厌氧污水处理

污水厌氧生化处理

厌氧生物处理与好氧生物处理特点比较（优缺点）

厌氧生物处理是在厌氧条件下，由多种微生物共同作用，利用厌氧微生物将污水或污泥中的有机物分解并生成甲烷和二氧化碳等最终产物的过程。在不充氧的条件下，厌氧细菌和兼性（好氧兼厌氧）细菌降解有机污染物，又称厌氧消化或发酵，分解的产物主要是沼气和少量污泥，适用于处理高浓度有机污水和好氧生物处理后的污泥。

1、厌氧生物处理的优点

⑴容积负荷高，典型工业废水厌氧处理工艺的污泥负荷（F/M）为～(kgMLVSS∙d)，是好氧工艺污泥负荷～(kgMLVSS∙d)的两倍多。在厌氧处理系统中，由于没有氧的转移过程，MLVSS可以达到好氧工艺的5～10倍之多。厌氧生物处理有机容积负荷为5～10kgBOD5/（m3∙d），而好氧生物处理有机容积负荷只有～（m3∙d），两者相差可达10倍之多。

⑵与好氧生物处理相比，厌氧生物处理的有机负荷是好氧工艺的5～10倍，而合成的生物量仅为好氧工艺的5%～20%，即剩余污泥产量要少得多。好氧生物处理系统每处理1kgCODCr产生的污泥量为250～600g，而厌氧生物处理系统每处理1kgCODCr产生的污泥量只有20～180g。且浓缩性和脱水性较好，同时厌氧处理过程可以杀死污水和污泥中的一部分寄生虫卵，即剩余污泥的卫生学指标和化学指标都比好氧法稳定，因而厌氧污泥的处理和处置简单，可以减少污泥处置和处理的费用。

⑶厌氧微生物对营养物质的需要量较少，仅为好氧工艺的5%～20%，因而处理氮磷缺乏的工业废水时所需投加的营养盐量就很少。而且厌氧微生物的活性比好氧微生物要好维持得多，可以保持数月甚至数年无严重衰退，在停运一段时间后能迅速启动，因此厌氧反应器可以间歇运行，适于处理季节性排放的污水。

⑷好氧微生物处理每去除1kgCODCr因为曝气要耗电～1kWh，而厌氧生物处理就没有曝气带来的能耗，且处理含有表面活性剂的污水时不会产生泡沫等问题，不仅如此，每去除1kgCODCr的同时，产生折合能量超过12000kJ的甲烷气。

废水厌氧生物处理原理

一、 厌氧消化过程中的主要微生物

主要介绍其中的发酵细菌（产酸细菌）、产氢产乙酸菌、产甲烷菌等。

1、产甲烷菌

产甲烷细菌的主要功能是将产氢产乙酸菌的产物——乙酸和H2/CO2转化为CH4和CO2，使厌氧消化过程得以顺利进行；主要可分为两大类：乙酸营养型和H2营养型产甲烷菌，或称为嗜乙酸产甲烷细菌和嗜氢产甲烷细菌；一般来说，在自然界中乙酸营养型产甲烷菌的种类较少，只有Methanosarcina（产甲烷八叠球菌）Methanothrix（产甲烷丝状菌），但这两种产甲烷细菌在厌氧反应器中居多，特别是后者，因为在厌氧反应器中乙酸是主要的产甲烷基质，一般来说有70%左右的甲烷是来自乙酸的氧化分解。

典型的产甲烷反应：

产甲烷菌有各种不同的形态，常见的有：

① 产甲烷丝菌；等等。

产甲烷菌都是严格厌氧细菌，要求氧化还原电位在-150～-400mv，氧和氧化剂对其有很强的毒害作用；产甲烷菌的增殖速率很慢，繁殖世代时间长，可达4～6天，因此，一般情况下产甲烷反应是厌氧消化的限速步骤。

② 产甲烷球菌；

③ 产甲烷杆菌；

④ 产甲烷八叠球菌；

2、产氢产乙酸菌：

产氢产乙酸细菌的主要功能是将各种高级脂肪酸和醇类氧化分解为乙酸和H2；为产甲烷细菌提供合适的基质，在厌氧系统中常常与产甲烷细菌处于共生互营关系。

主要的产氢产乙酸反应有：

注意：上述反应只有在乙酸浓度很低、系统中氢分压也很低时才能顺利进行，因此产氢产乙酸反应的顺利进行，常常需要后续产甲烷反应能及时将其主要的两种产物乙酸和H2消耗掉。

