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参数 对pH的敏感性 的敏感性 对温度的敏感性
产酸菌 不太敏感，最佳 不太敏感，最佳pH 为5.5~7.0 最佳温度： 最佳温度：20~35℃ ℃
5%
复杂有机化合物 （碳水化合物、蛋白质、类脂类） 水解
20%
10%
简单有机化合物 （糖、氨基酸、肽） 产酸 长链脂肪酸 （丙酸、丁酸等）
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厌氧生物滤池作为第二代厌氧工艺的典型， 厌氧生物滤池作为第二代厌氧工艺的典型， 在现在的污水的厌氧生物处理应用中非常广泛。 在现在的污水的厌氧生物处理应用中非常广泛。 升流式厌氧生物滤池占大多数， 升流式厌氧生物滤池占大多数，其填料生物 厌氧生物滤池占大多数 量高，容易堵塞， 量高，容易堵塞，所以常用于处理高浓度可溶态 有机废水为主。降流式能克服堵塞 能克服堵塞， 有机废水为主。降流式能克服堵塞，但附着的微 生物容易流失，因此处理效率相对低一些。 生物容易流失，因此处理效率相对低一些。平流 也有一定程度的应用。 式也有一定程度的应用。 在设计计算中，填料是主要部分， 在设计计算中，填料是主要部分，此外还应 考虑运行中温度、pH、水力停留时间、 考虑运行中温度、pH、水力停留时间、有机负荷 和堵塞等影响因素。 和堵塞等影响因素。
35%
13% H2 CO2
17% 乙酸
28%
CH4 CO2
72%
厌氧消化机理示意图
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厌氧生物处理的特点 优点
需要的能量少， 需要的能量少，产生甲烷是一种潜在的能源 产生的剩余生物污泥较少 负荷高，可处理高浓度、 负荷高，可处理高浓度、难降解的有机废水 需要的营养物较少
缺点
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第二代厌氧工艺
有大量的活性厌氧污泥， 有大量的活性厌氧污泥，能将固体停留时间和 水力停留时间分开， 水力停留时间分开，使得反应器内固体停留时 间可达上百天， 间可达上百天，水力停留时间仅为数天甚至数 小时， 厌氧生物滤池、 小时，如厌氧生物滤池、上流式厌氧污泥反应 分段厌氧处理法和厌氧流化床等 器、分段厌氧处理法和厌氧流化床等。 缺点：一般只适应处理中高浓度的有机废水， 缺点：一般只适应处理中高浓度的有机废水， 当有机负荷变幅大时， 当有机负荷变幅大时，对低浓度废水由于产气 量小，搅拌强度小，使得污泥不能很好悬浮， 量小，搅拌强度小，使得污泥不能很好悬浮， 泥水接触不均，有效处理容积大为减弱。 泥水接触不均，有效处理容积大为减弱。
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第三代厌氧工艺
保持污水和活性污泥的良好接触， 保持污水和活性污泥的良好接触，加强传 质效果，大大提高反应器的容积利用率， 质效果，大大提高反应器的容积利用率， 抗负荷冲击能力强， 膨胀颗粒污泥床、 抗负荷冲击能力强，如膨胀颗粒污泥床、 折流板式厌氧反应器等 折流板式厌氧反应器等。 特点：水力停留时间短，容积负荷高， 特点：水力停留时间短，容积负荷高，可 间歇性运行，对温度的适应能力强， 间歇性运行，对温度的适应能力强，对有 毒物质和抑制性化合物具有较强缓冲能力， 毒物质和抑制性化合物具有较强缓冲能力， 出水水质较好。 出水水质较好。
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厌氧
有 机 物
的
水解
酸化
乙酸化
甲烷化
厌氧消化的过程（四阶段） 厌氧消化的过程（四阶段）
阶段
ห้องสมุดไป่ตู้
1. 水解发酵阶段 2. 产氢产乙酸阶段 3. 产甲烷阶段
程 启
厌氧过程中涉及底物的降解、 厌氧过程中涉及底物的降解、微生物 的生长和甲烷的生成三方面，其中甲烷的 的生长和甲烷的生成三方面， 生成是整个反应过程的限制性阶段。 生成是整个反应过程的限制性阶段。 甲烷细菌对温度、pH值和有毒物质均 甲烷细菌对温度、pH值和有毒物质均 较敏感（温度:35 38或52-55，pH:6.8:35较敏感（温度:35-38或52-55，pH:6.87.2）。 7.2）。 反应速度慢，主要用于污泥的消化、 反应速度慢，主要用于污泥的消化、 高浓度有机废水和较高温的工业废水。 高浓度有机废水和较高温的工业废水。
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营养与C/N比 营养与C/N比
厌氧消化原料是厌氧消化微生物赖以生长、 厌氧消化原料是厌氧消化微生物赖以生长、 繁殖的营养物质， 繁殖的营养物质，这些营养物质中最重要的 是碳素和氨素两种营养物质 C/N比过高，碳素多，氮素养料相对缺乏， C/N比过高，碳素多，氮素养料相对缺乏， 比过高 细菌和其他微生物的生长繁殖受到限制， 细菌和其他微生物的生长繁殖受到限制，有 机物的分解速度就慢、发酵过程就长。 机物的分解速度就慢、发酵过程就长。 C/N比过低，可供消耗的碳素少， C/N比过低，可供消耗的碳素少，氮素养料 比过低 相对过剩，则容易造成系统中氨氮浓度过高， 相对过剩，则容易造成系统中氨氮浓度过高， 出现氨中毒。 出现氨中毒。
