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与好氧过程的根本区别在于不以分子态氧作为 受氢体，而以化合态氧、碳、硫、氮等作为受氢 体。厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程， 依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌 (fermentative bacteria)、产氢产乙酸细菌 (acetogenic bacteria)和产甲烷细菌(methanogenic bacteria)的联合作用完成。参与消化的细菌，酸化 阶段的统称产酸或酸化细菌，几乎包括所有的兼 性细菌；甲烷化阶段的统称甲烷好氧法一般要求BOD:N:P为l00:5:1，而厌氧法
的BOD:N:P为l00:2.5:0.5，对氮、磷缺乏的工业废 水所需投加的营养盐量较少。 （4）有杀菌作用
厌氧处理过程有一定的杀菌作用，可以杀死废 水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。 （5）污泥易贮存
表19-1 产酸菌和产甲烷菌的特性参数
参数 对pH的敏感性 氧化还原电位Eh 对温度的敏感性
产甲烷菌
产酸菌
敏感，最佳pH为6.8~7.2 <-350mv(中温)，<-560mv(高温)
不太敏感，最佳pH为 5.5~7.0
<-150~200mv
最佳温度：30~38℃，50~55℃
最佳温度：20~35℃
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第二阶段：气化阶段，由低分子的 有机酸经微生物作用转化为气体， 气体类似沼泽散发的气体，可称沼 气，主体是CH4，CO2也相当多， 还有微量H2、H2S等，因此气化阶 段常称甲烷化阶段。
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厌氧消化两阶段示意图
第一阶段 普通厌氧菌
碳水化合物、 脂肪、蛋白 质
细胞合成
第二阶段 绝对厌氧菌
消化
甲烷 二氧化碳
消化
有机酸、
乙醇、乙 醛
细胞合成
酶
新细胞
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厌氧消化四阶段
复杂污染物的厌氧降解过程可以分为四个阶段水解阶段、发 酵阶段（又称酸化阶段）、 产乙酸阶段、产甲烷阶 段
框图表示见下图
1．水解阶段
在细菌胞外酶的作用下大分子的有机物水解为小分子的有机物
2．发酵阶段
梭状芽孢杆菌、拟杆菌等酸化细菌吸收并转化为更为简单的化 合物分泌到细胞外，产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧 化碳、氢气、氨等
厌氧活性污泥可以长期贮存，厌氧反应器可以 季节性或间歇性运转。
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厌氧生物处理法缺点:
（1）厌氧微生物增殖缓慢，因而厌氧设备启 动和处理所需时间比好氧设备长；
（2）出水往往达不到排放标准，需要进一步 处理，故一般在厌氧处理后串联好氧处理；
（3）厌氧处理系统操作控制因素较为复杂。 （4）厌氧过程会产生气味对空气有污染。
有机酸被分解转化成乙酸 水解和溶解的有机物
和H2，在降解奇数碳素有 机酸时还形成CO2。
对批量污泥静置考察，可以见到污泥的消化过
程明显分为两个阶段。固态有机物先是液化，称液
化阶段；接着降解产物气化，称气化阶段；在常温
下，整个过程历时半年以上。
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传统的厌氧消化理论为两阶段理论
第一阶段：酸化阶段，最显著的特征是液态污泥的 pH值迅速下降。污泥中的固态有机物或污水中的大 分子化合物，如淀粉、纤维素、油脂、蛋白质等， 在无氧环境中降解时，转化为有机酸、醇、醛、水 分子等液态产物和CO2、H2、NH3、H2S等气体分子， 气体大多溶解在泥液中。转化产物中有机酸是主体。 低pH值有抑制细菌生长的作用，NH3的溶解产物 NH4OH有中和作用。
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新的研究成果阐明厌氧消化复物经杂先的在历大细分胞四子外、酶个不的溶作阶性用段有下机水
解为小分子、溶解性有机物，
大分子有机物然生后挥渗发入性细有胞机体酸内、，醇分类解、产醛
（碳水化合物、蛋白质、类脂等。肪高这等级个脂阶）肪段酸主。要产生较
在产氢产乙酸细菌的作用
水解 细菌的胞外酶
下，第一阶段产生的各种
现代厌氧反应器的开端。
第三代厌氧反应器
1980年Switzenbaum等推出了厌氧附着
膜膨胀床反应器（AAFEB）,还有厌氧流化床
（AFB）。
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厌氧生化法的优点：
（1）应用范围广
因供氧限制，好氧法一般适用于中、低浓 度有机废水的处理，而厌氧法适用于中、高浓 度有机废水。
有些有机物对好氧生物处理法来说是难降 解的，但对厌氧生物处理是可降解的，如固体 有机物、着色剂蒽醌和某些偶氮染料等。
污水的厌氧生物处理 The Anaerobic Processes
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➢ 1 概述 ➢ 2 厌氧法的基本原理 ➢ 3 厌氧法的工艺和设备 ➢ 4 厌氧法的影响因素 ➢ 5 分段厌氧处理法
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1概述
污水厌氧生物处理的发展过程
早期发展 1881~1950年
第二代厌氧反应器
1955年开发了厌氧接触法新工艺，标志着
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复杂有机物
1水解 2发酵
脂肪酸
3产乙酸
硫酸盐还原
H2 + CO2
乙酸
硫酸盐还原
4产甲烷
4产甲烷
CH4 + CO2
硫酸盐还原
H2S+ CO2
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3．产乙酸阶段
上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细
胞物质，这一阶段的主导细菌是乙酸菌。同时水中有硫酸盐 时，还会有硫酸盐还原菌参与产乙酸过程。 4．产甲烷阶段
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(2)能耗低
好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用随着 有机物浓度的增加而增大，而厌氧法不需要充氧， 而且产生的沼气可作为能源。
废水有机物达一定浓度后，沼气能量可以抵偿
达到1500mg/L5消耗能量。研究表明，当原水BOD 时，采用厌氧处理即有能量剩余。有机物浓度愈高，
剩余能量愈多。 一般厌氧法的动力消耗约为活性污
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2 厌氧法的基本原理
废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过
厌氧微生物(anaerobic microbes)(包括兼氧微生物） 的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲
烷(methane)和二氧化碳(carbon dioxide)等物质的 过程，也称为厌氧消化(anaerobic digestion) 。
乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被甲烷菌利用被转化为甲烷
和以及甲烷菌细胞物质。
经过这些阶段大分子的有机物就被转化为甲烷、二氧化碳、氢 气、硫化氢等小分子物质和少量的厌氧污泥。
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废水处理工艺中的厌氧微生物
在厌氧消化系统中微生物主要分为两大类： 非产甲烷菌（non-menthanogens）和产甲烷 细菌（menthanogens）。