有机废水的讲义厌氧生物处理
6厌氧生物讲义处理工艺
产氢产乙酸阶段 产甲烷阶段
H2、CO2、乙酸 CH4、CO2
厌氧生物处理的主要特征 主要优点：
能耗低，且还可回收生物能（沼气）； 污泥产量低； 可间歇运行； 负荷高，占地省； 厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的某些有机
物进行降解或部分降解；
厌氧生物处理的主要特征
主要缺点：
设备启动和处理时间长； 对温度、pH等环境因素较敏感； 出水水质较差，需进一步利用好氧法进行处理； 气味较大； 对氨氮的去除效果不好。
200:5:1 CH4、H2O、CO2 较高 较低、回收能源
厌氧生物处理工艺
早期处理工艺：处理城市污水的化粪池、双层沉淀池等；处 理剩余污泥的各种厌氧消化池等。 现代高速厌氧反应器： 70年代后发展起来的用于处理高浓度 有机废水的厌氧接触法、厌氧滤池、上流式厌氧污泥层（床） 反应器、厌氧流化床、 厌氧附着膜膨胀床、厌氧生物转盘、 挡板式厌氧反应器。
1）进水配水系统
脉冲式布水与连续流布水 底部穿孔管与分枝管 上部一管一孔式配水
UASB反应器的布水装置——脉冲式布水
北京市环科院应用于房亭酒厂的实例
UASB反应器的布水装置——一管多孔配水系
统
UASB反应器的布水装置——一管多孔配水系
统
配水系统
三相分离器
进水
UASB反应器的布水装置——分枝式配水系统
10%
AF
UASB
8%
59%
国内厌氧反应器的应用（共219个项目）
AF+UASB 1%
AF
UBF
1%
1%
全混 29%
UASB 58%
其它 10%
上流式厌氧污泥床(UASB)反应器
Upflow Anaerobic Sludge Bed Reactor, 简称 UASB 反应器；
5废水的厌氧生物处理
磷
废水中常见的磷有磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷。生活污水中磷含量 一般在10 mg/L—15mg/L，70%可溶。传统二级处理出水中有90% 左右以磷酸盐形式存在。
磷在生物处理过程中化合价不变。
的工业废水需投加的营养盐少。 有一定杀菌作用（废水、污泥中的寄生虫卵、细菌、病毒等）。 生产灵活、适应性强：可季节性、间歇性运转。 可产生有价值的副产物：如沼气。
缺点
★ 厌氧微生物生长繁殖慢，设备启动、处理时间长。 ★ 出水水质达不到排放标准，需进一步好氧处理。 ★ 操作控制因素比较复杂。 ★ 采用厌氧生物法不能去除水中的氮和磷，含氮和磷的有机物通过厌
沼气 出水
AF
进水
B 厌氧接触反应器（ACP）
基于普通厌氧反应器而发展起来。由消化池排出的混合液首先在沉淀池中进行固、液 分离。污水处理后由沉淀池上部排出，下沉的污泥回流至消化池。在消化池之外增设沉 淀池，从而保证污泥不流失而稳定了工艺流程。回流污泥提高了消化池内的污泥浓度和 在消化他内停留时间，设备的处理能力有所提高，从而提高系统的有机负荷处理能力。
2） 危害
——过量氮、磷导致水体富营养化 ——氨氮消耗溶解氧 ——氨氮会与自来水中用于消毒的余氯发生反应生成氯胺，消耗水体的余氯，使自来水 得不到保证。增加水处理成本 ——氮化合物对人和生物有害。
★亚硝酸盐超过1 mg/L，水生生物血氧结合力下降；3mg/L，可在24－96h内使金 鱼、鳊鱼死亡；
合 并： NH4 2O2 硝化 细菌NO3 2H H2O
好氧过程，每氧化1g的氨氮需要氧4.57 g，放热反应。硝化过程中放出H+，消耗混合液的碱度 （1：7.14）。这使混合液碱度下降，而硝酸细菌和亚硝酸细菌对PH变化很敏感，所以为保持 混合液中较稳定的PH值，需要不断添加碱。
