酸化菌：10～30min
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产甲烷阶段的菌种
• 嗜甲烷菌或称产甲烷菌（Methanogens）,是甲 烷发酵阶段的主要细菌，属于绝对厌氧细菌， 主要代谢产物是甲烷。常见的有四种：
1、甲烷杆菌，杆状细胞，连成链或长丝状，或 呈短而直的杆状
2、甲烷球菌，球形细胞呈正圆或椭圆形，排列 成对或成链
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优 点：
• 能耗低(约为好氧的10％～15％） • 厌氧对N、P的含量要求低，
COD:N:P=800:5:1即可满足营养要求 • 可回收生物能源（沼气） • 产生的剩余污泥量少（相当于好氧的1/10～
1/6），节省污泥脱水费用 • 可承受的有机负荷高，占地少（人口密集、
地价昂贵的地区） • 可季节性运行或间断性运行（厌氧菌能保持
甲烷细菌 4甲烷化阶段
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CH4
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关于厌氧理论的3点思考：
1.水解-好氧工艺
2.生物制氢
3.一步或两步（两相）厌氧
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水解-好氧工艺
• 厌氧处理从开始只能处理高浓度的污水发展 到可以处理中低浓度的污水，如啤酒、屠宰 甚至生活污水。
• 北京市环科院开发了水解—好氧生物处理技 术。
• 为了控制pH，溶液中碱度应在1000～4500mg/L(以 CaO计)。通常加入石灰和重碳酸盐。
Ca(OH)2 + 2CO2
Ca(HCO3)2
H+ + HCO3-
H2CO3
CO2 + H2O
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• 厌氧工艺发展总的趋势是越来越高效，而高效的 厌氧处理必须满足两个原则：
• ①能够保持大量的厌氧活性污泥和足够长的污泥 龄；
• 悬浮固体物质(包括进水悬浮物和后续好 氧处理中的剩余污泥)被水解为可溶性物 质，使污泥得到处理。
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一步或两步（两相）厌氧
两步（两相）厌氧： • 进行水解和酸化的酸化反应器 • 产乙酸和产甲烷的甲烷反应器
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厌氧消化的影响因素1
• 温度 :
甲烷菌最适温度在35℃～38℃和52℃～55℃各 有一个。因此，甲烷菌可分为两类，即中温 甲烷菌；高温甲烷菌，两区之间的温度，反 应速度反而减退
• 水解反应器利用厌氧反应中的水解酸化阶段， 而放弃了停留时间长的甲烷发酵阶段。
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• 水解反应器对有机物的去除率，特别是 对悬浮物的去除率显著高于具有相同停 留时间的初沉池。（2.5～3h）
• 由于水解反应器可使啤酒废水中的大分 子难降解有机物被转变为小分子易降解 的有机物，出水的可生化性能得到改善， 这使得好氧处理单元停留时间小于传统 的工艺。
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3.乙酸化阶段
• 在此阶段，酸化阶段的产物被进一步转 化为乙酸、H2、碳酸等以及新的细胞物 质。
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产氢产乙酸菌
• 近年来的研究所发现的产氢产乙酸菌包 括互营单孢菌属(Syntrophomonas) 、杆 菌 属 (Syntrophobacter) 、 梭 菌 属 (Clostridium) 、 暗 杆 菌 属 (Petobacter) 等 。
3、甲烷八叠球菌，它可繁殖成为有规则的，大 小一致的细胞，堆积在一起
4、甲烷螺旋菌，呈有规则弯曲杆状和螺旋丝状
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大分子有机物（碳水化合物、蛋 白质、脂肪等）
1水解阶段
细菌胞外酶
水解的和溶解的有机物
2酸化阶段
产酸细菌
2酸化阶段
有机酸、醇类、醛类等 3乙酸化阶段
乙酸
H2、CO2
4甲烷化阶段 甲烷细菌
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2.酸化阶段
• 水解阶段产生的小分子水解产物在酸化 菌的细胞内转化为更简单的化合物并分 泌到细胞外,这一阶段的主要产物有VFA\ 醇类\乳酸\CO2\NH3\H2S等。与此同时， 酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物 质。
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发酵细菌(产酸细菌)
• 主要包括梭菌属(Clostridigm)、似杆菌属 (Bacteroides)、丁酸弧菌属(Butyrivibrio)、 真 细 菌 属 (Eubacterium) 和 双 歧 杆 菌 属 (Bifidobacterium)等。
• 中温或高温厌氧消化允许的温度变动范围为 ±1.5～2.0℃。当有±3℃变化时，就会抑制消 化速率，有±5℃的急剧变化时，就会突然停 止产气，有机酸大量积累而破坏厌氧消化
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厌氧消化的影响因素2
pH： • 产酸段（菌）适宜：4.5~8.2
产甲烷段（菌）适宜: (6.8)7.0~7.2
至少1年以上的活性）
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缺 点：
• 受温度等影响大，要保温
• 厌氧水力停留时间一般较长，厌氧的启动 时间一般也较长
• 厌氧处理后出水COD、BOD值较高，难以 达标（需好氧处理作为后处理）
• 有恶臭（H2S）
综合看来：
在处理高浓度难降解有机废水时，首选厌氧，再辅 之以好氧处理。
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主要讲述内容
概述 厌氧处理理论基础 厌氧处理工艺发展 厌氧－好氧技术的联合运用
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一、概 述
• 厌氧生物处理是指利用厌氧微生物的代 谢过程，在无氧条件下把污水中的有机 污染物转化为无机物和少量细胞物质的 污水处理方法。
• 与好氧生物处理技术相比，它具有以下 突出优点：
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4.产甲烷阶段
• 在此阶段，乙酸、H2、碳酸、甲酸和甲醇等 被转化为CH4、CO2和新的细胞物质。
• 整个厌氧降解的速率取决于以上四个阶段中 速度最慢的那个阶段，因为产甲烷菌的生长 缓慢,所以产甲烷的反应较慢,所以一般产甲 烷阶段是整个厌氧降解过程氧处理理论基础
厌氧生物降解过程可分为四个阶段： ➢1.水解阶段 ➢2.酸化阶段(也叫发酵阶段) ➢3.乙酸化阶段 ➢4.产甲烷阶段
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1.水解阶段
• 水解细菌将不溶性有机物转变成可溶性 有机物,将高分子溶性有机物转变成小分 子有机物(通过细菌胞外酶作用)
• 纤维素被纤维素酶水解成纤维二糖和葡萄糖 • 淀粉被淀粉酶水解成麦芽糖和葡萄糖 • 蛋白质被蛋白酶水解成短酞和氨基酸 • 脂肪被脂肪酶水解成丙二醇和脂肪酸
• ②保持所处理的废水和污泥之间的良好接触。