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![[工学]第六章 污水的厌氧生物处理](https://uimg.taocdn.com/3295ca8a284ac850ad02427b.webp)
废水好氧生物处理原理一、好氧生物处理的基本生物过程所谓“好氧”:是指这类生物必须在有分子态氧气（O2）的存在下，才能进行正常的生理生化反应，主要包括大部分微生物、动物以及我们人类；所谓“厌氧”：是能在无分子态氧存在的条件下,能进行正常的生理生化反应的生物，如厌氧细菌、酵母菌等.好氧生物处理过程的生化反应方程式：①分解反应（又称氧化反应、异化代谢、分解代谢）CHONS + O2 CO2 + H2O + NH3 + SO42—+＆frac14；+能量(有机物的组成元素)②合成反应(也称合成代谢、同化作用)C、H、O、N、S + 能量 C5H7NO2③内源呼吸（也称细胞物质的自身氧化）C5H7NO2 + O2 CO2 + H2O + NH3 + SO42- +¼；+能量在正常情况下,各类微生物细胞物质的成分是相对稳定的，一般可用下列实验式来表示：细菌：C5H7NO2；真菌：C16H17NO6；藻类:C5H8NO2；原生动物:C7H14NO3 分解与合成的相互关系:1）二者不可分，而是相互依赖的；a、分解过程为合成提供能量和前物，而合成则给分解提供物质基础；b、分解过程是一个产能过程，合成过程则是一个耗能过程。
2)对有机物的去除，二者都有重要贡献；3）合成量的大小,对后续污泥的处理有直接影响（污泥的处理费用一般可以占整个城市污水处理厂的40~50％）。
不同形式的有机物被生物降解的历程也不同:一方面:结构简单、小分子、可溶性物质,直接进入细胞壁；结构复杂、大分子、胶体状或颗粒状的物质，则首先被微生物吸附，随后在胞外酶的作用下被水解液化成小分子有机物,再进入细胞内。
另一方面：有机物的化学结构不同，其降解过程也会不同，如:糖类；脂类；蛋白质二、影响好氧生物处理的主要因素①溶解氧（DO）: 约1~2mg/l；②水温：是重要因素之一,在一定范围内，随着温度的升高,生化反应的速率加快，增殖速率也加快；细胞的组成物如蛋白质、核酸等对温度很敏感，温度突升或降并超过一定限度时,会有不可逆的破坏；最适宜温度15～30°C；>40°C 或< 10°C后，会有不利影响。
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(HomoacetogenicBacteria),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。
污水的厌氧生物处理污水的处理是保护环境和保障人类健康的重要工作之一。
在污水处理过程中，厌氧生物处理是一种重要的方法，具有高效、经济和环保等优点。
1. 厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理是指在缺氧或没有氧气存在的条件下，利用厌氧微生物对有机废水进行处理的过程。
其基本原理是通过厌氧微生物的代谢活动，将有机废水中的有机物质转化为沼气和水。
2. 厌氧生物处理的工艺流程厌氧生物处理的工艺流程包括进水处理、反应器设计、微生物菌群培养和沼气收集等步骤。
2.1 进水处理进水处理是指对进入处理系统的废水进行预处理，主要包括除沉淀、除磷和除氮等工艺。
这些工艺的目的是降低进水中的悬浮物、有机物和营养物质的浓度，以减轻后续处理过程的负荷。
2.2 反应器设计反应器设计是厌氧生物处理的关键环节，主要包括反应器类型、体积和混合方式等。
常见的反应器类型有厌氧池、厌氧滤池和厌氧反应器等。
反应器的体积和混合方式的选择取决于处理规模和废水的特性。
2.3 微生物菌群培养微生物菌群培养是指在反应器内培养适宜的厌氧微生物，以促进有机物质的降解和沼气的。
菌群培养需要注意维持适宜的温度、pH值和营养物质等条件，以提高厌氧处理效果。
2.4 沼气收集沼气是厌氧生物处理的产物之一，该过程需要收集和利用沼气。
沼气中主要成分为甲烷和二氧化碳，可以作为能源利用或其他用途，如发电、供暖和热水等。
3. 厌氧生物处理的优势和应用3.1 优势厌氧生物处理具有以下优势：高效：厌氧微生物对有机废水具有较强的降解能力，可以高效处理高浓度有机废水。
经济：厌氧生物处理过程中产生的沼气可以用作能源，降低能源消耗和处理成本。
环保：厌氧生物处理过程中产生的沼气是一种清洁能源，减少了温室气体排放。
3.2 应用厌氧生物处理广泛应用于各类生活污水、工业废水和农业废水等领域。
在城市污水处理厂和工业废水处理厂中，厌氧生物处理已成为常见的处理技术。
4. 厌氧生物处理的挑战和发展趋势4.1 挑战厌氧生物处理面临以下挑战：技术难题：厌氧生物处理的反应器设计和微生物菌群培养等环节仍存在一定的技术难题，需要进一步研究和探索。
