知识提供一些帮助。
厌氧生物处理法工艺流程
厌氧生物处理法工艺流程
《厌氧生物处理法工艺流程》
厌氧生物处理法是一种利用厌氧菌生物降解有机废水的技术，该技术具有处理效果好、能耗低、废渣少等优点，因此在工业废水处理中得到了广泛应用。
厌氧生物处理法工艺流程主要包括预处理、进料调节、进料反应、沉淀池处理等几个步骤。
首先是预处理，预处理是将原始废水通过格栅、破碎、混凝等工序进行预处理，去除废水中的大颗粒杂质和悬浮物，以保证进料水质的稳定和均匀。
接着是进料调节，进料调节是对预处理后的水进行流量、PH值、温度等参数的调节，保证进料水
的适宜性，提供有利于厌氧菌生长和降解的条件。
然后是进料反应，进料水通过调节后，进入厌氧生物反应器内，与厌氧菌接触并进行降解。
在反应器内，有机废水中的有机物经过厌氧菌的降解分解，产生沼气等有机物并释放出相应的能量，最终将有机物降解为水和二氧化碳。
最后是沉淀池处理，治理处理后的水进入沉淀池，进行沉淀分离处理，将水中的残渣和混凝物沉淀，从而实现废水的净化处理。
厌氧生物处理法工艺流程主要依靠厌氧菌的生物降解作用，对有机废水进行处理，相对于传统的物理化学方法，厌氧生物处理法具有处理效果好、能耗低、操作简单等优点，因此受到了工业废水处理行业的广泛关注和应用。
随着对环境保护和资源利用的重视，相信厌氧生物处理法在工业废水领域将会有更加广阔的发展前景。
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。
厌氧生物处理机理研究厌氧反应四个阶段
厌氧生物处理机理研究厌氧反应四个阶段一、概述厌氧生物处理技术在水处理行业中一直都受到环保工作者们的青睐，由于其具有良好的去除效果，更高的反应速率和对毒性物质更好的适应，更重要的是由于其相对好氧生物处理废水来说不需要为氧的传递提供大量的能耗，使得厌氧生物处理在水处理行业中应用十分广泛。
但由于总体反应式基于莫诺方程的厌氧处理受到低浓度废水Ks的限制，所以厌氧在处理低浓度废水方面没有太大的空间，可最近的一些报道和试验表明，厌氧如果提供合适的外部条件，在处理低浓度废水方面仍然有非常高的处理效果。
我们可以根据厌氧反应的原理加以动力学方程推导出厌氧生物处理低浓度废水尤其在处理生活污水方面的合适条件。
二、厌氧反应四个阶段一般来说，废水中复杂有机物物料比较多，通过厌氧分解分四个阶段加以降解：（1）水解阶段：高分子有机物由于其大分子体积，不能直接通过厌氧菌的细胞壁，需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。
废水中典型的有机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被分解成短肽和氨基酸。
分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分解。
（2）酸化阶段：上述的小分子有机物进入到细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA），同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生。
（3）产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。
（4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
这一阶段也是整个厌氧过程最为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。
再上述四个阶段中，有人认为第二个阶段和第三个阶段可以分为一个阶段，在这两个阶段的反应是在同一类细菌体类完成的。
前三个阶段的反应速度很快，如果用莫诺方程来模拟前三个阶段的反应速率的话，Ks（半速率常数）可以在50mg/l以下，μ可以达到5KgCOD/KgMLSS.d。
厌氧生物处理的限速步骤
厌氧生物处理的限速步骤厌氧生物处理是一种将有机废物转化为有用产物的处理方法，它利用厌氧微生物在无氧条件下降解有机废物，并产生沼气和有机肥料。
这种处理方法具有处理能力高、能源回收效益好等优点，在很多领域得到了广泛应用。
厌氧生物处理的限速步骤主要包括有机废物的预处理、微生物的附着与适应，以及废物碳源的降解过程。
首先，有机废物的预处理是厌氧生物处理的首要步骤之一、有机废物包括人类和动物的粪便、农业废弃物等，其中包含了不同的有机物质和杂质。
这些杂质可能会影响到微生物的附着和适应，同时也会使废物碳源的降解受到限制。
因此，对有机废物进行预处理是必不可少的。
预处理的方法包括物理方法（如粉碎、过滤等）、化学方法（如调节pH值、添加化学试剂等）和生物方法（如优化微生物的生长条件等）。
通过预处理可以将有机废物中的难降解物质分解为易降解物质，从而提高废物的降解效率。
其次，微生物的附着与适应是厌氧生物处理的关键步骤。
厌氧微生物是通过与有机废物中的可降解物质发生附着和代谢来完成废物的降解过程的。
在厌氧条件下，微生物通常以生物膜的方式附着在固体表面上，形成稳定的微生物团聚体。
这些微生物群体之间的合作降解有机废物，是厌氧生物处理的基础。
然而，微生物在附着和适应过程中，存在一定的适应周期，也就是所谓的“限速步骤”。
在这个步骤中，微生物需要适应新环境，建立起生物群体，并通过调节代谢来适应废物降解的需要。
这个过程需要一定的时间，也并非所有的微生物都能够成功附着和适应，从而影响到废物的降解速率。
综上所述，厌氧生物处理的限速步骤主要包括有机废物的预处理、微生物的附着与适应，以及废物碳源的降解过程。
通过优化这些步骤，可以提高厌氧生物处理的处理效率和能源回收效益。
《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：
厌氧生物处理法.
