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1、三、污水的厌氧生物处理三、污水的厌氧生物处理（一）厌氧生物处理的基本原理（一）厌氧生物处理的基本原理 1厌氧分解过程厌氧分解过程 2厌氧过程的影响因素厌氧过程的影响因素 （二）好氧生物处理与厌氧生物处（二）好氧生物处理与厌氧生物处理的区别理的区别 （三）厌氧处理设备及工艺（三）厌氧处理设备及工艺厌氧生物处理厌氧生物处理 在断绝与空气接触的条件下，依赖兼性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，对有厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生物降解的过程，称为厌氧生物处机物进行生物降解的过程，称为厌氧生物处理法或厌氧消化法。理法或厌氧消化法。厌氧生物处理法的处理对
2、象是：高浓度厌氧生物处理法的处理对象是：高浓度有机工业废水有机工业废水(如屠宰场污水、发酵工业如屠宰场污水、发酵工业污水、羊毛洗涤污水等污水、羊毛洗涤污水等)、城镇污水的污、城镇污水的污泥、动植物残体及粪便等。泥、动植物残体及粪便等。厌氧污水污泥处理技术的发展厌氧污水污泥处理技术的发展1860年法国的年法国的Muras将简易沉淀池改为污泥将简易沉淀池改为污泥处理构筑物；处理构筑物；1895年英国年英国Cameron进一步改进为腐化池；进一步改进为腐化池；1903年英国的年英国的Travis首先建成了双层沉淀池；首先建成了双层沉淀池；1906年德国的年德国的Imhoff发明发明Imhoff双层沉
3、淀双层沉淀池；池；1912年英国的伯明翰市建了第一个消化池；年英国的伯明翰市建了第一个消化池；1920年英国年英国Watson建成最早二级消化池，同建成最早二级消化池，同时利用了沼气；时利用了沼气；19251926年在德国、美国相继建成较标准年在德国、美国相继建成较标准的消化池。的消化池。（一）厌氧生物处理的基本原理一）厌氧生物处理的基本原理1 厌氧分解过程厌氧分解过程 污污水水的的厌厌氧氧生生物物处处理理是是一一个个复复杂杂的的微微生生物物化化学学过过程程，它它是是依依靠靠三三大大主主要要类类群群的的细细菌菌：水水解解产产酸酸细细菌菌、产产氢氢产产乙乙酸酸细细菌菌和和产产甲甲烷烷细细菌菌的的
4、联联合合作作用用来来完完成成的的。因因而而可可以以粗粗略略地地将将有有机机物物的的厌厌氧氧分分解解过过程程分分为为两两个个阶阶段段。在在第第一一阶阶段段中中，产产酸酸细细菌菌把把存存在在于于细细菌菌中中的的复复杂杂有有机机物物转转化化成成较较简简单单的的有有机机物物和和CO2、NH3、H2S等等无无机机物物，在在第第二二阶阶段段中中，甲甲烷烷细细菌菌接接着着将将简简单单的的有有机机物物分解成分解成CH4和和CO2等。等。厌厌厌厌氧氧氧氧处处处处理理理理要要要要求求求求酸酸酸酸的的的的形形形形成成成成速速速速度度度度与与与与甲甲甲甲烷烷烷烷的的的的形形形形成成成成速速速速度度度度相相相相平平平平
5、衡衡衡衡。由由由由于于于于甲甲甲甲烷烷烷烷形形形形成成成成的的的的速速速速度度度度较较较较慢慢慢慢，所所所所以以以以碱碱碱碱性性性性发发发发酵酵酵酵将将将将控控控控制制制制整整整整个个个个系系系系统统统统的的的的反反反反应应应应速速速速度度度度，即即即即在在在在整整整整个个个个过过过过程程程程中中中中必必必必须须须须维维维维持持持持有有有有效效效效的的的的碱碱碱碱性性性性发发发发酵酵酵酵条条条条件件件件。一一一一般般般般为为为为了了了了维维维维持持持持有有有有效效效效的的的的处处处处理理理理效效效效果果果果，厌厌厌厌氧氧氧氧分分分分解解解解的的的的pHpH值值值值应应应应保保保保持持持持在在在
6、在之之之之间。间。间。间。2-61厌氧生物处理的方法和基本功能有二：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）酸发酵的目的是为进一步进行生物处理提供易生物降解的基质；提供易生物降解的基质；（2）甲烷发酵的目的是进一步降解有机物和）甲烷发酵的目的是进一步降解有机物和生产气体燃料。生产气体燃料。2 厌氧过程的影响因素厌氧过程的影响因素(1)pH值和温度值和温度(2)有机物负荷有机物负荷(3)搅拌和混合搅拌和混合(4)污水的污水的CN比比(5)抑制细菌生长物质抑制细菌生长物质厌氧过程的影响因素厌氧过程的影响因素(1)pH(1)pH值和温度值和温度值和温度值和温度 经
