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
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。③负荷高，相对来说厌氧法的反应容积较较好氧法为小。
（2）厌氧法的主要缺点：①处理程度往往达不到排放标准，常需好氧法或其他处理法补充，才能达到排放标准；②厌氧生物处理技术，不能除磷；③厌氧生物处理的启动与处理时间较好氧法长。④厌氧生物处理技术，在处理高、低浓度的有机废水时，生产运行经验及理论研究，尚欠成熟。
3厌氧生物处理工艺
3.1厌氧接触工艺
厌氧接触工艺是在一个厌氧的完全混合反应器基础上增加了污泥分离和回流装置。从完全混合式反应器中排出的混合液首先在沉淀池中进行固液分离，可以采用沉淀池或气浮处理装置进行处置。污水从沉淀池上部排出，沉淀下的污泥回流至消化池，这样做既可保证污泥不流失，又可提高消化池内的污泥浓度，从而在一定程度上提高设备的有机负荷率和处理效率。
厌氧接触法的主要优点：
适用于处理以溶解性有机物为主的高浓度有机废水。由于具有污泥回流及搅拌混合设备，消化池内混合均匀，可降解部分难生物降解的有机化合物，处理水质好。便于人工控制。
厌氧接触法的主要缺点：
由于消化污泥颗粒细小，并夹带有沼气气泡，沉淀池难以完成良好的固液分离。故需设气体分离器；启动时间长，不宜处理季节性废水；消化时间较短，耐冲击负荷能力低。
3.2厌氧生物滤池(AF)
厌氧生物滤池是一种淹没式的固定填料生物膜法。废水自下而上，或自上而下地通过固定填料床。前者称为升流式厌氧生物滤池、后者称降流式厌氧生物滤池。
上流式属于推流式工艺；而降流式厌氧生物滤池由于水流下向流动、沼气上升以及填料空隙间的悬浮污泥的存在，混合情况良好，属于完全混合工艺。
厌氧生物滤池适用于含悬浮可降解有机物较高的废水。适用COD浓度范围为1000～20000mg/L。为了避免堵塞，可回流部分处理水。该工艺简单方便，产生的污泥量很少。
3.3升流式厌氧污泥床（UASB）
UASB工艺是在上流式厌氧生物膜法的基础上发展而成。上流式厌氧生物膜法的填料容易造成堵塞。在取消了填料层后，运行发现在反应器的相应部位，形成一层厌氧活性污泥层，成为截留，吸附与降解有机物的主要部位。后来改进为在反应器的上部增加找企业提污泥分离的三相分离器。使经厌氧消化处理后的废水、产生的沼气以及艳阳活性污泥有效分离，完成废水外派、沼气收集并输出、沉淀下来的活性污泥直接回落至反应区。够成了完整的UASB反应器。
UASB反应器主要由下列几部分构成。
①进水陪水系统。
②反应区。包括污泥床区和污泥悬浮层悬浮层区。
③三相分离器。由沉淀区、回流缝和气封组成。
④出水系统。其作用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。
⑥浮渣清除系统
UASB反应器的断面形状一般为圆形或矩形。反应器常为刚结构或钢筋混凝土结构。当采用钢结构时，常采用圆形断面；当采用钢筋混凝土结构时，常用矩形断面。由于三相分离器的结果要求，采用矩形断面便于设计和施工。
UASB反应器的优点：
①有机负荷居第二代反应器之首，水力负荷能满足要求
②污泥颗粒化后使反应器对不利条件的抗性增强，而且颗粒污泥直接接种可以快速启动反应器。
③在反应器上部设置的气、液、三相分离器，对沉淀良好的污泥或颗粒污泥避免了附设沉淀分离装置、辅助脱气装置和回流污泥设备，减化力工艺，节约了
投资和运行费用。
④用于将污泥或流出液人工回流的机械搅拌一般维持在最低限度，甚至可完全取消，尤其是颗粒污泥UASB反应器，由于颗粒污泥的相对密度比人工载体小，在一定的水力负荷下，可以靠反应器内产生的气体来实现污泥与基质的充分接触。因此，UASB可省去搅拌和回流污泥所需的设备和能耗。
⑤反应器内部需投加填料盒载体，提高了容积利用率，避免了堵塞问题。
目前UASB反应器不仅用于处理高、中等浓度的有机废水、也开始处理如城市废水这样的低浓度有机废水。
3.4 厌氧附着膜膨胀床（AAFEB）