11.2 厌氧法的影响因素
四、负荷率
容积负荷率：反应器单位有效容积在单位时间内接纳的有机物量，单位为kg/m3· d或
g/L· d。有机物量可用COD.BOD.S和VSS表示。 污泥负荷率：反应器内单位重量的污泥在单位时间内接纳的有机物量，单位为 kg/kg· d 或g/g· d。 投配率：每天向单位有效容积投加的新料的体积，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。投配率有时也可用百分数表示，例如， 0.07m3/m3· d的投配率也可表示为7%。 确定厌氧消化装置的负荷率的原则是：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）。
第11章 厌氧生物处理法
11.1 厌氧法的基本原理
11.2 厌氧法的影响因素
11.3 厌氧法的工艺和设备
11.4 厌氧消化过程动力学
11.5 厌氧产气量计算
11.1 厌氧法的基本原理
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，对有机物进行生化降解的过程，称为厌氧生物处理法或厌氧 消化法。 若有机物的降解产物主要是有机酸，则此过程称为不完全的厌氧消 化，简称为酸发酵或酸化。若进一步将有机酸转化为以甲烷为主的生物 气，此全过程称为完全的厌氧消化，简称为甲烷发酵或沼气发酵。 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、动植物残体等。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。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。
第三章 厌氧生物处理技术
影响
精选2021版课件
厌氧微生物群体起主要作 用：发酵细菌水解不溶性 有机物，将可溶性大分子 有机物转化为脂肪酸或醇 类；产氢产乙酸细菌将挥 发性脂肪酸降解为乙酸和 氢；产甲烷菌利用乙酸产 生甲烷，少部分利用氢和 二氧化碳合成甲烷
36
续
项目
好氧处理
厌氧处理
应 城市污水、石油 城市污水处理厂污泥的稳定化处理，
1000～ 1500
Cd
150
K
2500～
精选2021版课件
26
酸碱度、pH值和消化液的缓冲作用
厌氧微生物的生命活动、物质代谢与pH有密切的关系， pH值的变化直接影响着消化过程和消化产物，不同的微生物 要求不同的pH值，过高或过低的pH对微生物是不利的，表 现在：
1．由于pH的变化引起微生物体表面的电荷变化，进而影响微 生物对营养物的吸收；
2．pH除了对微生物细胞有直接影响外，还可以促使有机化合 物的离子化作用，从而对微生物产生间接影响，因为多数非 离子状态化合物比离子状态化合物更容易渗入细胞；
3．pH强烈地影响酶的活性，酶只有在最适宜的pH值时才能发 挥最大活性，不适宜的pH值使酶的活性降低，进而影响微生 物细胞内的生物化学过程。
精选2021版课件
厌氧消化法、厌氧生物膜 法、厌氧塘法
1.活性污泥法
好氧呼吸细菌是降解的主力，原生
动物、后生动物影响出水水质，丝
状细菌、真菌异常生长会导致污泥
起主要作 膨胀
用微生物
2. 生物膜法
类群 好氧菌、兼性厌氧菌和厌氧菌均能
代谢降解有机物，真菌对废水净化
有作用，藻类能增加溶解氧浓度，
原生动物和后生动物对出水水质有
• 排出的混合液在沉 淀池中分离后回流 到反应器中
厌氧生物处理的三阶段四阶段理论
厌氧生物处理的三阶段四阶段理论厌氧生物处理的三阶段四阶段理论厌氧生物处理的基本原理:厌氧生物处理（Anaerobic Process）是在厌氧条件下,形成了厌氧微生物所需要的营养条件和环境条件,通过厌氧菌和兼性菌代谢作用，对有机物进行生化降解的过程。