7、验和研究表明，经验和研究表明，经验和研究表明，经验和研究表明，pHpH值和温度是影响甲烷值和温度是影响甲烷值和温度是影响甲烷值和温度是影响甲烷细菌生长的两个重要环境因素。细菌生长的两个重要环境因素。细菌生长的两个重要环境因素。细菌生长的两个重要环境因素。pHpH值应在之间。值应在之间。值应在之间。值应在之间。厌氧处理工艺一般分为厌氧处理工艺一般分为厌氧处理工艺一般分为厌氧处理工艺一般分为常温（常温（常温（常温（1010101034343434）、）、）、）、中温中温中温中温(35(35(35(3540)40)40)40)、高温高温高温高温(50-55)3(50-55)3(50-55)3(50-
8、55)3种。种。种。种。甲烷细菌对温度的变化很敏感，因此要保甲烷细菌对温度的变化很敏感，因此要保甲烷细菌对温度的变化很敏感，因此要保甲烷细菌对温度的变化很敏感，因此要保持温度的恒定。通常采用的持温度的恒定。通常采用的持温度的恒定。通常采用的持温度的恒定。通常采用的厌氧处理的温度一厌氧处理的温度一厌氧处理的温度一厌氧处理的温度一般选择在般选择在般选择在般选择在35355555。厌氧消化对温度的突变也十分敏感，要求日变厌氧消化对温度的突变也十分敏感，要求日变厌氧消化对温度的突变也十分敏感，要求日变厌氧消化对温度的突变也十分敏感，要求日变化小于化小于化小于化小于22。温度突变幅度太大，会招致系统的。
9、温度突变幅度太大，会招致系统的。温度突变幅度太大，会招致系统的。温度突变幅度太大，会招致系统的停止产气。停止产气。停止产气。停止产气。(2)(2)有机物负荷有机物负荷有机物负荷有机物负荷 如果向消化池连续投入适量的有机物、营如果向消化池连续投入适量的有机物、营如果向消化池连续投入适量的有机物、营如果向消化池连续投入适量的有机物、营养源，则细菌能够保持高浓度的水平，脂肪酸养源，则细菌能够保持高浓度的水平，脂肪酸养源，则细菌能够保持高浓度的水平，脂肪酸养源，则细菌能够保持高浓度的水平，脂肪酸的生成、甲烷发酵都将正常进行，低级脂肪酸的生成、甲烷发酵都将正常进行，低级脂肪酸的生成、甲烷发酵都将正常进行
10、，低级脂肪酸的生成、甲烷发酵都将正常进行，低级脂肪酸也将保持适当的浓度能够向消化池投加的有机也将保持适当的浓度能够向消化池投加的有机也将保持适当的浓度能够向消化池投加的有机也将保持适当的浓度能够向消化池投加的有机物量，即有机物的最大负荷量因污水的种类而物量，即有机物的最大负荷量因污水的种类而物量，即有机物的最大负荷量因污水的种类而物量，即有机物的最大负荷量因污水的种类而异，因此，在实际上对异，因此，在实际上对异，因此，在实际上对异，因此，在实际上对每种污水都必须是通过每种污水都必须是通过每种污水都必须是通过每种污水都必须是通过试验来确定其最适宜的负荷量。试验来确定其最适宜的负荷量。试验来确定其
11、最适宜的负荷量。试验来确定其最适宜的负荷量。有机物负荷是以向每立方米消化池中，在有机物负荷是以向每立方米消化池中，在有机物负荷是以向每立方米消化池中，在有机物负荷是以向每立方米消化池中，在1 1 1 1日内可投加的有机物量或日内可投加的有机物量或日内可投加的有机物量或日内可投加的有机物量或BODBODBODBOD量来表示量来表示量来表示量来表示 单位是单位是单位是单位是kgkgkgkg(m(m(m(m3 3 3 3 d)d)d)d)。厌氧生物处理可采用好氧生物处。厌氧生物处理可采用好氧生物处。厌氧生物处理可采用好氧生物处。厌氧生物处理可采用好氧生物处理高得多的有机负荷。理高得多的有机负荷。理高
12、得多的有机负荷。理高得多的有机负荷。一般可达一般可达一般可达一般可达5 5 5 5 10 kgCOD/10 kgCOD/10 kgCOD/10 kgCOD/(m(m(m(m3 3 3 3 d)d)d)d)，甚至可高达，甚至可高达，甚至可高达，甚至可高达50 kgCOD/(m50 kgCOD/(m50 kgCOD/(m50 kgCOD/(m3 3 3 3 d)d)d)d)。厌氧过程的影响因素厌氧过程的影响因素(3)搅拌和混合搅拌和混合 厌氧消化是由细菌的体内酶和体厌氧消化是由细菌的体内酶和体外酶所进行的接触反应，所以和活性外酶所进行的接触反应，所以和活性污泥法相同，只要对消化池内的底物，污泥法相
