厌氧生物处理影响因素教学课件.
厌氧生物处理的影响因素
厌氧生物处理的影响因素厌氧生物处理的基本原理三阶段论——1979年由Bryant提出1) 水解阶段：碳水化合物（脂肪、蛋白质）在水解发酵菌作用下转化为糖类、挥发性脂肪酸VFA、（较高级有机酸）氨基酸、水和二氧化碳；2) 酸化阶段（产酸产乙酸阶段）：挥发性脂肪酸在产氢产乙酸菌作用下转化成H2、CO2、乙酸： CH3CH2COOH→CO2↑+CH3COOH+H2↑3) 产甲烷阶段：最后两组生理不同的产甲烷菌，有共同的产物：4H2+CO2→CH4↑+2H2O —— （28%）CO2被还原的反应2CH3COOH→2CH4↑+2CO2↑ —— （72%）乙酸脱羧的反应 ，CH3COOH脱羧。
厌氧生物处理的影响因素(1) 温度。
存在两个不同的最佳温度范围(55℃左右，35℃左右)。
通常所称高温厌氧消化和低温厌氧消化即对应这两个最佳温度范围。
甲烷菌对温度的适应性很差，根据其生存的适宜温度范围，甲烷菌可分为两类，即中温甲烷菌（适宜温度33－35℃）和高温甲烷菌（适宜温度50－53℃）。
当温度超出适宜温度范围时，厌氧消化反应速率则急剧下降。
厌氧消化的允许温度波动范围为±1.5－2.0℃。
当波动范围为±3℃时，就会严重抑制消化速率。
当波动范围超过±5℃时，就会使有机酸大量积累而破坏厌氧消化过程的正常运行。
(2) pH值。
厌氧消化最佳pH值范围为6．8～7．2。
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。
(3) 有机负荷。
① 厌氧生物反应器的有机负荷通常指的是容积负荷，其直接影响处理效率和产气量。
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ppt
微生物种群的影响
厌氧生物处理中的微生物种群是影响 处理效果的重要因素之一。厌氧生物 处理中的微生物种群包括产酸菌、产 甲烷菌等，这些微生物在适宜的环境 条件下协同作用，完成有机物的分解 和沼气的生成。
VS
微生物种群的影响因素包括温度、 pH值、有机负荷率、营养物质等。 在实际操作中，需要控制这些因素， 以保证微生物种群的适宜生长和代谢， 从而提高厌氧生物处理的效果。同时， 还需要注意防止有毒物质的进入，以 避免对微生物种群产生不利影响。
厌氧消化阶段
酸化反应
在厌氧条件下，废水中的复杂有机物被厌氧微生物转化为挥发性 脂肪酸等易降解物质。
产氢产乙酸反应
部分有机物被转化为氢气和乙酸，为甲烷菌提供营养物质。
甲烷化反应
甲烷菌将氢气和乙酸转化为甲烷气体，释放能量并合成细胞物质。
后处理阶段
沉淀
去除经过厌氧处理后废水中的悬浮物和生物污泥。
过滤
通过砂滤池、活性炭过滤等手段进一步去除废水 中的微量有机物、重金属等有害物质。
它通过厌氧微生物的代谢作用，将有 机物转化为甲烷、二氧化碳等无机物。
厌氧生物处理和醇类物质。
产氢产乙酸阶段
02
小分子有机物进一步转化为乙酸和氢气。
甲烷化阶段
03
乙酸和氢气被转化为甲烷。
厌氧生物处理的应用领域
01
废水处理
厌氧生物处理广泛应用于城市污 水、工业废水、高浓度有机废水 等处理领域。
厌氧活性污泥法
厌氧活性污泥法是一种利用活性污泥去除废水中的有机物 和氮、磷等营养物质的技术。
厌氧活性污泥法的原理是利用活性污泥中的微生物将废水 中的有机物转化为沼气和二氧化碳，同时将氮、磷等营养 物质转化为细胞物质或沉淀物。
《厌氧生物处理》PPT课件 (2)讲解学习
铁呼吸
氧化还原电位
O2 H 2O NO3－ NO2－ N2 SO2-4 S2－ (HS－ 、H2S) S0 S2－
CO2、HCO3－ CH3COOCO2 、 HCO3－、 CH4
Fe3+ Fe2+
4、 厌氧生物处理原理 4.2 厌氧处理过程及微生物：
美国微生物学会采用Eh来厌氧和好氧过程: （1980年）：
CH3-COO-、 HCOO-、 CH3OH、 CH3-NH2-、 (CH3)2NH、(CH3)3-N、CO、 CO2、
(4)产甲烷菌的特殊酶系统：
CH3COOH
CO2
CH3OH
甲基辅酶 M 甲基还原酶（F420)
CH4
（5）氧化还原电位Eh： < -330 mv