污水生物处理(好氧、厌氧生物处理)
活性污泥法工艺流程
空气
进水 初次沉 淀池
曝气池
出水
二次沉淀池
回流污泥
污 泥
剩余污泥
氧化沟（OD）
1.概念： 氧化沟是一种改良的活性污泥法，其曝气池 呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液在 其中循环流动，因此被称为“氧化沟”，又 称‘‘环形曝气池”。
采用立式表曝机的卡鲁塞尔氧化沟
(英国ASH Vale 污水处理厂)
小结
(厌氧生物处理反应机理图) 不溶性有机物和高分子 溶性有机物
水解阶段 （细菌胞外酶作用）
原酸化阶段和产 乙酸阶段可合并 为一个阶段
小分子溶性有机物
产酸脱氢 （产酸菌作用） 阶段
细菌细胞
挥发酸 (如乙酸)
CO2+H2
其他产物 (如醇类等)
产甲烷阶段 (产甲烷细菌作用)
细菌细胞
CH4+CO2
几种厌氧生物滤池
➢ 要保证污水处理的效果，首先必须有足够数量 的微生物，同时，还必须有足够数量的营养物 质。
好氧生物处理
❖ 传统活性污泥法 ❖ 氧化沟 ❖ 序批式活性污泥法 ❖ 生物滤池、生物转盘 ❖ 流化床
活性污泥法
生物膜法
活性污泥的特征与微生物
①特征 a、形态：在显微镜下呈不规则椭圆状，在水中呈“絮状”。 b、颜色：正常呈黄褐色，但会随进水颜色、曝气程度而变
UASB反应器工作原理
进水 厌氧膨胀床和流化床工艺流程
污水自然生物处理
污水自然生物处理的回顾与前瞻
❖ 污水的自然生物处理已有300多年的历史，但随着经济和社会 的发展，生活污水和工业废水的水质水量发生了很大的变化， “经典式”生态系统的自然净化能力承受不了越来越沉重的 污染负荷。为了解决日益严重的水环境污染问题，出现了以 普通活性污泥法、生物膜法等高效的人工净化技术。但进入 20世纪70年代，严重的世界能源危机，迫使人们又转向研究 节省能源、资源和投资的处理方法。污水的自然生物处理作 为“替代技术”之一受到重视。
第15章污水的厌氧生物处理ppt课件
2、pH 值每种微生物可在一定的pH值范围内活动，产酸细
菌对酸碱度不及甲烷细菌敏感，其适宜的pH值范围 较广，在4.5-8.0之间。
产甲烷菌要求环境介质pH值在中性附近，最适宜 pH值为7.0-7.2，pH6.6-7.4较为适宜。
在厌氧法处理废水的应用中，由于产酸和产甲烷大 多在同一构筑物内进行，故为了维持平衡，避免过多 的酸积累，常保持反应器内的pH值在6.5-7.5(最好 在6.8-7.2)的范围内。
水污染控制工程(下)
§15-2 厌氧生物处理活性污泥法(anaerobic activated 厌slu氧d生ge物) 膜法(anaerobic slime)
厌氧活性污泥法包括：普通消化池、厌氧接触工艺、上流 式厌氧污泥床反应器等。
厌氧生物膜法包括：厌氧生物滤池、厌氧流化床、厌氧生 物转盘等。
§15-1 概述
水污染控制工程(下)
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。
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，
温度的急剧变化和上下波动不利于厌氧消化作用。短 时内温度升降5℃，沼气产量明显下降，波动的幅度过 大时，甚至停止产气。
温度的波动，不仅影响沼气产量，还影响沼气中甲烷 的含量，尤其高温消化对温度变化更为敏感。
温度的暂时性突然降低不会使厌氧消化系统遭受根本 性的破坏，温度一经恢复到原来水平时，处理效率和 产气量也随之恢复。