13、同，只要对消化池内的底物，经常地加以充分搅拌进行混合消化就经常地加以充分搅拌进行混合消化就能显著地促进消化进程，能显著地促进消化进程，厌氧过程的影响因素厌氧过程的影响因素(4)(4)污水的污水的污水的污水的C CNN比比比比 厌氧消化法是有效地利用产酸菌和甲烷菌生理厌氧消化法是有效地利用产酸菌和甲烷菌生理厌氧消化法是有效地利用产酸菌和甲烷菌生理厌氧消化法是有效地利用产酸菌和甲烷菌生理功能的一种生物处理法。因此，污水中必须含有功能的一种生物处理法。因此，污水中必须含有功能的一种生物处理法。因此，污水中必须含有功能的一种生物处理法。因此，污水中必须含有使这类细菌增殖和生活所需要的营养成分。使这类细
14、菌增殖和生活所需要的营养成分。使这类细菌增殖和生活所需要的营养成分。使这类细菌增殖和生活所需要的营养成分。在有机性废水的厌氧分解时，以碳源的一部分在有机性废水的厌氧分解时，以碳源的一部分在有机性废水的厌氧分解时，以碳源的一部分在有机性废水的厌氧分解时，以碳源的一部分作为能源，分解为甲烷二氧化碳，另一部分则用作为能源，分解为甲烷二氧化碳，另一部分则用作为能源，分解为甲烷二氧化碳，另一部分则用作为能源，分解为甲烷二氧化碳，另一部分则用于合成新细胞，从这些反应中的物料平衡来看，于合成新细胞，从这些反应中的物料平衡来看，于合成新细胞，从这些反应中的物料平衡来看，于合成新细胞，从这些反应中的物料平衡来看
15、，除了磷硫及其他生物代谢所需要的微量元素外，除了磷硫及其他生物代谢所需要的微量元素外，除了磷硫及其他生物代谢所需要的微量元素外，除了磷硫及其他生物代谢所需要的微量元素外，碳氮的绝对量及其在数量上的平衡是厌氧消化的碳氮的绝对量及其在数量上的平衡是厌氧消化的碳氮的绝对量及其在数量上的平衡是厌氧消化的碳氮的绝对量及其在数量上的平衡是厌氧消化的重要因素。重要因素。重要因素。重要因素。厌氧消化中为维持生物代谢所需要，厌氧消化中为维持生物代谢所需要，厌氧消化中为维持生物代谢所需要，厌氧消化中为维持生物代谢所需要，只要达到只要达到只要达到只要达到C0DC0DC0DC0D：N N N N：P P P P200
16、200200200：5 5 5 5：1 1 1 1即足够。即足够。即足够。即足够。厌氧过程的影响因素厌氧过程的影响因素(5)(5)抑制细菌生长物质抑制细菌生长物质抑制细菌生长物质抑制细菌生长物质 厌氧消化法是借助于细菌酶促反应的生物处厌氧消化法是借助于细菌酶促反应的生物处厌氧消化法是借助于细菌酶促反应的生物处厌氧消化法是借助于细菌酶促反应的生物处理法，因此容易受到抑制物质的影响，酶是蛋白理法，因此容易受到抑制物质的影响，酶是蛋白理法，因此容易受到抑制物质的影响，酶是蛋白理法，因此容易受到抑制物质的影响，酶是蛋白质或蛋白性物质，因此，质或蛋白性物质，因此，质或蛋白性物质，因此，质或蛋白性物质，因
17、此，凡是能够与蛋白质相结凡是能够与蛋白质相结凡是能够与蛋白质相结凡是能够与蛋白质相结合或能使蛋白质变性的物质，都会抑制参与甲烷合或能使蛋白质变性的物质，都会抑制参与甲烷合或能使蛋白质变性的物质，都会抑制参与甲烷合或能使蛋白质变性的物质，都会抑制参与甲烷发酵细菌的活性。主要的活性抑制物质是重金属发酵细菌的活性。主要的活性抑制物质是重金属发酵细菌的活性。主要的活性抑制物质是重金属发酵细菌的活性。主要的活性抑制物质是重金属类。类。类。类。以下五种重金属离子对甲烷菌毒性作用强弱以下五种重金属离子对甲烷菌毒性作用强弱以下五种重金属离子对甲烷菌毒性作用强弱以下五种重金属离子对甲烷菌毒性作用强弱的顺序是：的
18、顺序是：的顺序是：的顺序是：CrCrCuCuZnZnCdCdNiNi。除了上述五种以外，关于。除了上述五种以外，关于。除了上述五种以外，关于。除了上述五种以外，关于1 1价及价及价及价及2 2价金属如价金属如价金属如价金属如Na+Na+、K+K+、NHNH4 4+、CaCa2+2+、MgMg2+2+等对消化也等对消化也等对消化也等对消化也都是有毒性的。都是有毒性的。都是有毒性的。都是有毒性的。厌氧过程的影响因素厌氧过程的影响因素（二）好氧生物处理与厌氧生（二）好氧生物处理与厌氧生物处理的区别物处理的区别1对污染物起分解作的微生物群不同对污染物起分解作的微生物群不同2处理污染物所需时间不同处理污
19、染物所需时间不同3对环境要求不同对环境要求不同4需要后处理需要后处理1对污染物起分解作的微生物群不同对污染物起分解作的微生物群不同好氧与厌氧生物处理都能降解有机污染物，好氧与厌氧生物处理都能降解有机污染物，好氧与厌氧生物处理都能降解有机污染物，好氧与厌氧生物处理都能降解有机污染物，它们主它们主它们主它们主要区别是对有机物起分解作的微生物群不同。要区别是对有机物起分解作的微生物群不同。要区别是对有机物起分解作的微生物群不同。要区别是对有机物起分解作的微生物群不同。好氧生物处理中，有机物被转化成好氧生物处理中，有机物被转化成好氧生物处理中，有机物被转化成好氧生物处理中，有机物被转化成COCO2 2