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第二节 污水的厌氧生物处理方法
人类第一次有意识地利用厌氧生物过程来处理废弃物， 人类第一次有意识地利用厌氧生物过程来处理废弃物，是 1881年由法国的“自动净化器”开始的，最常见的是化粪池。 年由法国的“ 年由法国的 自动净化器”开始的，最常见的是化粪池。 早期方法简单，处理废水的同时， 早期方法简单，处理废水的同时，也处理沉淀下来的污泥 水力停留时间很长，出水水质也较差； 水力停留时间很长，出水水质也较差；
第15章 污水的厌氧生物处理 章
第一节 厌氧生物处理的基本原理 第二节 污水的厌氧生物处理工艺 第三节 厌氧生物处理法的设计计算
厌氧生物处理定义： 厌氧生物处理定义：厌氧生物处理是一种在厌
氧条件下， 氧条件下，利用厌氧微生物或兼性微生物 对污水进行处理的经济、节能、 对污水进行处理的经济、节能、有效并能 实现污水能源化和资源化的方法。 实现污水能源化和资源化的方法。
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抑制物质 Na Fe Cr6+ Cr3+ Cd
浓度/(mg/L) 浓度/(mg/L) 3500～5500 ～ 1710 3 500 150
pH值和消化液的缓冲作用 pH值和消化液的缓冲作用
1．由于pH的变化引起微生物体表面的电荷变化，进 由于pH的变化引起微生物体表面的电荷变化 的变化引起微生物体表面的电荷变化， 而会影响微生物对营养物的吸收； 而会影响微生物对营养物的吸收； 2．pH除了对微生物细胞有直接影响外，还可以促使 pH除了对微生物细胞有直接影响外 除了对微生物细胞有直接影响外， 有机化合物的离子化作用， 有机化合物的离子化作用，从而对微生物产生间接 影响， 影响，因为多数非离子状态化合物比离子状态化合 物更容易渗入细胞； 物更容易渗入细胞； 3．pH强烈地影响酶的活性，酶只有在最适宜的pH值 pH强烈地影响酶的活性 酶只有在最适宜的pH值 强烈地影响酶的活性， 时才能发挥最大活性，不适宜的pH值使酶的活性降 时才能发挥最大活性，不适宜的pH值使酶的活性降 进而影响微生物细胞内的生物化学过程。 低，进而影响微生物细胞内的生物化学过程。
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新型厌氧工艺
近十几年来， 近十几年来，随着厌氧处理理论和实践的积 累，国际上陆续研制和开发了一些新型的污 水厌氧反应器， 序批间歇式厌氧反应器、 水厌氧反应器，如序批间歇式厌氧反应器、 移动式厌氧污泥床反应器……等等，部分已 等等， 移动式厌氧污泥床反应器 等等 开始投入市场运行。 开始投入市场运行。
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类似为厌氧接触法的改进版，增加了气、 类似为厌氧接触法的改进版，增加了气、液、 固三相分离装置，显著提高了处理效率。 固三相分离装置，显著提高了处理效率。 构筑物简单，无需复杂机械设备，运行经济， 构筑物简单，无需复杂机械设备，运行经济， 有机负荷率和去除率高， 有机负荷率和去除率高，能适应较强负荷冲击和 温度、pH变化 变化。 温度、pH变化。 但对底部污泥床的活性成分利用和剩余污泥 的处理不易控制。 的处理不易控制。
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8 7 6 有机物负荷 有机物负荷（kg/m·d） 5 4 3 2 1 0 25 30 35 40 温 度 （ C） 45 50 55
4
3 产气量（m/m·d）
2
1
0
温度与有机物负荷、产气量关系 温度与有机物负荷、
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60
50
40
T（C）
30
20
10
0
15
30
45
60
75
90 t（ d）
105
120
消化时间
反应温度与反应时间的关系
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搅拌和混合
搅拌可使消化物料分布均匀， 搅拌可使消化物料分布均匀，增加微生物与 物料的接触，并使消化产物及时分离， 物料的接触，并使消化产物及时分离，从而 提高消化效率、增加产气量。同时， 提高消化效率、增加产气量。同时，对消化 池进行搅拌，可使池内温度均匀， 池进行搅拌，可使池内温度均匀，加快消化 速度，提高产气量。 速度，提高产气量。 消化池在不搅拌的情况下， 消化池在不搅拌的情况下，消化料液明显地 分成结壳层、清液层、沉渣层， 分成结壳层、清液层、沉渣层，严重影响消 化效果。 化效果。 污水处理厂污泥厌氧消化池的厌氧消化搅拌 方法包括气体搅拌、机械搅拌、泵循环等。 方法包括气体搅拌、机械搅拌、泵循环等。
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有毒物质
有许多化学物质能抑制厌氧消化过程中微生物的 生命活动，这类物质被称为抑制剂或有毒物质。 生命活动，这类物质被称为抑制剂或有毒物质。
抑制物质 挥发性脂肪酸 氨氮 溶解性硫化物 Ca Mg K 浓度/(mg/L) 浓度/(mg/L) >2000 1500～3000 ～ >200 2500～4500 ～ 1000～1500 ～ 2500～4500 ～