厌氧处理基本生物过程:厌氧生物处理在早期被称为厌氧消化或厌氧发酵，指的是在厌氧条件下，在多种微生物（厌氧微生物、兼性微生物）的作用下，将有机物转化为甲烷和二氧化碳的过程。
由此可见，厌氧处理过程中产生的是一种气体，主要成分是甲烷和二氧化碳，也就是我们常说的沼气。
厌氧生物处理的基本生物过程有一个很明显的特点，就是其具有阶段性，根据不同的依据，可以分为两阶段、三阶段甚至四阶段。
两阶段理论:该理论认为有机物在厌氧条件下首先进行酸性发酵阶段（产酸阶段），然后进行碱性发酵阶段（产气阶段）。
产酸阶段的主要微生物为发酵细菌或产酸细菌，这些微生物生长快，适应性很强，对环境条件不是非常敏感。
会将有机物进行水解和酸化，产生脂肪酸、醇类、二氧化碳和氢气。
产气阶段的主要微生物为产甲烷细菌，其生长非常缓慢，生长倍增时间会达到几天，而且对于环境条件的变化非常敏感。
会将产酸阶段产生的中间产物转化为甲烷和二氧化碳。
两阶段理论，虽然形象且直接的描述了厌氧生物处理的过程，但是有学者发现，产甲烷细菌只能利用一些简单的有机物（比如甲酸、乙酸、甲醇、甲基胺类等）来产生甲烷，并不能利用两个碳以上的脂肪酸（乙酸除外）和醇类（甲醇除外）直接作为它的底物（参与生化反应的物质称为底物）。
还有一种“奥式产甲烷菌”，其实是由两种细菌组合而成，其中一种细菌将乙醇氧化为乙酸和氢气，另一种细菌则利用氢气和环境中的二氧化碳来产生甲烷。
、所以说，两阶段理论是存在一定局限性的，因此1979年，Bryant又提出了“三阶段理论”。
三阶段理论:该理论认为，除了产酸细菌和产甲烷细菌之外，还存在第三种细菌，称为产氢产乙酸细菌，三阶段的过程如下图所示：厌氧生物处理三阶段理论过程图.分为水解、发酵阶段（Ⅰ），产氢产乙酸阶段（Ⅱ）和产甲烷阶段（Ⅲ）。
厌氧生物处理流程
厌氧生物处理流程厌氧生物处理呢，就是在没有氧气的环境下，让那些微生物大展身手。
这微生物就像一群小小的魔法师，在厌氧的世界里搞出大动静。
一、厌氧生物处理的微生物“小伙伴”这里面有好多不同种类的微生物呢。
有产酸菌，它们就像是先头部队，把那些有机物先分解成一些比较简单的酸类物质。
这些产酸菌可活跃啦，就像一群调皮的孩子，看到有机物就扑上去，把它们拆得七零八落。
还有产甲烷菌，这可是非常重要的微生物哦。
产甲烷菌就像大工匠，把产酸菌分解出来的那些东西再进一步转化，最后产生甲烷。
不过产甲烷菌有点“娇贵”，它们对环境的要求比较严格呢。
比如说，pH 值要是不合适，它们就会变得懒洋洋的，不太想工作。
二、厌氧生物处理的场所——反应器。
那这些微生物在哪里工作呢？这就需要一个特殊的场所，也就是反应器啦。
反应器就像是微生物的小城堡。
有那种完全混合式的反应器，在这种反应器里呀，微生物和有机物就像在一个大派对里，大家混在一起，不停地相互作用。
还有上流式厌氧污泥床反应器，这就像是一个小高楼。
污水从下面往上流，微生物就在这个过程中对污水里的有机物进行处理。
在这个小高楼里，污泥就像是住在里面的居民，它们分层分布，各有各的作用。
底部的污泥比较密集，那里的微生物更多地进行初步的分解工作，而往上走，微生物的工作也在一步步深入，最后把有机物处理得差不多了。
三、厌氧生物处理的流程阶段。
厌氧生物处理大致有这么几个阶段。
水解阶段是第一步哦。
在这个阶段，那些大分子的有机物，像什么蛋白质、碳水化合物之类的，就被微生物分解成小分子的物质。
这就好比把一个大蛋糕切成小块块，这样后面的微生物就更容易处理啦。
然后就是酸化阶段，这个时候，那些小分子的物质就被转化成脂肪酸、醇类等物质。
这就像把切好的小蛋糕再加工一下，变成不同口味的小点心。
