水质工程学第15章 厌氧处理

第15章污水的厌氧生物处理15.1复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】传统厌氧法的缺点是水力停留时间长，有机负荷低。

一、污水厌氧生物处理的基本原理1．厌氧消化的机理（见图15-1）（1）水解发酵阶段复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用下，被分解成简单的有机物，然后简单的有机物在产酸菌的作用下经过厌氧发酵和氧化转化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类。

参与这个阶段的水解发酵菌主要是专性厌氧菌和兼性厌氧菌。

（2）产氢产乙酸阶段产氢产乙酸菌把除乙酸、甲烷、甲醇以外的第一阶段产生的中间产物，如丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等转化成乙酸和氢，并有CO2产生。

（3）产甲烷阶段产甲烷菌把第一阶段和第二阶段产生的乙酸、H2和CO2等转化为甲烷。

图15-1三阶段厌氧消化过程示意图2．厌氧消化的影响因素（1）pH产甲烷菌适宜的pH应在6.8～7.2之间。

污水和泥液中的碱度有缓冲作用，而且消化池池液的充分混合对调整pH也是必要的。

（2）温度消化可在中温（35～38℃）进行（称为中温消化），也可在高温（52～55℃）进行（称为高温消化）。

中温消化所需热量少，但高温消化时间短，对寄生虫卵及大肠菌的杀灭率高。

（3）生物固体停留时间（污泥龄）r c em θ=Φ（15-1）式中，θc 为污泥龄（SRT），d；m r 为消化池内的总生物量，kg；Φe 为消化池每日排出的生物量，e e m tΦ=，其中，m e 为排出消化池的总生物量，kg；t 为排泥时间，d。