（6）营养物质 氮源：利用氨态氮 生长因子：10种水溶性微生物 微量元素：Ni、Co、Fe
微生物氧化：
C5H7O2N + 5O2 → 5CO2- + 2H2O + NH3
113
160
O2/微生物 ＝ 160 / 113 = 1.42 （kg BODu /kg 微生物）
VCH4 ＝0.35（Q·Sr — 1.42ΔX）×10-3 (m3/d SPT)
甲烷氧化：
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
好氧： － 50～＋300mv 兼性厌氧：－420～＋300mv 专性厌氧：－420～－150mv
4.2 厌氧处理过程及微生物： 厌氧生物处理过程：
上世纪三十年代人们的认识：两阶段
4.2 厌氧处理过程及微生物： 厌氧生物处理过程：
上世纪七十年代人们的认识：三阶段
4.2 厌氧处理过程及微生物： 厌氧微生物：
厌氧处理原理培训PPT课件
目录
• 厌氧处理原理简介 • 厌氧处理的基本原理 • 厌氧处理工艺流程 • 厌氧处理的优缺点 • 厌氧处理的实际应用案例
01 厌氧处理原理简介
厌氧处理的概念
01
厌氧处理是一种生物处理技术， 利用厌氧微生物在无氧或低氧条 件下将有机物转化为沼气、二氧 化碳和有机酸等物质的过程。
02
农业废弃物处理
农业废弃物如畜禽粪便、农作物秸秆等，如果得不到妥善处理，会对环境造成严 重污染。厌氧处理技术可以用于农业废弃物处理，将其转化为沼气和肥料。
通过厌氧处理技术，可以将农业废弃物中的有机物转化为沼气，用于发电或供热 ；同时将厌氧消化后的残渣加工成有机肥料，用于农业生产，实现废弃物的资源 化利用。
高浓度有机废水处理
高浓度有机废水含有大量的有机物， 如纤维素、淀粉、糖类等，如果直接 排放会对环境造成严重污染。厌氧处 理技术可以有效地处理高浓度有机废 水。
VS
厌氧处理技术可以将高浓度有机废水 中的有机物转化为沼气和二氧化碳， 同时将废水中的有毒物质转化为无害 或低害的物质。该技术在高浓度有机 废水处理中具有高效、低能耗、环保 等优点。
高处理效率。
在UASB中，废水中的有机物被 颗粒污泥吸附并分解为沼气，沼 气可从反应器顶部排出并进行收
集利用。
UASB反应器的设计需考虑颗粒 污泥的培养和维持，以保证处理
效果和沼气产量的稳定性。
膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB）
膨胀颗粒污泥床反应器是一种改进型的UASB反应器，通过增加反应器的高度和减小底部面 积来提高传质效率。
02 厌氧处理的基本原理
厌氧微生物的种类与特性
厌氧微生物种类繁多，包括产 甲烷菌、硫酸盐还原菌、产氢 产乙酸菌等。
厌氧生物处理法.
11.2 厌氧法的影响因素
四、负荷率
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，单位为kg/m3· d或
g/L· d。有机物量可用COD.BOD.S和VSS表示。 污泥负荷率：反应器内单位重量的污泥在单位时间内接纳的有机物量，单位为 kg/kg· d 或g/g· d。 投配率：每天向单位有效容积投加的新料的体积，单位为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。投配率有时也可用百分数表示，例如， 0.07m3/m3· d的投配率也可表示为7%。 确定厌氧消化装置的负荷率的原则是：在两个转化（酸化和气化）速率保持稳定平衡 的条件下，求得最大的处理目标（最大处理量或最大产气量）。
第11章 厌氧生物处理法
11.1 厌氧法的基本原理
11.2 厌氧法的影响因素
11.3 厌氧法的工艺和设备
11.4 厌氧消化过程动力学
11.5 厌氧产气量计算
11.1 厌氧法的基本原理
在断绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物 化学作用，对有机物进行生化降解的过程，称为厌氧生物处理法或厌氧 消化法。 若有机物的降解产物主要是有机酸，则此过程称为不完全的厌氧消 化，简称为酸发酵或酸化。若进一步将有机酸转化为以甲烷为主的生物 气，此全过程称为完全的厌氧消化，简称为甲烷发酵或沼气发酵。 厌氧生物处理法的处理对象是：高浓度有机工业废水、城镇污水的 污泥、动植物残体等。厌氧生物处理的方法和基本功能有二： （1）酸发酵的目的是为进一步进行生物处理提供生物降解的基质； （2）甲烷发酵的目的是进一步降解有机物和生产气体燃料。完全的 厌氧生物处理工艺因兼有降解有机物和生产气体燃料的双重功能，因而 得到了广泛的发展和应用。