厌氧附着膜膨胀床（AAFEB）工艺是朱厄尔等人在1974年为了克服厌氧消化器系统的弊端，基于寻求反应器内最大的单位体积生物量和保持高的生物活性及使反应器拥有良好的传质、混合特性这一目的研制而成的，是第一个能在环境温度下处理低浓度废水的厌氧生物处理系统。
在厌氧附着着膜膨胀床（AAFEB）反应器内填充粒径很小的固体颗粒介质（一般颗粒径小于0.5~0.1mm），在介质表面附着着厌氧生物膜，形成了生物颗粒。废水以升流方式通过床层时，在浮力和摩擦力作用下使生物颗粒处于悬浮状态，废水与生物颗粒不断接触而完成厌氧生物降解过程。净化后的水从生物溢出，同时产生的生物气体由上部派出。
3.5厌氧膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB）
EGSB反应器是20世纪90年代初，由荷兰Wageingen农业大学率先开发的。该工艺实质上是固体流态化技术在有机废水生物处理领域的具体应用。固体流态化技术是一种改善固体颗粒与流体间接触，并使其呈现阶段流体性状的技术，这种技术已经在广泛应用于石油、化工、冶金和环境等部门。
根据载体流态化原理，EGSB反应器中装有一定量的颗粒污泥，当有机废水及其所产生的沼气自下而上地流过颗粒污泥床层时，污泥床层与液体间会出现相对运动，导致床层不同高度呈现不同的工作状态。在废水液体表面上升流速较低时，反应器中的颗粒污泥保持相对静止，废水从颗粒间隙内穿过，床层的空隙率保持稳定，但其压降随着液体表面上升流速的提高而增大；当流速达到一定数值时，压降与单位床层的载体质量相等，继续增加流速，床层空隙便开始增加，床
层也相应膨胀，但载体间依然保持相互接触；当液体表面上升流速超过临界流化速度，污泥颗粒即呈悬浮状态，可怜床被流态化，继续增加进水流速，床层的空隙率也随之增加，但床层的压降相对稳定；再进一步提高进水流速达到最大流化速度时，载体颗粒将产生大量的流失。
EGSB反应器的主要优点：
（1）结构方面优点：
①高径比大，占地面积大大缩小；
②均匀分布，污泥床处于膨胀状态，不易产生沟流和死角；
③三相分离器工作状态和条件稳定。
（2）操作方面优点
①反应器启动时间短，污泥不易流失；
②液固混合状态好；
③反应器设有出水回流系统，更适合于处理含有悬浮物固体和有毒物质的
废水；
④V up大，有利于污泥与废水间充分混合、接触，因而在低温、处理低浓度
有机废水时有明显优势；
⑤以颗粒污泥接种，颗粒污泥活性高，沉降性能好，粒径较大，强度较好。
EGSB反应器适合处理中低浓度有机废水；对难降解有机物、大分子脂肪酸类化合物、低温、低基质浓度、高含盐量、高悬浮性固体的废水有相当好的适应性。
3.6厌氧内循环反应器（IC）
内循环厌氧反应器(IC)是基于UASB反应器颗粒化和三相分离器的概念而改进的新型反应器。它由两个UASB反应器（即第一厌氧反应室和第二厌氧反应室）一体化组合而成。在高的反应器内分为上、下两个部分，下部为高负荷区（第一反应室），上部为低负荷区（第二反应室）；第一反应室的集气罩装有生物气提升管，直通IC反应器顶部的气-液分离器中，其底部装有一回流管直通至IC反应器的底部。IC反应器有四个不同功能的单元构成：混合部分、主处理部分、精处理部分和回流部分。
IC厌氧反应器与UASB反应器相比具有以下特点：
①容积负荷高。内循环提高了第一反应区的液相上升流速，强化了废水中有机物和颗粒污泥间的传质，使IC厌氧反应器的有机负荷远远高于普通UASB反应器。
②抗冲击负荷能力强，运行稳定性好。内循环的形成，使得IC厌氧反应器第一反应区的实际水量大于进水水量，使原废水中的有害物质得到充分稀释，大大降低了其毒害程度，从而提高了反应器的耐冲击负荷能力。IC反应器相当于两级串联UASB处理工艺。一般说，两级处理比单级处理的稳定性好，且出水水质好。
③基建投资省，占地面积少。
④无需外加动力，节省了回流的能源。
3.7厌氧折流板反应器（ABR）
厌氧折流板反应器是McCarty和Bachmann等人于1982年，在总结了各种第二代厌氧反应器处理工艺性能的基础上，开发和研制的一种新型高效厌氧污水生物处理技术。
ABR是通过内置的竖向导流板，将反应器分隔成串联的几个反应室，每个反应时都是相对独立的UASB系统。运行时，污水在折流板作用下逐个通过反应室内的污泥床层，并通过水流和产气的搅拌作用，使进水中的底物和微生物充分接触而得以降解去除。