20、、HH2 2OO、NHNH3 3、POPO4 43 3-、SOSO4 42 2-等基本无害无机物。等基本无害无机物。等基本无害无机物。等基本无害无机物。厌氧生物处理中，有机物先被转化成众多的中间有机厌氧生物处理中，有机物先被转化成众多的中间有机厌氧生物处理中，有机物先被转化成众多的中间有机厌氧生物处理中，有机物先被转化成众多的中间有机物物物物(如有机酸、醇、醛等如有机酸、醇、醛等如有机酸、醇、醛等如有机酸、醇、醛等)，以及，以及，以及，以及COCO2 2、HH2 2OO等；其中有机等；其中有机等；其中有机等；其中有机酸、醇、醛等有机物又被另一群被称为甲烷菌的厌氧菌酸、醇、醛等有机物又被另一群被
21、称为甲烷菌的厌氧菌酸、醇、醛等有机物又被另一群被称为甲烷菌的厌氧菌酸、醇、醛等有机物又被另一群被称为甲烷菌的厌氧菌继续分解，继续分解，继续分解，继续分解，由于能量的限制，其终产物受到较少的氧化由于能量的限制，其终产物受到较少的氧化由于能量的限制，其终产物受到较少的氧化由于能量的限制，其终产物受到较少的氧化作用，如有机碳常形成作用，如有机碳常形成作用，如有机碳常形成作用，如有机碳常形成CHCH4 4，而不是，而不是，而不是，而不是COCO2 2；有机氮常形成；有机氮常形成；有机氮常形成；有机氮常形成氨、氨化物和氮气，而不是亚硝酸盐或硝酸盐；氨、氨化物和氮气，而不是亚硝酸盐或硝酸盐；氨、氨化物和氮
22、气，而不是亚硝酸盐或硝酸盐；氨、氨化物和氮气，而不是亚硝酸盐或硝酸盐；S S形成形成形成形成HH2 2S S而不而不而不而不SOSO2 2或或或或SOSO4 42 2-等，等，等，等，产物复杂，有异臭，产物复杂，有异臭，产物复杂，有异臭，产物复杂，有异臭，生活污水生活污水生活污水生活污水污泥厌氧处理所产生的气体中，甲烷约占污泥厌氧处理所产生的气体中，甲烷约占污泥厌氧处理所产生的气体中，甲烷约占污泥厌氧处理所产生的气体中，甲烷约占50507575，二氧化碳约占二氧化碳约占二氧化碳约占二氧化碳约占20203030，是一种很好的燃料，发热量，是一种很好的燃料，发热量，是一种很好的燃料，发热量，是一种
23、很好的燃料，发热量一般为一般为一般为一般为500050006000kcal6000kcalmm3 3。2处理污染物所需时间不同处理污染物所需时间不同 好氧法处理有机物所需时间比用厌氧法处理好氧法处理有机物所需时间比用厌氧法处理好氧法处理有机物所需时间比用厌氧法处理好氧法处理有机物所需时间比用厌氧法处理短得多，基本上没有臭气产生，短得多，基本上没有臭气产生，短得多，基本上没有臭气产生，短得多，基本上没有臭气产生，但需要有氧的但需要有氧的但需要有氧的但需要有氧的供应和比较复杂的处理设备，且当污水中有机供应和比较复杂的处理设备，且当污水中有机供应和比较复杂的处理设备，且当污水中有机供应和比较复杂的处
24、理设备，且当污水中有机物浓度太高时，一般难于供应好氧分解所需要物浓度太高时，一般难于供应好氧分解所需要物浓度太高时，一般难于供应好氧分解所需要物浓度太高时，一般难于供应好氧分解所需要的充足的氧气。的充足的氧气。的充足的氧气。的充足的氧气。用厌氧法处理污水，所产生的甲烷气体可以用厌氧法处理污水，所产生的甲烷气体可以用厌氧法处理污水，所产生的甲烷气体可以用厌氧法处理污水，所产生的甲烷气体可以利用，但由于有硫化氢等气体产生，所以臭气利用，但由于有硫化氢等气体产生，所以臭气利用，但由于有硫化氢等气体产生，所以臭气利用，但由于有硫化氢等气体产生，所以臭气大；同时，由于存在硫化铁等黑色物质，使处大；同时，
25、由于存在硫化铁等黑色物质，使处大；同时，由于存在硫化铁等黑色物质，使处大；同时，由于存在硫化铁等黑色物质，使处理过的污水颜色较深，并且出水中所含有机物理过的污水颜色较深，并且出水中所含有机物理过的污水颜色较深，并且出水中所含有机物理过的污水颜色较深，并且出水中所含有机物也较多，如果要使有机物完全稳定，需时甚长，也较多，如果要使有机物完全稳定，需时甚长，也较多，如果要使有机物完全稳定，需时甚长，也较多，如果要使有机物完全稳定，需时甚长，、当污水量大时，所需设备将很大。、当污水量大时，所需设备将很大。、当污水量大时，所需设备将很大。、当污水量大时，所需设备将很大。因此，处因此，处因此，处因此，处理
