第六章 厌氧生物处理法

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处理有机废物的生物处理技术。

它主要通过创造低氧或无氧环境，使厌氧微生物能够在缺氧条件下分解有机废物，并将其转化为沼气和其他有价值的产物。

厌氧生物处理的基本原理包括以下几个方面：
1. 创造缺氧环境：厌氧生物处理系统会采用密封的容器或反应器，以确保内部的氧气供应非常有限甚至完全没有。

这样可以创造出缺氧的环境，为厌氧微生物的生长和活动提供良好的条件。

2. 厌氧微生物的活动：厌氧微生物通常是一些厌氧细菌和古菌，它们能够在缺氧环境下进行代谢活动。

这些微生物会利用有机废物作为其碳源，并通过发酵、产氢、产酒精、产乳酸等代谢途径将有机废物分解为简单的有机化合物。

3. 沼气的产生：厌氧微生物分解有机废物的过程中，会产生大量的沼气，主要成分是甲烷和二氧化碳。

通过控制厌氧环境中的温度、pH值等条件，可以促进沼气的产生和积累。

4. 有价值产物的回收利用：除了沼气之外，厌氧生物处理还能够产生其他有价值的产物，如有机肥料、发酵液等。

这些产物可以进行回收利用，提高废物处理的效益。

总的来说，厌氧生物处理通过利用厌氧微生物的活动，将有机
废物转化为沼气和其他有价值的产物，从而实现对废物的处理和资源化利用。

这种处理技术具有高效、环保、经济等特点，在污水处理、有机废物处理等领域得到广泛应用。

厌氧生物处理的优缺点厌氧生物处理法是在断绝氧气的条件下，利用厌氧微生物和兼性厌氧微生物的作用，将废水中的各种复杂有机物转化成比较简单的无机物（如二氧化碳）或有机物（如甲烷）的处理过程，也称为厌氧消化。

那么厌氧生物处理的优缺点是什么呢？生物处理是指什么呢？今天就带大家来了解一下这些固体废弃物安全小知识。

厌氧生物处理法的缺点：1、厌氧微生物增殖缓慢，因而厌氧设备启动和处理时间比好氧设备长；2、出水往往达不到排放标准，需要作进一步处理，故一般厌氧处理后再串联好氧处理；3、厌氧处理系统操作控制因素较为复杂。

厌氧生物处理法的优点：1、应用范围广：由于供氧限制，好氧法一般只适用于中、低浓度的有机废水的处理，而厌氧法既适用于高浓度有机废水，也适用于中、低浓度有机废水。

有些有机物，如固体有机物、着色剂蒽酮和某些偶氮染料等，用好氧生物处理法难以降解，但用厌氧生物处理可以降解。

2、能耗低：好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用随有机物浓度增加而增大，而厌氧法不需要充氧，产生的沼气还可以作为能源。

废水有机物达到一定浓度后，沼气能量可以抵偿所消耗的能量。

3、负荷高：通常，好氧法的有机容积负荷为2~4kg/(m³.d），而厌氧法为2~10kg/(m³.d），高的可达50kg/(m³.d）.4、剩余污泥数量少，浓缩性、脱水性良好：好氧法每去除1公斤BOD将产生0.4~0.6公斤生物量，而厌氧法去除1公斤COD只产生0.02~0.1公斤生物量，其剩余污泥只有好氧法的5%~20%。

5、氮、磷的营养需要量较少：好氧法一般要求BOD:N:P为100:5:1，而厌氧法的BOD:N:P为100:2.5:0.5，处理氮、磷缺乏的工业废水所需投加的营养盐量较少。

6、厌氧处理过程有一定的杀菌作用，可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。

7、厌氧活化污泥可以长期贮存，厌氧反应器可以季节性或间歇性运转。

与好氧生化法相比，在停止运行一段时间后，能较迅速启动。

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。

厌氧的基本原理及影响其效果的因素厌氧⽣化法的基本原理及影响其效果的因素⼀、厌氧⽣化法的基本原理废⽔厌氧⽣物处理是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。

因⽽粗略地将厌氧消化过程分为三个连续的阶段，即⽔解酸化阶段、产氢产⼄酸阶段和产甲烷阶段，如下图所⽰：24% 28%复杂有机物 CH452% 72%⼄酸第⼀阶段为⽔解酸化阶段。

复杂的⼤分⼦、不溶性有机物先在细胞外酶的作⽤下⽔解为⼩分⼦、溶解性有机物，然后渗⼊细胞体内，分解产⽣挥发性有机酸、醇类、醛类等。

这个阶段主要产⽣较⾼级脂肪酸。

含氮有机物分解产⽣的NH3除了提供合成细胞物质的氮源外，在⽔中部分电离，形成NH4HCO3，具有缓冲消化液PH值的作⽤。

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，在降解奇数碳素有机酸时还形成CO2。

第三阶段为产甲烷阶段。

产甲烷细菌将⼄酸、⼄酸盐、CO2和H2等转化成甲烷。

虽然厌氧消化过程可分为以上三个阶段，但是在厌氧反应器中，三个阶段是同时进⾏的，并保持某种程度的动态平衡。

这种动态平衡⼀旦被PH值、温度、有机负荷等外加因素所破坏，则⾸先将使产甲烷阶段受到抑制，其结果会导致低级脂肪酸的积存和厌氧进程的异常变化，甚⾄会导致整个厌氧消化过程停滞。