普通厌氧消化池的水力停留时间等于污泥龄，要获得稳定的处理效果就需要保持较长的污泥龄。

（4）搅拌和混合厌氧消化是由细菌体的内酶和外酶与底物进行的接触反应，因此必须使两者充分混合。

但要避免连续的剧烈搅拌破坏产乙酸菌和产甲烷菌的共生关系。

搅拌的方法有：水射器搅拌法、消化气循环搅拌法、机械搅拌和混合搅拌法。

（5）营养与C/N 比厌氧处理对污水中N、P 的含量要求低，只要达到COD:N:P＝800:5:1即可，但C/N 比达到（10～20）:1为宜。

污水处理中的厌氧处理技术和过程污水处理是保护环境和人类健康的重要措施之一。

在污水处理过程中，厌氧处理技术起着重要的作用。

本文将介绍厌氧处理技术及其过程，并探讨其在污水处理中的应用。

一、厌氧处理技术概述厌氧处理是指在没有氧气存在的条件下进行的废水处理过程。

相较于好氧处理，厌氧处理具有以下特点：1. 低能耗：因为不需要供氧设备，所以在能耗方面具有优势。

2. 减少污泥产生：厌氧处理过程中，生物生长速度较慢，导致产生的污泥量较少。

3. 适用范围广：厌氧处理可以应用于不同类型的废水，包括有机废水、含氮废水等。

二、厌氧处理过程1. 厌氧消化厌氧消化是指将有机废水中的有机物质通过厌氧菌的代谢作用分解为甲烷和二氧化碳的过程。

这一过程通常用于处理高浓度有机废水。

厌氧消化过程分为三个阶段：酸化阶段、乙酸产生阶段和甲烷产生阶段。

2. 厌氧接触氧化厌氧接触氧化是指将废水通过厌氧反应器与接触氧化反应器结合，达到除去有机污染物的目的。

在这一过程中，废水与空气进行充分接触，有机物质被氧化生成较低分子量的物质。

3. 厌氧厌氧处理厌氧厌氧处理是指将废水先经过厌氧系统处理，然后再进行第二个厌氧处理的过程。

这一过程将有机物质进一步分解为甲烷气体，实现废水的全面处理。

三、厌氧处理技术的应用1. 城市污水处理厂在城市污水处理厂中，厌氧处理技术常用于处理高浓度和低温度的废水，例如厨房废水和冷却水循环系统中的废水。

通过采用厌氧处理技术，可以提高污水处理效果。

2. 工业废水处理工业废水中通常含有高浓度的有机污染物和重金属离子，使用厌氧处理技术可以有效降低有机污染物的浓度和重金属的毒性。

特别是对于含有有机氯化合物的工业废水，厌氧处理技术可以更好地去除有机氯。

3. 农村污水处理在农村地区，传统的生活污水处理手段常常无法满足需求。

采用厌氧处理技术可以有效地去除污水中的有机物质和臭味，提高农村生活环境。

结论污水处理中的厌氧处理技术和过程在环境保护中起着重要的作用。

第十五章污水的厌氧生物处理一、填空题1．methanogenesis的中文翻译为：______；堆肥的英文为：______。

[中国科学技术大学2012年研]【答案】产甲烷作用；compost【解析】methanogenesis的中文翻译是产甲烷作用，是厌氧消化的最后阶段。

在该阶段中，产甲烷菌把第一阶段和第二阶段产生的乙酸、H2和CO2等转化为甲烷。

堆肥的英文是compost，堆肥是指利用含有肥料成分的动植物遗体和排泄物，加上泥土和矿物质混合堆积，在高温、多湿的条件下，经过发酵腐熟、微生物分解而制成的一种有机肥料。

2．列举3种厌氧生物处理装置：______、______和______。

[宁波大学2015年研]【答案】化粪池；普通厌氧消化池；厌氧生物滤池【解析】在没有分子氧及化合态氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法称为厌氧生物处理。

处理工艺包括化粪池、普通厌氧消化池、厌氧生物滤池、厌氧接触法、升流式厌氧污泥床反应器、厌氧流化床和颗粒污泥膨胀床、厌氧内循环反应器、厌氧折流板反应器、厌氧生物转盘、厌氧序批式反应器、两相厌氧法和分段厌氧处理法等。

3．厌氧消化过程划分为三个连续的阶段，即______、______和______。

[中国科学技术大学2015年研；宁波大学2017年研]【答案】水解发酵阶段；产氢产乙酸阶段；产甲烷阶段【解析】厌氧消化分为三个阶段，包括：①水解发酵阶段，在该阶段复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用下，首先被分解成简单的有机物，参与这个阶段的水解发酵菌主要是专性厌氧菌和兼性厌氧菌；②产氢产乙酸阶段，在该阶段产氢产乙酸菌把除乙酸、甲烷、甲醇以外的第一阶段产生的中间产物，如丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等转化成乙酸和氢气，并有CO2产生；③产甲烷阶段，在该阶段产甲烷菌把第一阶段和第二阶段产生的乙酸、H2和CO2等转化为甲烷。

4．厌氧消化通过搅拌使污泥和底物充分混合，搅拌方式有______、______、______。

第十五章污水的厌氧生物处理1．厌氧生物处理的基本原理是什么？答：废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物 (包括兼氧微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称为厌氧消化。

厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成。

2、厌氧发酵分为哪个阶段？为什么厌氧生物处理有中温消化和高温消化之分？污水的厌氧生物处理有什么优势，又有哪些不足之处？答：通常厌氧发酵分为三个阶段：第一阶段为水解发酵阶段：复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用下，首先被分解为简单的有机物。

继而简单的有机物在产酸菌的作用下经过厌氧发酵和氧化转化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等。

第二阶段为产氢产乙酸阶段：产氢产乙酸菌把第一阶段中产生的中间产物转化为乙酸和氢，并有二氧化碳生成。

第三阶段为产甲烷阶段：产甲烷菌把第一阶段和第二阶阶段产生的乙酸、氢气和二氧化碳等转化为甲烷。

厌氧生物处理可以在中温（35℃一38℃）进行（称中温消化），也可在高温（52℃一55℃）进行（称高温消化）。

因为在厌氧生物处理过程中需考虑到各项因素对产甲烷菌的影响，因为产甲烷菌在两个温度段（即35℃一38℃和52℃一55℃）时，活性最高，处理的效果最好。

厌氧生物处理优势在于：应用范围广，能耗低，负荷高，剩余污泥量少，其浓缩性、脱水性良好，处理及处置简单。

另外，氮、磷营养需要量较少，污泥可以长期贮存，厌氧反应器可间歇性或季节性运转。

其不足之处：厌氧设备启动和处理所需时间比好氧设备长；出水达不到要求，需进一步进行处理；处理系统操作控制因素较复杂；过程中产生的异味与气体对空气有一定影响。

3、影响厌氧生物处理的主要因素有哪些？提高厌氧处理的效能主要从哪些方面考虑？答：影响厌氧生物处理的主要因素有如下：pH、温度、生物固体停留时间、搅拌和混合、营养与C/N比、氧化还原电位、有机负荷、厌氧活性污泥、有毒物质等。