厌氧生物处理的影响因素
三、厌氧生物处理的影响因素——产甲烷反应是厌氧消化过程的控制阶段，因此，一般来说，在讨论厌氧生物处理的影响因素时主要讨论影响产甲烷菌的各项因素；——主要因素有：温度、pH值、氧化还原电位、营养物质、F/M比、有毒物质等。
1、温度：●温度对厌氧微生物的影响尤为显著：●厌氧细菌可分为嗜热菌（或高温菌）、嗜温菌（中温菌）；相应地，厌氧消化分为：高温消化（55︒C左右）和中温消化（35︒C左右）；●高温消化的反应速率约为中温消化的1.5~1.9倍，产气率也较高，但气体中甲烷含量较低；●当处理含有病原菌和寄生虫卵的废水或污泥时，高温消化可取得较好的卫生效果，消化后污泥的脱水性能也较好；●随着新型厌氧反应器的开发研究和应用，温度对厌氧消化的影响不再非常重要（新型反应器内的生物量很大），因此可以在常温条件下（20~25︒C）进行，以节省能量和运行费用。
2、pH值和碱度：●pH值是厌氧消化过程中的最重要的影响因素；●重要原因：产甲烷菌对pH值的变化非常敏感，一般认为，其最适pH值范围为6.8~7.2，在<6.5或>8.2时，产甲烷菌会受到严重抑制，而进一步导致整个厌氧消化过程的恶化；●厌氧体系中的pH值受多种因素的影响：进水pH值、进水水质（有机物浓度、有机物种类等）、生化反应、酸碱平衡、气固液相间的溶解平衡等；●厌氧体系是一个pH值的缓冲体系，主要由碳酸盐体系所控制；●一般来说：系统中脂肪酸含量的增加（累积），将消耗`HCO_3^-`,使pH下降；但产甲烷菌的作用不但可以消耗脂肪酸，而且还会产生`HCO_3^-`，使系统的pH值回升。
●碱度曾一度在厌氧消化中被认为是一个至关重要的影响因素，但实际上其作用主要是保证厌氧体系具有一定的缓冲能力，维持合适的pH值；●厌氧体系一旦发生酸化，则需要很长的时间才能恢复。
3、氧化还原电位：●严格的厌氧环境是产甲烷菌进行正常生理活动的基本条件；●非产甲烷菌可以在氧化还原电位为+100~ -100mv的环境正常生长和活动；●产甲烷菌的最适氧化还原电位为-150~ -400mv，在培养产甲烷菌的初期，氧化还原电位不能高于-330mv；4、营养要求：●厌氧微生物对N、P等营养物质的要求略低于好氧微生物，其要求COD：N：P = 200：5：1；多数厌氧菌不具有合成某些必要的维生素或氨基酸的功能，所以有时需要投加：①K、Na、Ca等金属盐类；②微量元素Ni、Co、Mo、Fe等；③有机微量物质：酵母浸出膏、生物素、维生素等。
厌氧生物处理第二章PPT
膨胀颗粒污泥床反应器
膨胀颗粒污泥床反应器是一种先进的厌氧生物处理工艺，适用于处理高浓度的有机 废水。
其原理是利用膨胀颗粒污泥作为生物载体，通过厌氧代谢将有机物转化为甲烷和二 氧化碳。
膨胀颗粒污泥床反应器具有处理效率高、耐冲击负荷能力强、剩余污泥量少等优点， 但需要控制合适的膨胀率和颗粒污泥稳定性。
厌氧生物处理工艺在城市污水处理中具有节能、减量、资 源回收等优点，同时能够降低有机物含量，减轻后续好氧 处理的负担。
工业废水处理中的厌氧生物处理工艺
01
工业废水处理
工业废水成分复杂，含有大量的有机物、重金属离子等有害物质，厌氧
生物处理工艺在工业废水处理中具有重要作用。
02 03
工艺流程
工业废水处理中的厌氧生物处理工艺通常包括调节池、酸化池、厌氧消 化池等环节，通过微生物的作用，将有机物转化为沼气和二氧化碳，同 时去除部分重金属离子。
其原理是利用厌氧微生物在滤 料表面形成生物膜，通过厌氧 代谢将有机物转化为甲烷和二 氧化碳。
厌氧滤池具有结构简单、操作 方便、能耗低等优点，但易出 现堵塞和生物膜脱落问题。
厌氧接触法
厌氧接触法是一种高效的厌氧生 物处理工艺，适用于处理低浓度
的有机废水。
其原理是利用厌氧微生物在反应 器内与废水充分接触，通过厌氧 代谢将有机物转化为甲烷和二氧
城市污水处理