厌氧折流板反应器（ABR）优点：
(1)运行稳定，操作灵活。
(2)工艺简单，投资少，运行费用较低。
（3）固液分离效果好，除水水质好。
（4）对毒物质适应性强。
(5)耐冲击负荷，适应性强。
（6）具有良好的生物分布性能。
（7）具有良好的生物固体载留能力。
3.8 厌氧生物转盘
厌氧生物转盘是新开发的厌氧生物膜法，目前还处于中试与小试阶段。厌氧
生物转盘由盘片、转轴、驱动装置、反应槽及进出口布水装置等组成。
当盘片缓慢转动时，生长在盘片两面的厌氧生物膜与废水连续接触，使生物膜充分地吸附、吸收水中的有机物进行厌氧分解。反应温度可为中温（30～35℃）高温（50～55℃）或常温（8～30℃），决定于废水性质、要求的处理程度。当生物膜的厚度逐渐增加后，老化的生物膜会脱落并随水流带出。产生的沼气集中在反应槽的顶部，用沼气管引出贮存。
厌氧生物转盘特点：
①厌氧生物转盘的水头损失比较小。转盘的缓慢转动及生物膜与废水之间的粘滞力等所起的提升作用，可以补偿废水流经布配水装置及反应槽的水头损失。
②反应槽内生长的悬浮厌氧活性污泥，对降解有机物也有一定作用。
③厌氧生物转盘后，应设二沉池，以便沉淀去除老化后被水流带出的生物膜及悬浮污泥。
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、CO 2和H 2 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、CO 2和H 2 等为基质， 并最终将其转为CH 4和CO 2 。 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CH 4和CO 2 。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H 2/CO 2 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 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。
3、厌氧反应概述： 利用微生物生命过程中的代谢活动，将有机物分解为简单无机物，从而去除水中有机物污染的过程，称为废水的生物处理。根据代谢过程对氧的需求，微生物又分为好氧、厌氧和介于两者间的兼性微生物。厌氧生物处理就是利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧的情况下，把有机物转化为无机物和少量的细胞物质，这些无机物包括大量的生物气（即沼气）和水。 厌氧是一种低成本废水处理技术，把废水治理和能源相结合，特别适合发展中国家使用。 4、厌气处理技术的优势和不足： 优势： 4.1可作为环境保护、能源回收和生态良性循环结合系统的技术，具有良好的社会、经济、环境效益。 4.2耗能少,运行费低,对中等以上(1500mg/L)浓度废水费用仅为好氧工艺1/3. 4.3回收能源,理论上讲1kgCOD可产生纯甲烷0.35m3,燃值(3.93×10-1J/m3)，高于天然气(3.93×10-1J/m3)。以日排10t COD工厂为例,按COD去除80%,甲烷为理论值80%计算，日产沼气2240m3,相当于2500m3天然气或3.85t煤,可发电5400Kwh. 4.4设备负荷高、占地少。 4.5剩余污泥少,仅相当于好氧工艺1/6～1/10. 4.6对N、P等营养物需求低，好氧工艺要求C：N=100:5:1,厌氧工艺为C:N=(350-500):5:1。 4.7可直接处理高浓有机废水,不需稀释。 4.8厌氧菌可在中止供水和营养条件下，保留生物活性和沉泥性一年,适合间断和季节性运行。 4.9系统灵活,设备简单,易于制作管理，规模可大可小。 厌氧不足: 1、出水污染浓度高于好氧，一般不能达标； 2、对有毒性物质敏感； 3、初次启动缓慢，最少需8-12周以上方能转入正常水平。 5、反应机理：