给排水工艺中的厌氧处理技术及应用在现代社会，随着人口的增加和城市化进程的推进，给排水处理工艺成为了一个重要的环保领域。

而其中的厌氧处理技术因其有效处理有机废水的特点，受到了广泛的关注与应用。

本文将对给排水工艺中的厌氧处理技术进行探讨，并介绍其应用。

一、厌氧处理技术的基本原理厌氧处理技术是指在无氧环境下进行废水处理的一种技术。

它通过建立封闭系统，排除氧气的存在，使得废水中的有机物在厌氧条件下进行降解。

厌氧处理技术的基本原理可以概括为以下几点：1. 厌氧菌的作用厌氧处理技术依靠厌氧菌来进行废水的降解。

在厌氧环境中，厌氧菌通过一系列的代谢作用将有机废水转化为有机酸、气体和少量的生物质。

厌氧菌的代谢过程涉及到多种微生物群落的相互作用，需要一定的调节和控制。

2. 反硝化作用厌氧处理技术中的一个重要反应是反硝化作用。

在缺氧的条件下，厌氧菌可以利用废水中的硝酸盐作为电子受体，在厌氧条件下将硝酸盐还原为氮气，并释放出反硝化的气体。

3. 产气作用在厌氧处理技术中，有机物的降解过程中产生大量的气体，其中主要包括甲烷气体和二氧化碳。

这些气体可以通过收集和利用，提供能源的利用价值。

二、厌氧处理技术的应用1. 工业废水处理厌氧处理技术在工业废水处理领域具有广泛的应用前景。

例如，食品加工、制药、印染等行业所产生的废水中含有大量的有机物和高浓度的废水，而厌氧处理技术可以有效地将这些有机物降解，并减少废水的排放。

2. 城市污水处理随着城市化的推进，城市污水处理成为一项重要的环保任务。

厌氧处理技术在城市污水处理中有着广泛的应用前景。

通过引入厌氧池，将污水中的有机物在无氧条件下进行处理，可以有效地提高污水处理的效率和处理能力。

3. 农业废水处理农业废水中含有大量的有机物和养分，传统的处理方法往往存在处理效果不佳的问题。

而厌氧处理技术可以通过建立厌氧消化池来进行农业废水的处理，将有机物转化为沼气，并通过沼气的收集和利用，实现能源和资源的循环利用。

第十五章污水的厌氧生物处理§15-1 概述厌氧生物处理法，是在无氧的条件下由兼性厌氧菌和专性厌氧菌来降解有机污染物的处理方法。

它是环境工程与能源工程中的一项重要技术，是有机废水强有力的处理方法之一。

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。

该法的应用已有二百多年历史，但由于其与好氧法相比，存在着处理时间长、出水水质差、对低浓度有机废水处理效率低等缺点，从而使其应用受到限制，发展缓慢。

从70年代起，出现了世界性能源紧张，促使污水处理向节能和实现能源化方向发展。

厌氧处理最大的特点是既节能又产能，对缓和污水处理厂“建得起，养不起”的矛盾有较好的客观效果。

因此，厌氧生物处理法引起了人们的注目，其理论研究和实际应用都取得了很大的进展。

过去，它多用于城市污水处理厂的污泥、有机废料以及部分高浓度有机废水的处理。

经过多年的发展，现已成为污水处理的主要方法之一，不但可用于处理高浓度和中等浓度的有机污水及好氧处理过程中所产生的剩余有机污泥，还可以用于低浓度有机污水的处理。

一、厌氧生物处理的对象1、有机污泥有机污泥包括废水好氧生物处理过程生成的大量活性污泥和生物膜，初沉池可沉淀的有机固体，以及人畜的粪便等。

2、有机废水食品工业，如酒精、味精、制糖、淀粉、屠宰和啤酒等工业排出的废水，不仅数量多，而且浓度也很高。

对这些以农牧产品为原料的加工工业排出的高浓度有机废水，是厌氧生物处理的主要对象。

3、生物质以专门利用生物质转化为新能源为主要目的的厌氧发酵法，是利用某些植物茎杆和叶子等生物质通过厌氧发酵获得生物能——沼气。

二、厌氧生物处理的目的/作用1、杀菌灭卵、防蝇除臭，防止传染病的发生和蔓延。

2、去除废水中大量有机物，防止对水体的污染。

3、利用污水厂污泥和高浓度有机废水产生沼气可获得可观的生物能源。