主要的产氢产乙酸细菌多为：互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌属、暗杆菌属等；多数是严格厌氧菌或兼性厌氧菌。

3、发酵细菌（产酸细菌）：

发酵产酸细菌的主要功能有两种：

①水解——在胞外酶的作用下，将不溶性有机物水解成可溶性有机物；

②酸化——将可溶性大分子有机物转化为脂肪酸、醇类等；

主要的发酵产酸细菌：梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、双岐杆菌属等；水解过程较缓慢，并受多种因素影响（pH、SRT、有机物种类等），有时会成为厌氧反应的限速步骤；产酸反应的速率较快；大多数是厌氧菌，也有大量是兼性厌氧菌；可以按功能来分：纤维素分解菌、半纤维素分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌等。

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论工业废水的厌氧处理工艺

作者：王永飞 史志娟

来源：《科学与财富》2016年第04期

摘 要：工业废水通常污染物浓度较高，对环境造成的危害较大，处理方法较复杂。但是多数情况下会使用微生物处理工艺，包括厌氧处理工艺及好氧处理工艺。厌氧处理工艺方兴未艾，但是目前市场上主要存在以下几种形式，水解酸化、上流式厌氧污泥床反应器、IC反应器、膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB）、ABR等，每种处理工艺均有其优缺点及适用性。

关键词：工业废水；厌氧处理；工艺

工业废水一直以其污染物浓度高，环境危害大，可生化性差，较难处理而著称，环保人士更是投入较大精力在工业废水处理的研究上面，由上世纪五六十年代至今推出了许多微生物的厌氧处理方法，有些目前已经淘汰，有些一直沿用至今，目前市场上面仍旧使用的方法有以下几种：水解酸化、上流式厌氧污泥床反应器（UASB）、IC反应器、膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB）、ABR等。

水解酸化，适用于BOD5浓度不是很高的废水。水解酸化是利用厌氧微生物在无氧条件下，以污水中的有机污染物和氮、磷等污染物质为营养物质，通过自身的生命代谢活动将污染物分解、酸化成小分子有机酸的工艺过程，是污水处理过程中非常重要的工艺；

厌氧发酵过程包括三阶段：水解-酸化-产甲烷阶段。而水解酸化工艺的原理就是通过控制污水在水解酸化池内的水力停留时间（HRT）而将厌氧发酵反应过程控制在水解与产酸阶段，即在无氧条件下，利用厌氧水解细菌和产酸细菌将污水中的有机物经过一系列复杂反应分解成脂肪酸及其他产物，并合成新细胞的过程。污水进入到水解酸化池后，厌氧细菌可将难降解的有机物分解成易降解的有机物、长链有机物断成短链有机物，以利于后续好氧微生物的处理。

特点：

①水解酸化工艺可提升原污水的可生化性，从而减少反应的时间和处理的能耗。

污水厌氧处理工艺操作条件

Ⅰ、生物量--大小以污泥浓度表示，一般介于10~30gvss/L之间，为防止反应器中污泥流失，可采用装入填料介质使细菌附着挂膜，调节水流速度或污泥回流量。

Ⅱ、负荷率--表示消化装置处理能力的一个参数，负荷率有三种表示方法:

①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kg/m3•d。

②污泥负荷率--反应器内单位重的污泥在单位时间内接纳的有机物量kg/kg•d。

③投配率--每天向单位有效容积投加的材料的体积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(天)，投配率池可用百分率表示。

负荷率的影响:

①当有机物负荷率很高时，营养充分，代谢产物有机酸产量很大，超过甲烷菌的吸收利用能力，有机酸积累pH下降，是低效不稳定状态。

②负荷率适中，产酸细菌代谢产物中的有机物(有机酸)基本上能被甲烷菌及时利用，并转化为沼气，残存有机酸量仅为几百毫克/升。pH=7~7.5，呈弱碱性，是高效稳定发酵状态。

③当有机负荷率小，供给养料不足，产酸量偏少，pH>7.5是碱性发酵状态，是低效发酵状态。

Ⅲ、温度控制--发酵要求较高的温度，每去除8000mg/L的COD所产沼气，能使水温升高10℃，一般工艺设计中温消化30~35℃。

Ⅳ、pH的控制--当液料pH<6.5或高于8.0，则要调整液料pH。

pH<6.8~7，应减少有机负荷率，

pH<6.5，应停止加料，必要时加入石灰中和。