第三章 厌氧生物处理 3.1 基本概念 3.1.1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CH 4和CO 2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 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。 2、厌氧消化过程的基本生物过程 ①两阶段理论： ——30~60 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、CO 2和H 2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CH 4和CO 2； ——主要参与微生物统称为产甲烷菌； 图1厌氧反应的两阶段理论图示 内源呼 吸产物 水解胞外酶 胞内酶产甲烷菌 胞内酶产酸菌 不溶性有机物 可溶性有机物 细菌细 胞 脂肪酸、醇类、 H 2、CO 2 其它产物 细菌细胞 CO 2、CH 4
盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人。 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
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 2 CH 4+2H 2O （10-1） 4H 2+CH 3COOH 2CH 4+2H 2O （10-2） CH 3COOH CH 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
厌氧生物处理、调试、运行指导手册 1、目的：本手册用于厌氧生物降解工艺单元的运行管理。 2、内容及对象：手册包括有以下7个内容：即: 厌氧生物反应概述；厌氧技术优势和不足；反应机理；厌氧反应器类型；厌氧反应器工艺控制条件；启动方式；运行管理；问题及解决措施； 手册适用于厌氧反应器操作人员、污水站技工、化验人员和管理人员，亦可供相关人员参考。 3、厌氧反应概述： 利用微生物生命过程中的代谢活动，将有机物分解为简单无机物，从而去除水中有机物污染的过程，称为废水的生物处理。根据代谢过程对氧的需求，微生物又分为好氧、厌氧和介于两者间的兼性微生物。厌氧生物处理就是利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧的情况下，把有机物转化为无机物和少量的细胞物质，这些无机物包括大量的生物气（即沼气）和水。 厌氧是一种低成本废水处理技术，把废水治理和能源相结合，特别适合发展中国家使用。 4、厌气处理技术的优势和不足： 优势： 4.1可作为环境保护、能源回收和生态良性循环结合系统的技术，具有良好的社会、经济、环境效益。 4.2耗能少,运行费低,对中等以上(1500mg/L)浓度废水费用仅为好氧工艺1/3. 4.3回收能源,理论上讲1kgCOD可产生纯甲烷0.35m3,燃值(3.93×10-1J/m3)，高于天然气(3.93×10-1J/m3)。以日排10t COD工厂为例,按COD去除80%,甲烷为理论值80%计算，日产沼气2240m3,相当于2500m3天然气或 3.85t煤,可发电5400Kwh. 4.4设备负荷高、占地少。 4.5剩余污泥少,仅相当于好氧工艺1/6～1/10. 4.6对N、P等营养物需求低，好氧工艺要求C：N:P=100:5:1,厌氧工艺为C:N:P=(350-500):5:1。 4.7可直接处理高浓有机废水,不需稀释。
污水处理常用工艺方案 1 物理法 1.沉淀法：主要去除废水中无机颗粒及SS 2.过滤法：主要去除废水中SS和油类物质等 3.隔油：去除可浮油和分散油 4.气浮法：油水分离、有用物质的回收及相对密度接近于1（水的密度近似1）的悬浮固体 5.离心分离：微小SS的去除 6.磁力分离：去除沉淀法难以去除的SS和胶体等 2 化学法 1.混凝沉淀法：去除胶体及细微SS 2.中和法：酸碱废水的处理 3.氧化还原法：有毒物质、难生物降解物质的去除 4.化学沉淀法：重金属离子、硫离子、硫酸根离子、磷酸根、铵根等的去除