最后就是产甲烷阶段啦，前面那些小点心就被产甲烷菌变成甲烷气体。
这个甲烷气体可有用处呢，可以用来发电，就像是微生物给我们的一个小礼物。
厌氧生物处理法工艺流程
厌氧生物处理法工艺流程厌氧生物处理法（Anaerobic Biological Treatment）是一种常用的污水处理方法，适用于有机废水的处理。
该方法在缺氧的环境中利用厌氧微生物对有机物进行降解和转化，产生可利用的能源和无害的废物。
厌氧生物处理工艺流程可以分为四个主要的步骤：1. 预处理：原始废水首先需要经过预处理，去除大颗粒物质和沉淀物，以防止对后续处理设备和微生物的不利影响。
预处理可以通过筛网和沉砂池等物理方法进行。
2. 缺氧反应器：预处理后的废水被引入缺氧反应器，该反应器是厌氧微生物生长和代谢的主要环境。
厌氧微生物分解有机物质产生沼气，其中主要成分为甲烷和二氧化碳。
反应器内的厌氧微生物通过发酵和酸化作用将有机物分解成短链脂肪酸和氨基酸等中间产物。
3. 沼气收集和利用：产生的沼气可以通过收集系统进行收集和处理。
沼气中的甲烷可以用作燃料，发电或供应给其他需要能源的设备，而二氧化碳则可以通过适当的处理回收利用。
4. 沉淀池和沉淀池：厌氧反应器后的废物水和厌氧微生物一起被引入沉淀池和沉淀池。
在这些装置中，微生物会沉淀在底部形成污泥，而水则从顶部流出。
污泥可以作为农业肥料或通过其他方法处理和处置。
厌氧生物处理法具有许多优点。
首先，它能够有效地处理高浓度有机废水，降解有机物质并减少废物对环境的影响。
其次，产生的沼气可用作能源，减少了对传统能源的需求，同时还可以降低温室气体排放。
此外，相对于其他生物处理方法，厌氧生物处理工艺具有更低的能耗和操作成本。
然而，厌氧生物处理法也存在一些挑战。
首先，该方法对温度和pH等环境条件较为敏感，必须在一定范围内才能正常运行。
其次，处理效果可能受到一些抑制剂和毒物的影响，这需要进行适当的控制和监测。
总而言之，厌氧生物处理法是一种具有广泛应用前景的污水处理方法，能够有效降解有机废水，并产生可利用的能源。
在实际应用中，可以根据具体情况对工艺流程进行调整和优化，以提高处理效果和经济效益。
第三章--厌氧生物处理
第三章厌氧生物处理3.1基本概念厌氧生物处理的基本原理一、厌氧生物处理的基本生物过程及其特征——又称厌氧消化、厌氧发酵；——实际上，是指在厌氧条件下由多种〔厌氧或兼性〕微生物的共同作用下，使有机物分解并产生CH4和CO2的过程。
1、厌氧生物处理工艺的发展简史：①上述的厌氧过程广泛地存在于自然界中；②人类第一次利用厌氧消化处理废弃物，是始于1881年——Louis Mouras的“自动净化器”；③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〕；——长的HRT、低的处理效率、浓臭的气味等；④50、60年代，特别是70年代中后期，随着能源危机的加剧，人们对利用厌氧消化过程处理有机废水的研究得以强化，出现了一批被称为现代高速厌氧消化反应器的处理工艺，厌氧消化工艺开始大规模地应用于废水处理；——HRT大大缩短，有机负荷大大提高，处理效率也大大提高；——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；——HRT与SRT别离，SRT相对很长，HRT则可以较短，反应器内生物量很高。
⑤最近〔90年代以后〕，随着UASB反应器的广泛应用，在其基础上又发展起来了EGSB和IC反应器；——EGSB反应器可以在较低温度下处理低浓度的有机废水；——IC反应器则主要应用于处理高浓度有机废水，可以到达更高的有机负荷。