26、污水一般都用好氧法，处理污泥则用厌氧法。理污水一般都用好氧法，处理污泥则用厌氧法。理污水一般都用好氧法，处理污泥则用厌氧法。理污水一般都用好氧法，处理污泥则用厌氧法。3对环境要求不同对环境要求不同 厌氧生物处理对环境要求与好氧生物处理不厌氧生物处理对环境要求与好氧生物处理不厌氧生物处理对环境要求与好氧生物处理不厌氧生物处理对环境要求与好氧生物处理不同。同。同。同。好氧生物处理要求充分供氧，对环境要求不好氧生物处理要求充分供氧，对环境要求不好氧生物处理要求充分供氧，对环境要求不好氧生物处理要求充分供氧，对环境要求不太严格；太严格；太严格；太严格；厌氧生物处理要求绝对厌氧的环境，对厌氧生物处理要求
27、绝对厌氧的环境，对厌氧生物处理要求绝对厌氧的环境，对厌氧生物处理要求绝对厌氧的环境，对环境条件环境条件环境条件环境条件(如如如如pHpH值温度值温度值温度值温度)要求甚严。要求甚严。要求甚严。要求甚严。反应速率方面，反应速率方面，反应速率方面，反应速率方面，好氧处理由于有氧作为氢受体，有机物转化速率好氧处理由于有氧作为氢受体，有机物转化速率好氧处理由于有氧作为氢受体，有机物转化速率好氧处理由于有氧作为氢受体，有机物转化速率快，需要时间短。可用较小的设备处理较多的污快，需要时间短。可用较小的设备处理较多的污快，需要时间短。可用较小的设备处理较多的污快，需要时间短。可用较小的设备处理较多的污水；水
28、；水；水；厌氧生物处理速率慢，需要时间长，在有限厌氧生物处理速率慢，需要时间长，在有限厌氧生物处理速率慢，需要时间长，在有限厌氧生物处理速率慢，需要时间长，在有限的设备内，仅能处理较少量污水或污泥。采用厌的设备内，仅能处理较少量污水或污泥。采用厌的设备内，仅能处理较少量污水或污泥。采用厌的设备内，仅能处理较少量污水或污泥。采用厌氧法处理污水除需要时间长外，处理水发黑，有氧法处理污水除需要时间长外，处理水发黑，有氧法处理污水除需要时间长外，处理水发黑，有氧法处理污水除需要时间长外，处理水发黑，有臭味，臭味，臭味，臭味，BODBOD浓度仍然很高。浓度仍然很高。浓度仍然很高。浓度仍然很高。如果污水中
29、的如果污水中的如果污水中的如果污水中的BODBOD5 5浓度较低，所需的处理设备将很庞大。所以，一浓度较低，所需的处理设备将很庞大。所以，一浓度较低，所需的处理设备将很庞大。所以，一浓度较低，所需的处理设备将很庞大。所以，一般污水中有机物浓度若超过般污水中有机物浓度若超过般污水中有机物浓度若超过般污水中有机物浓度若超过1 1(约约约约1000mg/L)1000mg/L)，才用厌氧生物处理。，才用厌氧生物处理。，才用厌氧生物处理。，才用厌氧生物处理。4需要后处理需要后处理 厌氧法的降解较不彻底，放出热量少，厌氧法的降解较不彻底，放出热量少，反应速度低，厌氧法处理的有机负荷率低，反应速度低，厌氧法
30、处理的有机负荷率低，需要的停留时间长短是由有机物厌氧分解需要的停留时间长短是由有机物厌氧分解的反应所决定的。的反应所决定的。与好氧法相比，要克服这些缺点，最主要与好氧法相比，要克服这些缺点，最主要的方法应是增加参加反应的微生物数量的方法应是增加参加反应的微生物数量(浓浓度度)和提高反应时的温度。但要提高反应温和提高反应时的温度。但要提高反应温度，就要消耗能量度，就要消耗能量(而水的比热又很大而水的比热又很大)。因此，厌氧生物处理法目前还主要用于污因此，厌氧生物处理法目前还主要用于污泥的消化，高浓度有机污水和温度较高的泥的消化，高浓度有机污水和温度较高的有机工业废水的处理。有机工业废水的处理。厌
31、氧生物降解与好氧生物降解的比较厌氧生物降解与好氧生物降解的比较 好氧生物降解好氧生物降解 厌氧生物降解厌氧生物降解微微生生物物种种类类:好好氧氧微微生生物物(较较简简)厌厌氧氧微微生生物物(复复杂杂)降解速率降解速率:快快 慢慢降解途径降解途径:碳降解碳降解 氨降解氨降解 碳降解碳降解对氧的要求对氧的要求:适当的溶解氧适当的溶解氧 无溶解氧无溶解氧温度要求温度要求:常温常温 常温常温-中温中温-高温高温环境条件环境条件:适应范围宽适应范围宽 适应范围较窄适应范围较窄 营养物质营养物质:100:5:1 200:5:1最终产物最终产物:H2O CO2 CH4 H2O CO2 基建费用基建费用:较低