城市污水处理厂是厌氧生物处理工艺的重要应用场景，通 过厌氧消化和产甲烷过程，将有机物转化为沼气和二氧化 碳，实现能源回收和减量化处理。
工艺流程
城市污水处理厂的厌氧生物处理工艺通常包括预处理、厌 氧消化、后处理等环节，通过调节pH值、温度、有机负 荷等参数，提高处理效果和能源回收率。
技术特点
《污水厌氧生物处理》课件
完全混合式厌氧反应器是一种稳定、高效的污水处理工艺，适用于各种有机废水的处理。该工艺通过完全混合的 方式，使废水与厌氧污泥充分接触，提高了有机物的降解效率。同时，该工艺具有较好的抗冲击负荷能力，能够 稳定运行。
两相厌氧消化工艺
总结词
提高产气量、降低酸化风险
VS
详细描述
两相厌氧消化工艺通过将产酸和产甲烷过 程分开进行，提高了产气量和降低了酸化 风险。该工艺通过优化反应条件，促进了 厌氧微生物的生长和代谢，提高了有机物 的去除效率。同时，该工艺还能够有效降 低废水中的有毒物质对微生物的影响。
03
例如，采用高效厌氧反应器、温度控制、pH调节等手段，可以显著提高厌氧生 物处理的效率，降低能耗和运营成本。
开发高效厌氧反应器与新型厌氧工艺
随着科技的不断进步，新型的厌氧反应器和工艺不断涌现，以满足不同 类型和规模的污水处理需求。
新型厌氧反应器如升流式厌氧污泥床（UASB）、膨胀颗粒污泥床（ EGSB）和内循环（IC）反应器等，具有更高的有机负荷率和更好的污水
联合应用还可以实现能源回收和资源化利用， 为可持续性发展提供有力支持。
厌氧生物处理技术的环境影响与可持续性发展
在追求高效率、高稳定性的同时，厌氧生物处理技术 的环境影响和可持续性发展也是研究的重要方向。
研究者们致力于减少厌氧生物处理过程中的温室气体 排放、降低能耗和资源消耗、提高能源回收率等方面
的工作。
处理效果。
新型厌氧工艺如上流式厌氧滤池（AF）、水解酸化-好氧处理工艺等，能 够更好地适应不同水质和环境条件，提高污水处理效果和能源回收率。
厌氧生物处理与其他生物处理技术的联合应用
为了更好地满足污水处理的需求，研究者们将 厌氧生物处理与其他生物处理技术进行联合应 用，形成多种组合工艺。
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《水 污 染 控 制》
水污染控制
职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库
《水 污 染 控 制》
项目一：生活污水处理
分项目3：生物处理生活污水 厌氧生物处理影响因素
职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库
《水 污 染 控 制》来自厌氧生物处理影响因素1、温度
①低温发酵，温度为 5～15℃； ②中温发酵，温度为 30～35℃； ③高温发酵，温度为 50～55℃。 温度的高低对厌氧反应速度影响较大
职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库
《水 污 染 控 制》
厌氧生物处理影响因素
3、营养物质的配比
一般污水厌氧法处理对氮和磷的需要量较低，
约 BOD
5
∶N∶P=200∶5∶1
4、碳氮比(C/N)
如 C/N 太高，缓冲能力差，pH 值容易下降； 如果 C/N 太低，pH 值上升到 8 以上，也会抑 制细菌的生长。
职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库
《水 污 染 控 制》
厌氧生物处理影响因素
2、pH值及碱度
由于产酸菌与产甲烷菌是共生关系，为了
维持两者之间的平衡，避免产生过多的酸，应 保持厌氧反应器的 pH值在 6.5～7.5（最佳 6.8～7.2）的范围内。
pH 值低，可投加石灰或碳酸钠。投加石 灰比较便宜，但应注意不能加得太多
职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库
《水 污 染 控 制》
厌氧生物处理影响因素
5、有机负荷
如果投加生污泥或有机物过多，则产酸速率超过产甲 烷速率，有机酸会积累起来，超过缓冲能力后，反应器会 发生酸化，产甲烷细菌将受到抑制。
6、搅拌 7、有毒物质