2、厌氧消化过程的基本生物过程①两阶段理论：——30~60年代，被普遍接受的是“两阶段理论”●第一阶段：发酵阶段，又称产酸阶段或酸性发酵阶段；——水解和酸化，产物主要是脂肪酸、醇类、CO2和H2等；——主要参与微生物统称为发酵细菌或产酸细菌；——其特点有：1〕生长快，2〕适应性〔温度、pH等〕强。
●第二阶段：产甲烷阶段，又称碱性发酵阶段；——产甲烷菌利用前一阶段的产物，并将其转化为CH4和CO2；——主要参与微生物统称为产甲烷菌；——其特点有：1〕生长慢；2〕对环境条件〔温度、pH、抑制物等〕非常敏感。
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第十章厌氧生物处理法本章重点：厌氧过程动力学20世纪70年代以来，由于城市的扩大和工业的迅速发展，有机废.如仍用需氧法处理则需要消耗大量的能量。
随着全球性能源问题的日益突出，在废水处理领域内，人们便逐渐对厌氧生物处理工艺产生了新的认识和估价。
厌氧生物处理法的主要优点有：能耗低；可回收生物能源(沼气)；每去除单位质量底物产生的微生物(污泥)量少；而且由于处理过程不需要氧，所以不受传氧能力的限制，因而具有较高的有机物负荷的潜力。
其缺点是处理后出水的COD、BOD值较高，水力停留时间较长并产生恶臭等。
§10.1 厌氧生物处理法的基本原理和流程1.基本原理可将有机物在厌氧条件下的降解过程分成三个反应阶段。
第一阶段是，废水中的溶性大分子有机物和不溶性有机物水解为溶性小分子有机物。
反应的第二阶段为产酸和脱氢阶段。
水解形成的溶性小分子有机物被产酸细菌作为碳源和能源，最终产生短链的挥发酸，如乙酸等。
在废水的厌氧生物处理过程中，有机物的真正稳定发生在反应的第三阶段，即产甲烷阶段。
产甲烷的反应由严格的专一性厌氧细菌来完成，这类细菌将产酸阶段产生的短链挥发酸(主要是乙酸)氧化成甲烷和二氧化碳。
图 10-1 厌氧处理的连续反应过程2.甲烷的产生与形成途径产甲烷阶段，又称碱性发酵阶段，这一阶段产甲烷菌利用前一阶段的产物，并将其转化为CH 4和CO 2，可能反应如下：4H 2+CO 2CH 4+2H 2O （10-1）4H 2+CH 3COOH 2CH 4+2H 2O （10-2） CH 3COOHCH 4+CO 2（10-3）因为氧化氢形成甲烷的细菌可从二氧化碳中获得碳源，所以这些细菌带有自养性，其生长速率很慢，虽然它们与分解乙酸的细菌在厌氧反应器中有共生关系，但其数量较少，在厌氧反应过程中，生成的甲院大部分来自乙酸的分解。
主要参与微生物统称为产甲烷菌； 其特点有：1）生长慢；2）对环境条件（温度、pH 、抑制物等）非常敏感。
3.基本流程不溶性有机物和大分子溶性有机物图10-3为废水厌氧处理的基本流程图，图中以虚线框标出厌氧处理单元，主要由六部分组成，简单说明如下：⑴厌氧反应器厌氧处理中的发生生物氧化反应的主体设备。
⑵促使反应器中主体液体与进水充分混合的设备或手段。
⑶保持反应器中主体液体达到所需温度的设备。
⑷pH值调节剂投加设备。
⑸沼气的排放、贮存和利用设备。
⑹废弃厌氧生物污泥的贮存和处理设备。
厌氧生物处理工艺的发展简史：①上述的厌氧过程广泛地存在于自然界中；②人类第一次利用厌氧消化处理废弃物，是始于1881年——Louis Mouras的“自动净化器”；③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）；——长的HRT、低的处理效率、浓臭的气味等；④50、60年代，特别是70年代中后期，随着能源危机的加剧，人们对利用厌氧消化过程处理有机废水的研究得以强化，出现了一批被称为现代高速厌氧消化反应器的处理工艺，厌氧消化工艺开始大规模地应用于废水处理；——HRT大大缩短，有机负荷大大提高，处理效率也大大提高；——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；——HRT与SRT分离，SRT相对很长，HRT则可以较短，反应器内生物量很高。