32、较低 较高较高运行费用运行费用:较高较高 较低较低 回收能源回收能源厌氧技术是我国水污染控制的重要手段厌氧技术是我国水污染控制的重要手段我我我我国国国国高高高高浓浓浓浓度度度度有有有有机机机机工工工工业业业业废废废废水水水水排排排排放放放放量量量量巨巨巨巨大大大大，这这这这些些些些废废废废水水水水浓浓浓浓度度度度高高高高、多多多多含含含含有有有有大大大大量量量量的的的的碳碳碳碳水水水水化化化化合合合合物物物物、脂脂脂脂肪肪肪肪、蛋蛋蛋蛋白白白白质、纤维素等有机物；质、纤维素等有机物；质、纤维素等有机物；质、纤维素等有机物；我我我我国国国国当当当当前前前前的的的的水水水水体体体体污污污污染染染染
33、物物物物还还还还主主主主要要要要是是是是有有有有机机机机污污污污染染染染物物物物以以以以及及及及营养元素营养元素营养元素营养元素N N N N、P P P P的污染；的污染；的污染；的污染；目目目目前前前前的的的的形形形形势势势势是是是是：能能能能源源源源昂昂昂昂贵贵贵贵、土土土土地地地地价价价价格格格格剧剧剧剧增增增增、剩剩剩剩余余余余污泥的处理费用也越来越高；污泥的处理费用也越来越高；污泥的处理费用也越来越高；污泥的处理费用也越来越高；厌厌厌厌氧氧氧氧工工工工艺艺艺艺的的的的突突突突出出出出优优优优点点点点是是是是：能能能能将将将将有有有有机机机机污污污污染染染染物物物物转转转转变变变变成
34、成成成沼沼沼沼气气气气并并并并加加加加以以以以利利利利用用用用；运运运运行行行行能能能能耗耗耗耗低低低低；有有有有机机机机负负负负荷荷荷荷高高高高，占占占占地地地地面面面面积积积积少少少少；污污污污泥泥泥泥产产产产量量量量少少少少，剩剩剩剩余余余余污污污污泥泥泥泥处处处处理理理理费用低；等等费用低；等等费用低；等等费用低；等等厌厌厌厌氧氧氧氧工工工工艺艺艺艺的的的的综综综综合合合合效效效效益益益益表表表表现现现现在在在在环环环环境境境境、能能能能源源源源、生生生生态态态态三三三三个方面。个方面。个方面。个方面。目前的厌氧生物处理目前的厌氧生物处理多用于处理沉降多用于处理沉降的有机污泥和高浓度有
35、机污水的有机污泥和高浓度有机污水(像屠宰、像屠宰、酝酿工业、食品工业等生产污水酝酿工业、食品工业等生产污水)。而好。而好氧生物处理则多用于处理有机污染浓度氧生物处理则多用于处理有机污染浓度较低或适中的污水。较低或适中的污水。近年，打破了好氧近年，打破了好氧处理和厌氧处理决然分立的传统观念，处理和厌氧处理决然分立的传统观念，开发了好氧技术和厌氧技术联合运用的开发了好氧技术和厌氧技术联合运用的方法，大大推进了生物处理技术的研究方法，大大推进了生物处理技术的研究和应用。和应用。（三）厌氧处理设备及工艺（三）厌氧处理设备及工艺1.化粪池化粪池2.厌氧生物滤池厌氧生物滤池3.厌氧接触法厌氧接触法4.上流
36、式厌氧污泥床反应器法上流式厌氧污泥床反应器法1.化粪池化粪池 早期用于处理污水的厌氧处理构筑物是化粪早期用于处理污水的厌氧处理构筑物是化粪早期用于处理污水的厌氧处理构筑物是化粪早期用于处理污水的厌氧处理构筑物是化粪池和双层沉淀池。池和双层沉淀池。池和双层沉淀池。池和双层沉淀池。化粪池化粪池化粪池化粪池是一个矩形密闭的池子，用隔墙分为是一个矩形密闭的池子，用隔墙分为是一个矩形密闭的池子，用隔墙分为是一个矩形密闭的池子，用隔墙分为两室或三室，各室之间用水下连接管接通。污水两室或三室，各室之间用水下连接管接通。污水两室或三室，各室之间用水下连接管接通。污水两室或三室，各室之间用水下连接管接通。污水由
37、一端进入，通过各室后由另一端排出。悬浮物由一端进入，通过各室后由另一端排出。悬浮物由一端进入，通过各室后由另一端排出。悬浮物由一端进入，通过各室后由另一端排出。悬浮物沉于池底后进行缓慢的厌氧发酵。各室的顶盖上沉于池底后进行缓慢的厌氧发酵。各室的顶盖上沉于池底后进行缓慢的厌氧发酵。各室的顶盖上沉于池底后进行缓慢的厌氧发酵。各室的顶盖上设有人孔，可定期（数月）将消化后的污泥挖出，设有人孔，可定期（数月）将消化后的污泥挖出，设有人孔，可定期（数月）将消化后的污泥挖出，设有人孔，可定期（数月）将消化后的污泥挖出，供作农肥。这种处理构筑物通常设于独立的居住供作农肥。这种处理构筑物通常设于独立的居住供作农