⼆、影响厌氧处理效果的因素⽔解产酸细菌和产氢产⼄酸细菌，可统称为不产甲烷菌，它包括厌氧细菌和兼性细菌，尤以兼性细菌居多。

与产甲烷菌相⽐，不产甲烷菌对PH值、温度、厌氧条件等外界环境因素的变化具有较强的适应性，且其增殖速度快。

⽽产甲烷菌是⼀群⾮常特殊的、严格厌氧的细菌，它们对环境条件的要求⽐不产甲烷菌更严格，⽽且其繁殖的世代期更长。

厌氧生物处理法废水厌氧生物处理是环境工程与能源工程中的一项重要技术改革，过去，它在构筑物型式上主要采用普通消化池，由于存在水力停留时间长、有机负荷低等缺点，较长时期限制了它在废水处理中的应用。

70年代以来，世界能源短缺日益突出，从节约和利用能源上考虑，废水厌氧处理技术受到重视，开发了各种新型处理工艺和设备，大大提高了厌氧反应器内活性污泥的持留量，使处理时间大大缩短，处理效率有了很多提高。

目前，厌氧生化法不仅可用于处理有机污泥和高浓度有机废水，也可用于处理中、低浓度有机废水，包括城市污水。

厌氧生物处理与好氧生物处理相比具有下列优点：（1）应用范围广。

好氧法因供氧限制一般只适用于中、低浓度有机废水的处理，而厌氧法既用于高浓度有机废水，又适用于中、低浓度有机废水的处理。

有些有机物对好氧生物处理法来说是难降解的，但对厌氧生物处理是可降解的。

（2）能耗低。

好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用随着有机物浓度的增加而增大，而厌氧法不需要充氧，而且产生的沼气能量可以抵偿消耗能量。

（3）负荷高。

通常好氧法的有机容积负荷（BOD）为2～4Kg（m3·d），而厌氧法为2～10Kg（m3·d）。

（4）剩余污泥量少，且污泥浓缩、脱水性良好。

好氧法每去除1KgCOD将产生0.4～0.6Kg生物量，而厌氧法去除1KgCOD只产生0.02～0.1Kg生物量，其剩余污泥量只有好氧法的5％～20％.此外，消化污泥在卫生学上和化学上都是较稳定的，因此剩余污泥的处理和处置简单，运行费用低，甚至可作为肥料利用。

（5）氮、磷营养需要量较少。

好氧一般要求BOD：N：P 为100：5：1，而厌氧法要求的BOD：N：P为100：2.5：0.5，因此厌氧法对氮磷缺乏的工业废水所需投加的营养盐较少。

（6）厌氧处理过程有一定的杀菌作用，可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒。

（7）厌氧活性污泥可以长期储存，厌氧反应器可以季节性或间歇性运行，在停止运行一段时间后，能较迅速启动。

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：① HRT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；③ 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。

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。

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进行废水或废气处理的技术。

厌氧生物处理的基本原理是通过厌氧微生物在无氧环境中进行代谢反应，将有机物质转化为二氧化碳、甲烷以及其他产物，从而去除污染物。

厌氧微生物是一类在缺氧条件下生长和代谢的微生物，与厌氧环境中的其他微生物相比，厌氧微生物一般具有更强的反应能力和更广泛的适应性。

在厌氧生物处理中，这些厌氧微生物起到了至关重要的作用。

在厌氧生物处理过程中，厌氧微生物通过一系列代谢反应将有机污染物分解为简单的无机物质。

这个过程可以分为四个阶段：亚甲基四碳体酮阶段、丙酸阶段、乙酸阶段和甲酸阶段。

在亚甲基四碳体酮阶段，厌氧微生物将有机物质进行氧解反应，得到乙酸、氢气和二氧化碳。

乙酸进一步被厌氧微生物代谢为丙酸。

在丙酸阶段，丙酸进一步分解为乙酸、氢气和二氧化碳。

最后，在乙酸阶段和甲酸阶段，乙酸被厌氧微生物进一步转化为甲酸和甲烷。

这些代谢反应是在厌氧微生物的作用下进行的，这些微生物能够利用有机污染物作为它们的能量来源，通过对有机物质分解的过程中释放出的能量进行生长和代谢。

同时，厌氧微生物还能通过这些代谢反应将有机物质转化为二氧化碳和甲烷等无害的产物，从而达到废水或废气处理的目的。

厌氧生物处理的关键是提供适宜的环境条件以促进厌氧微生物的生长和代谢。

这些条件包括温度、pH值、营养物质、厌氧微生物的种类和数量等。

同时，厌氧反应器的设计和操作也对厌氧生物处理的效果有重要影响，例如反应器的容积、进料方式、厌氧微生物的悬浮方式等。

厌氧生物处理相对于其他处理方法具有许多优点。

首先，厌氧生物处理可以在较低的温度和无氧环境下进行，这降低了处理成本。

其次，厌氧生物处理不需要外部供氧，减少了能源的消耗。

此外，厌氧微生物还可以将废物转化为有价值的产物，如甲烷可以作为能源利用。

在实际应用中，厌氧生物处理常用于处理有机废水和浓度较高的有机废气。

厌氧生物处理可以与其他处理技术结合使用，以提高处理效果。