⑤最近（90年代以后），随着UASB反应器的广泛应用，在其基础上又发展起来了EGSB和IC反应器；——EGSB反应器可以在较低温度下处理低浓度的有机废水；——IC反应器则主要应用于处理高浓度有机废水，可以达到更高的有机负荷。
在厌氧反应器构型的开发研究过程中，可以认为，在消化池出现之前，人们主要集中于设法将废水中悬浮物的沉淀和污泥的厌氧发酵分开；而在消化池出现之后，则主要集中于将消化池中的水力停留时间和厌氧生物污泥的停留时间分开。
由于产甲烷细菌的增殖率很低，消化池不得不采用很长的水力停留时间，一般为10—25d，这就使池子的体积很大，而容积负荷很低。
为解决这一问题，近年来国内外进行了广泛的研究，出现了不少新的厌氧工艺和新型的厌氧反应器，其中包括：⑴两相厌氧法(two-phase anaerobic treatment process) 这种工艺也称两段(twostage)厌氧法，是根据产甲烷细菌与其它非产甲烷细菌在生长特性方面的差异建立起来的，如图10-4（a）。
①工艺流程与特点：这是70年代随着厌氧微生物学的研究不断深入应运而生的；着重于工艺流程的变革，而不是着重于反应器构造变革；在单相反应器中，存在着脂肪酸的产生与被利用之间的平衡，维持两类微生物之间的协调与平衡十分不易；两相厌氧消化工艺就是为了克服单相厌氧消化工艺的上述缺点而提出的；两个反应器中分别培养发酵细菌和产甲烷菌，并控制不同的运行参数，使其分别满足两类不同细菌的最适生长条件；反应器可以采用前述任一种反应器，二者可以相同也可以不同。
两相工艺最本质的特征是实现相的分离，方法主要有：①化学法：投加抑制剂或调整氧化还原电位，抑制产甲烷菌在产酸相中的生长；②物理法：采用选择性的半透明膜使进入两个反应器的基质有显著的差别，以实现相的分离；③动力学控制法：利用产酸菌和产甲烷菌在生长速率上的差异，控制两个反应器的水力停留时间，使产甲烷菌无法在产酸相中生长；实际上，很难做到相的完全分离。
主要优点：有机负荷比单相工艺明显提高；产甲烷相中的产甲烷菌活性得到提高，产气量增加；运行更加稳定，承受冲击负荷的能力较强；当废水中含有SO42-等抑制物质时，其对产甲烷菌的影响由于相的分离而减弱；对于复杂有机物（如纤维素等），可以提高其水解反应速率，因而提高了其厌氧消化的效果。
②应用情况Ⅰ荷兰：淀粉废水Ⅱ我国首都师范大学：豆制品废水Ⅲ其它⑵厌氧接触法(anaerobic contact process)这种工艺也称厌氧活性话泥法，像需氧活性污泥法那样，在消化池出水端设置污泥沉淀池，将沉淀的厌氧生物污泥回流入消化池中，以此来提高消化池中的污泥停留时间，如图10-4（b）；也可在消化池出水部位安装固体分离膜以提高污泥停留时间，如图10-4（c）。
与普通厌氧消化池相比，厌氧接触法的特点有：①污泥浓度高，一般为5~10 gVSS/l，抗冲击负荷能力强；②有机容积负荷高，中温时，COD负荷1~6 kgCOD/m3.d，去除率为70~80%；BOD负荷0.5~2.5 kgBOD/m3.d，去除率80~90%；③出水水质较好；④增加了沉淀池、污泥回流系统、真空脱气设备，流程较复杂；⑤适合于处理悬浮物和有机物浓度均很高的废水。
最大的问题是污泥的沉淀：●污泥上附着有小气泡；●污泥在二沉池中还有活性，还会产生气体，导致已下沉的污泥上浮。
改进措施：●真空脱气设备（真空度为500mmH2O）；●增加热交换器，使污泥骤冷，暂时抑制厌氧污泥的活性。