38、肥。这种处理构筑物通常设于独立的居住供作农肥。这种处理构筑物通常设于独立的居住或公共建筑物的下水管道上，用于初步处理粪便或公共建筑物的下水管道上，用于初步处理粪便或公共建筑物的下水管道上，用于初步处理粪便或公共建筑物的下水管道上，用于初步处理粪便污水。污水。污水。污水。化粪池化粪池进水进水出水出水浮渣浮渣污泥污泥气体气体化粪池化粪池化粪池化粪池化粪池例图化粪池例图化粪池例图化粪池例图 用于处理来自厕所的粪便污水。曾广泛用于不用于处理来自厕所的粪便污水。曾广泛用于不用于处理来自厕所的粪便污水。曾广泛用于不用于处理来自厕所的粪便污水。曾广泛用于不设污水厂的合流制排水系统。还可用于郊区的别墅设污水厂
39、的合流制排水系统。还可用于郊区的别墅设污水厂的合流制排水系统。还可用于郊区的别墅设污水厂的合流制排水系统。还可用于郊区的别墅式建筑。式建筑。式建筑。式建筑。厌氧生物滤池的构造类厌氧生物滤池的构造类厌氧生物滤池的构造类厌氧生物滤池的构造类似于一般的生物滤池；似于一般的生物滤池；似于一般的生物滤池；似于一般的生物滤池；池池池池内放置填料，但池顶密封。内放置填料，但池顶密封。内放置填料，但池顶密封。内放置填料，但池顶密封。污水从池底进入，从池顶污水从池底进入，从池顶污水从池底进入，从池顶污水从池底进入，从池顶排出。填料浸没在水中，排出。填料浸没在水中，排出。填料浸没在水中，排出。填料浸没在水中，滤池
40、中的微生物量较高，滤池中的微生物量较高，滤池中的微生物量较高，滤池中的微生物量较高，微生物附着在滤料表面生微生物附着在滤料表面生微生物附着在滤料表面生微生物附着在滤料表面生长，平均停留时间可长达长，平均停留时间可长达长，平均停留时间可长达长，平均停留时间可长达100d100d左右。可达到较高的左右。可达到较高的左右。可达到较高的左右。可达到较高的处理效果。滤料可采用拳处理效果。滤料可采用拳处理效果。滤料可采用拳处理效果。滤料可采用拳状石质滤料，如碎石、卵状石质滤料，如碎石、卵状石质滤料，如碎石、卵状石质滤料，如碎石、卵石等，粒径在石等，粒径在石等，粒径在石等，粒径在40mm40mm左右，左右，
41、左右，左右，也可使用塑料填料。也可使用塑料填料。也可使用塑料填料。也可使用塑料填料。2.厌氧生物滤池厌氧生物滤池2-63厌氧生物滤池的主要优点是：厌氧生物滤池的主要优点是：处理能力较高；滤池内可以保持很高处理能力较高；滤池内可以保持很高的微生物浓度；不需另设泥水分离设备、的微生物浓度；不需另设泥水分离设备、出水出水SS较低；设备简单、操作方便。较低；设备简单、操作方便。厌氧生物滤池的主要缺点是：厌氧生物滤池的主要缺点是：滤料费用较贵；滤料容易堵塞，尤其滤料费用较贵；滤料容易堵塞，尤其是下部，生物膜很厚。堵塞后，没有简单是下部，生物膜很厚。堵塞后，没有简单有效的清洗方法。因此有效的清洗方法。因此
42、不宜处理高悬浮物不宜处理高悬浮物浓度浓度的污水，它主要适用于含悬浮物很低的污水，它主要适用于含悬浮物很低的溶解性有机物污染的污水。的溶解性有机物污染的污水。3.厌氧接触法厌氧接触法厌氧接触法厌氧接触法 对于悬浮物较高的有机污水，可以采用厌氧接对于悬浮物较高的有机污水，可以采用厌氧接对于悬浮物较高的有机污水，可以采用厌氧接对于悬浮物较高的有机污水，可以采用厌氧接触法，它实际上是厌氧活性污泥法，不需要曝气而触法，它实际上是厌氧活性污泥法，不需要曝气而触法，它实际上是厌氧活性污泥法，不需要曝气而触法，它实际上是厌氧活性污泥法，不需要曝气而需要脱气。需要脱气。需要脱气。需要脱气。厌厌氧氧接接触触法法实
43、实质质上上是是厌厌氧氧活活性性污污泥泥法法，不不需需要要曝曝气气而而需需要要脱脱气气。厌厌氧氧接接触触法法对对悬悬浮浮物物浓浓度度高高的的有有机机污污水水(如如肉肉类类加加工工废废水水等等)效效果果很很好好，悬悬浮浮颗颗粒粒成成为为微微生生物物的的载载体体，并并且且很很容容易易在在沉沉淀淀池池中中沉沉淀淀。在在混混合合接接触触池池中中，要要进进行行适适当当搅搅拌拌以以使使污污泥泥保保持持悬悬浮浮状状态态。搅搅拌拌方式可以是机械搅拌，也可以用泵循环搅拌。方式可以是机械搅拌，也可以用泵循环搅拌。中温消化时，厌氧接触工艺的有机负荷为中温消化时，厌氧接触工艺的有机负荷为25kgCOD(m3d)。这种工
44、艺仍属于低。这种工艺仍属于低负荷或中负荷，但其运行稳定，操作较为简负荷或中负荷，但其运行稳定，操作较为简单，且有较大的耐冲击负荷的能力。由于它单，且有较大的耐冲击负荷的能力。由于它较之普通消化法有这些优点。故近年来该法较之普通消化法有这些优点。故近年来该法在生产上得到了较广泛的应用。在生产上得到了较广泛的应用。4.上流式厌氧污泥床反应器法上流式厌氧污泥床反应器法 污水自下而上地通过厌氧污泥床污水自下而上地通过厌氧污泥床污水自下而上地通过厌氧污泥床污水自下而上地通过厌氧污泥床反应器。反应器。反应器。反应器。在反应器的底部有一个高浓在反应器的底部有一个高浓在反应器的底部有一个高浓在反应器的底部有一