水污染控制工程(下)
厌氧生物处理的基本原理
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技术，其基本原理是通过厌氧微生物在缺氧或无氧条件下，利用有机废水中的有机物质作为电子受体，进行氧化还原反应，降解有机废水中的有机物质，最终将有机废水转化为较为稳定的产物，从而达到净化水质的目的。
在厌氧生物处理过程中，厌氧微生物起着至关重要的作用。
这些微生物通常是一些无氧条件下生长的细菌和古细菌，它们能够利用有机废水中的有机物质进行代谢活动，产生甲烷、硫化氢、二氧化碳等产物，将有机废水中的有机物质降解为较为简单的无机物质。
厌氧生物处理的基本原理可以分为以下几个方面：1. 有机物质的降解，厌氧微生物利用有机废水中的有机物质作为电子受体，进行氧化还原反应，将有机物质降解为较为简单的无机物质，如甲烷、硫化氢、二氧化碳等。
2. 微生物的代谢活动，厌氧微生物在缺氧或无氧条件下进行代谢活动，产生能量和细胞物质，维持微生物生长和繁殖。
3. 产物的生成，在厌氧生物处理过程中，产生的产物主要包括甲烷、硫化氢、二氧化碳等，这些产物相对稳定，不会对环境造成污染。
4. 水质的净化，通过厌氧生物处理，有机废水中的有机物质得到有效降解，水质得到净化，达到环保要求。
在实际应用中，厌氧生物处理技术通常需要结合生物反应器等设备进行操作。
生物反应器是一种用于培养和维持微生物生长的设备，通过控制反应器内的温度、pH值、氧气供给等条件，为厌氧微生物的生长和代谢活动提供良好的环境。
总的来说，厌氧生物处理的基本原理是利用厌氧微生物在无氧或缺氧条件下降解有机废水中的有机物质，通过氧化还原反应将有机物质降解为较为简单的无机物质，最终实现对有机废水的净化。
这种技术在环境保护和废水处理方面具有重要的应用价值，对于解决工业废水污染等问题具有重要意义。
废水厌氧处理原理介绍
废水厌氧处理原理介绍废水厌氧生物处理在早期又被称为厌氧消化、厌氧发酵；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。
一、厌氧生物处理中的基本生物过程1、三阶段理论厌氧微生物学的研究表明，产甲烷菌是一类十分特别的古细菌（Archea），除了在分类学和其特殊的学报结构外，其最主要的特点是：产甲烷细菌只能利用一些简单有机物作为基质，其中主要是一些简单的一碳物质如甲酸、甲醇、甲基胺类以及H2/CO2 等，两碳物质中只有乙酸，而不能利用其它含两碳或以上的脂肪酸和甲醇以外的醇类。
（1）水解、发酵阶段；（2）产氢产乙酸阶段：产氢产乙酸菌，将丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等转化为乙酸、H2/CO2；（3) 产甲烷阶段：产甲烷菌利用乙酸和H2、CO2 产生CH4；一般认为，在厌氧生物处理过程中约有70%的CH4 产自乙酸的分解，其余的则产自H2和CO2。
2、四阶段理论：实际上，是在上述三阶段理论的基础上，增加了一类细菌——同型产乙酸菌，其主要功能是可以将产氢产乙酸细菌产生的H2/CO2 合成为乙酸。
但研究表明，实际上这一部分由H2/CO2 合成而来的乙酸的量较少，只占厌氧体系中总乙酸量的5%左右。
总体来说，“三阶段理论”、“四阶段理论”是目前公认的对厌氧生物处理过程较全面和较准确的描述。
二、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、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。