⑶生物膜反应器采用生物膜反应器提高污泥的停留时间及污泥浓度，这类反应器有厌氧填充床(anaerobic packed bed)、厌氧膨胀床/流化床(anaerobic expanded/fluidized bed)、厌氧生物转盘(anaetobic rotating)等,如图10—4(d)、(e)⑷上流式厌氧污泥床反应器(upflow anaerobic sludge blanket reactor)如图10—4(f)所示，这种反应器是在上流式厌氧填充休的基础上发展起来的。
附：表10-1 各类厌氧处理过程的技术性能技术指标传统消化池两相厌氧法上流式污泥床填充床膨胀床流化床厌氧接触法产酸相产甲烷相处理对象废水厂污泥工业废水工业废水工业废水工业废水工业废水工业废水运行温度/℃30~35 30~35 30~35 20~25 20~30 20~30 20~30 20~30 水力停留时间/h 10~25(d) 05~1.0 1.5~3.0 8~48 8~48 8~48 8~48 8~48 COD负荷Kg.m-3.d-11~6 60~90 10~20 5~15 1~6 1~20 1~20 1~6 COD去除率/% 80~95 80~85 70~90 70~95 70~95 70~95 65~90 回流比2~100 5~500流速(包括回流)m.h-10.05~0.30 0.01~0.1 2~10 6~20MLSS/kg.m-3 5~15 5~15 10~30 10~20 5~15§10-2 厌氧过程动力学厌氧过程动力学涉及底物的降解、微生物的生长和甲烷的生成等三个方面的关系式。
1.底物降解和微生物生长动力学厌氧处理过程中底物降解和微生物生长动力学都建立在Monod方程的基础上，这两个方面的动力学模型形式及其导出公式形式，与第八、九章需氧处理过程中同类型反应器的完全一样，只是动力学常数有些变动，如表10-2。
可以看出，与需氧处理过程比较，厌氧处理中的µmax一般小一至两个数量级，而K值一般则较大。
表10-2 厌氧过程动力学常数2.甲烷生成动力学在厌氧处理中，COD减小的途径主要是生成甲烷和微生物的细胞，其它途径有生成氢气、通过硫酸盐的还原生成硫化氢气体等。
目前通用COD、甲烷、微生物三者间的平衡，并根据化学计量学的方法来计算甲烷的生成量，甲烷的氧当量可按下式计算：CH4+2H2CO2+2H2O （10-4）式（10-4）表明1mol(16g)甲烷需2mol(64g)的氧，这相当于2mol(64g)的COD 生成1mol 甲烷。
在标准条件(0℃和0.1MPa)下，1mol 甲烷的体积为22.4L ，这样，1gCOD 在标准状态下可生成的甲烷体积为22.4/64=0.35L 。
如果令G 0为甲烷的产率系数，则在理论上G 0=0.35L/Gcod ，在非标准状态下的产率系数(G 0)Tp 可按Boyle-Charles 定律计算： pTp T G G OTp O 21028.11273)(-⨯=•= （10-5） 式中，T 为厌氧反应器中的热力学温度；P 为反应器室内的气压（单位Pa ）。
根据§7-4，每克干细菌完全氧化所需的单体氧为1.41g 。
利用一个类似于需氧处理中氧的摄入率计算公式（见式（8-40））形式来计算厌氧处理的甲烷生成率：()()()Y 41.11PTR 1028.1Y 41.11R G G 020T 0p-⨯=-=- (10-6) 式中，G 为甲烷的产率，单位L/d ；R 0为COD 的减少速率，单位为g/d ；Y 为产率系数，g 干细菌/gCOD 。
§10-3 厌氧活性污泥法厌氧活性污泥法是厌氧微生物在反应器中处于悬浮生长状态的生物处理方法，因此，必须有维持微生物处于悬浮状态的设备或手段，同时，由于微生物处于悬浮状态易于随出水流出反应器，必须特别注意采取能使气、液、固三相良好分离的措施，厌氧活性污泥法通常包括传统的消化池和厌氧接触法。