45、个高浓度、高活性的污泥层，大部分的有机度、高活性的污泥层，大部分的有机度、高活性的污泥层，大部分的有机度、高活性的污泥层，大部分的有机物在这里被转化为物在这里被转化为物在这里被转化为物在这里被转化为CHCH4 4和和和和COCO2 2。由于由于由于由于产生的污泥活化气的搅动和污泥黏附产生的污泥活化气的搅动和污泥黏附产生的污泥活化气的搅动和污泥黏附产生的污泥活化气的搅动和污泥黏附气体的结果，气体的结果，气体的结果，气体的结果，在污泥层的上部可形成在污泥层的上部可形成在污泥层的上部可形成在污泥层的上部可形成一个污泥悬浮层。一个污泥悬浮层。一个污泥悬浮层。一个污泥悬浮层。反应器的上部为反应器的上部为
46、反应器的上部为反应器的上部为澄澄澄澄清区，设有三相分离器，完成气、液、清区，设有三相分离器，完成气、液、清区，设有三相分离器，完成气、液、清区，设有三相分离器，完成气、液、固相的分离。固相的分离。固相的分离。固相的分离。被分离的消化气从上部被分离的消化气从上部被分离的消化气从上部被分离的消化气从上部导出，被分离的污泥则自动落到下部导出，被分离的污泥则自动落到下部导出，被分离的污泥则自动落到下部导出，被分离的污泥则自动落到下部反应区。由于在反应器内停留了高浓反应区。由于在反应器内停留了高浓反应区。由于在反应器内停留了高浓反应区。由于在反应器内停留了高浓度的厌氧污泥，使反应器的有机负荷度的厌氧污泥
47、，使反应器的有机负荷度的厌氧污泥，使反应器的有机负荷度的厌氧污泥，使反应器的有机负荷有了很大提高。对于一般的高浓度有有了很大提高。对于一般的高浓度有有了很大提高。对于一般的高浓度有有了很大提高。对于一般的高浓度有机污水，当水温在机污水，当水温在机污水，当水温在机污水，当水温在3030左右时，负荷左右时，负荷左右时，负荷左右时，负荷可达可达可达可达20kgCOD20kgCOD(m(m3 3d)d)。2-65(1)UASB反应器的工作原理与构造反应器的工作原理与构造(1)(1)进水配水系统进水配水系统(2)(2)反应区反应区 (3)(3)三相分离器三相分离器(4)(4)出水系统出水系统沼沼气气出出
48、水水进水进水(5)集气罩集气罩悬浮污泥区悬浮污泥区颗粒污泥区颗粒污泥区(2)、UASB反应器的工艺特征：反应器的工艺特征：在反应器的上部设置了气、固、液三相分离器；在反应器的上部设置了气、固、液三相分离器；在反应器的上部设置了气、固、液三相分离器；在反应器的上部设置了气、固、液三相分离器；在反应器底部设置了均匀布水系统；在反应器底部设置了均匀布水系统；在反应器底部设置了均匀布水系统；在反应器底部设置了均匀布水系统；反应器内的污泥能形成颗粒污泥：反应器内的污泥能形成颗粒污泥：反应器内的污泥能形成颗粒污泥：反应器内的污泥能形成颗粒污泥：直径为直径为直径为直径为，湿比重为，湿比重为，湿比重为，湿比重
49、为；具有良好的沉降性能和很高的产甲烷活性。具有良好的沉降性能和很高的产甲烷活性。具有良好的沉降性能和很高的产甲烷活性。具有良好的沉降性能和很高的产甲烷活性。污泥浓度可达污泥浓度可达污泥浓度可达污泥浓度可达50gVSS/l50gVSS/l以上，污泥龄一般为以上，污泥龄一般为以上，污泥龄一般为以上，污泥龄一般为3030天以上；天以上；天以上；天以上；水力停留时间大大缩短，具有很高的容积负荷；水力停留时间大大缩短，具有很高的容积负荷；水力停留时间大大缩短，具有很高的容积负荷；水力停留时间大大缩短，具有很高的容积负荷；适于处理高、中浓度有机工业废水，也可以处理低浓度城市污水；适于处理高、中浓度有机工业
50、废水，也可以处理低浓度城市污水；适于处理高、中浓度有机工业废水，也可以处理低浓度城市污水；适于处理高、中浓度有机工业废水，也可以处理低浓度城市污水；将生物反应与沉淀分离集中在一个反应器内，结构紧凑；将生物反应与沉淀分离集中在一个反应器内，结构紧凑；将生物反应与沉淀分离集中在一个反应器内，结构紧凑；将生物反应与沉淀分离集中在一个反应器内，结构紧凑；无需设置填料，节省费用，提高容积利用率。无需设置填料，节省费用，提高容积利用率。无需设置填料，节省费用，提高容积利用率。无需设置填料，节省费用，提高容积利用率。(3)、UASB反应器的型式反应器的型式断断断断面面面面形形形形状状状状多多多多为为为为圆圆