废水厌氧生物处理的基本原理
废水厌氧生物处理的基本原理
废水厌氧生物处理是一种利用微生物的生化反应来将有机物质转化为更稳定的化合物的处理方法。
其基本原理包括以下几个方面：
1. 厌氧条件：废水被处理时应为厌氧环境，即供氧非常缺乏或完全没有氧气存在的条件下进行。
这是因为厌氧微生物可以在无氧条件下生存和繁殖。
2. 微生物群落：在废水处理中，选用适宜的微生物菌株是至关重要的。
常见的厌氧微生物包括厌氧菌、酸生成菌、甲烷菌等，它们协同作用，完成对有机物质的分解和转化。
3. 分解有机物质：厌氧微生物通过一系列生化反应，将废水中的有机物质分解为简单的无机物质。
这个过程通常包括酸化、产氢、产酸、产乙酸、产氢气、甲烷发酵等步骤。
4. 产生二次污泥：在废水处理过程中，厌氧微生物会生成一定量的厌氧污泥，包括活性菌芽孢和囊泡。
这些厌氧污泥可以帮助降解有机物，同时可以维持厌氧反应的平衡。
5. 厌氧生物反应器：废水厌氧生物处理一般采用各类反应器，如厌氧发酵池、厌氧曝气池、流态化床等。
这些反应器提供了适宜的环境条件，促进了微生物的生长和代谢过程。
通过废水厌氧生物处理，废水中的有机物质可以被有效地降解
和转化，减少了对环境的污染。
这种处理方法具有技术成熟、处理效果稳定等优点，在实际应用中得到了广泛应用。
污水的厌氧生物处理
污水的厌氧生物处理污水的厌氧生物处理1. 简介污水的处理是保护环境和水资源的重要措施。
厌氧生物处理技术是一种处理高浓度有机废水的方法，通过利用厌氧微生物降解有机物质，达到净化水质的目的。
本文将详细介绍污水的厌氧生物处理技术。
2. 厌氧生物处理原理厌氧生物处理是在缺氧或无氧条件下进行的生物降解过程。
在这种环境下，厌氧微生物利用有机物作为电子受体，将有机物转化为产气、产酸、产醇等中间产物，并最终甲烷、二氧化碳等稳定的无机物质。
污水的厌氧生物处理主要包括两个过程：厌氧消化和厌氧反硝化。
- 厌氧消化：在无氧环境中，厌氧微生物通过酸化和产酸作用，将有机废物分解为氢、二氧化碳和醋酸等中间产物。
在此过程中，产生的氢和挥发性脂肪酸可以被其他厌氧微生物利用。
- 厌氧反硝化：厌氧反硝化是指厌氧微生物在无氧条件下利用硝酸盐作为电子受体，将有机物质转化为沉积物和氮气。
这个过程通常发生在厌氧硝化反硝化的反应器内。
3. 厌氧生物反应器厌氧生物处理系统主要包括三种类型的反应器：厌氧消化池、厌氧滤池和厌氧反硝化反应器。
- 厌氧消化池：厌氧消化池是污水处理系统的第一步，其目的是将有机废物转化为可被厌氧微生物降解的中间产物，如挥发性脂肪酸、氢和二氧化碳等。
该池通常具有较高的生物活性和有机负荷。
- 厌氧滤池：厌氧滤池是在厌氧消化池之后的处理步骤。
在该滤池中，通过过滤媒体（如砂、炭等）来增加生物附着面积，促进厌氧微生物的生长和降解有机物质。
- 厌氧反硝化反应器：厌氧反硝化反应器是在厌氧滤池之后的最后一步处理。
该反应器中的厌氧微生物利用硝酸盐作为电子受体，将有机废物转化为沉积物和氮气。
4. 厌氧生物处理的优势和应用厌氧生物处理技术具有以下优势：- 厌氧生物处理系统对于高浓度有机废水具有较好的适应性；- 操作和管理相对简单，运行成本较低；- 可利用产生的沼气用作能源；- 对于有机物质的降解效率高。
厌氧生物处理技术广泛应用于以下领域：- 工业废水处理：特别是纸浆造纸、制药、食品加工等行业的废水处理；- 城市污水处理：适用于大型污水处理厂和小型污水处理站；- 农田废水处理：可将农田废水中的有机物质转化为肥料；- 养殖废水处理：适用于养殖场的废水处理。