3 物理化学法 1.吸附法：少量重金属离子、难生物降解有机物、脱色除臭等 2.离子交换法：回收贵重金属，放射性废水、有机废水等 3.萃取法：难生物降解有机物、重金属离子等 4.吹脱和汽提：溶解性和易挥发物质的去除。 4 生物法 1、活性污泥法：废水生物处理中微生物(micro-organism)悬浮在水中的各种方法的统称。 （1）SBR法 序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。 工艺流程图：
SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。 优点： 1）工艺简单，节省费用 2）理想的推流过程使生化反应推力大、效率高 3）运行方式灵活，脱氮除磷效果好 4）防治污泥膨胀的最好工艺 5）耐冲击负荷、处理能力强 (2)CASS法 CASS法是SBR法的改进型，特点是占地小、运行费用低、技术成熟、工艺稳定。CASS法是在CASS反应池前部设置生物选择区，后部设置可升降的自动滗水装置。 工艺流程图：
厌氧生物处理技术、
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 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。③负荷高，相对来说厌氧法的反应容积较较好氧法为小。 （2）厌氧法的主要缺点：①处理程度往往达不到排放标准，常需好氧法或其他处理法补充，才能达到排放标准；②厌氧生物处理技术，不能除磷；③厌氧生物处理的启动与处理时间较好氧法长。④厌氧生物处理技术，在处理高、低浓度的有机废水时，生产运行经验及理论研究，尚欠成熟。 3厌氧生物处理工艺 3.1厌氧接触工艺 厌氧接触工艺是在一个厌氧的完全混合反应器基础上增加了污泥分离和回流装置。从完全混合式反应器中排出的混合液首先在沉淀池中进行固液分离，可以采用沉淀池或气浮处理装置进行处置。污水从沉淀池上部排出，沉淀下的污泥回流至消化池，这样做既可保证污泥不流失，又可提高消化池内的污泥浓度，从而在一定程度上提高设备的有机负荷率和处理效率。
第三章厌氧生物处理 3.1基本概念 3.1.1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。 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；
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cod去除方法 （1）物理法：是利用物理作用来分离废水中的悬浮物或乳浊物，可去除废水中的COD。常见的有格栅、筛滤、离心、澄清、过滤、隔油等方法。 （2）化学法：是利用化学反应的作用来去除废水中的溶解物质或胶体物质,可去除废水中的COD。常见的有中和、沉淀、氧化还原、催化氧化、光催化氧化、微电解、电解絮凝、焚烧等方法。 （3）物理化学法：是利用物理化学作用来去除废水中溶解物质或胶体物质。可去除废水中的COD。常见的有格栅、筛滤、离心、澄清、过滤、隔油等方法。（4）生物处理法：是利用微生物代谢作用，使废水中的有机污染物和无机微生物营养物转化为稳定、无害的物质。常见的有活性污泥法、生物膜法、厌氧生物消化法、稳定塘与湿地处理等。 怎样才能降低污水的BOD 不同BOD(COD)负荷,不同处理方法: 负荷小于300mg/l 作Fenton法就能处理。可以将有机污染物负荷降低到100mg/l以下。 负荷在300到3000之间,采用好氧处理。流程为初沉一生化曝气一二沉池。运行良好也可以将有机污染物负荷降低到100以下。 负荷大于5000mg/l 则要用厌氧+好氧的处理方法。 流程为:初沉一厌氧一好氧一二沉 3000一5000的负荷要以有机污染物的具体组成来决定是否加厌氧处理。 目前采用最多的就是活性污泥法，利用活性污泥中的微生物对污水中的有机物进行生化降解。 好氧微生物污水处理法与厌氧微生物污水处理法的相同点与不同点 1，好氧生物处理法 好氧生物处理就是在充分供氧或者供气的条件下，借助好氧微生物（主要是好氧细菌）或兼性好氧微生物，将污水中有机物氧化分解成较稳定的无机物的处