1. 什麼是厭氧發酵
厭氧發酵工藝分析
發布時間：2002-08-21
一、沼氣池(厭氧消化器)採用技術分析和評價
在我國已建成的沼氣工程中，所採用的厭氧消化工藝，主要有以下四類，即塞流式消化器，升流式固體反應器，升流式厭氧污泥床和污泥床濾器。
1�塞流式反應器(Plug Flow Reactor，簡稱PFR)
塞流式反應器也稱推流式反應器，是一種長方形的非完全混合式反應器。高濃度懸浮固體發酵原料從一端進入，從另一端排出。
優點：1不需要攪拌，池形結構簡單，能耗低；2適用於高SS廢水的處理，尤其適用於牛糞的厭氧消化，用於農場有較好的經濟效益；3運行方便，故障少，穩定性高。
缺點：1固體物容易沉澱於池底，影響反應器的有效體積，使HRT和SRT降低，效率較低；2需要固體和微生物的迴流作為接種物；3因該反應器面積/體積比較大，反應器內難以保持一致的溫度；4易產生厚的結殼。
北京市大興區留民營的雞糞高溫沼氣工程採用了該反應器。實踐表明，該反應器耐粗放管理，採用高溫(55℃)發酵，產氣率較高，並且可以殺滅有害生物。但因雞糞沉渣較多，易生成沉澱而影響反應器的效率。
2�升流式固體反應器(Upflow Solids Reactor，簡稱USR)
升流式固體反應器是一種結構簡單、適用於高懸浮固體原料的反應器。原料從底部進入消化器內，與消化器里的活性污泥接觸，使原料得到快速消化。未消化的生物質固體顆粒和沼氣發酵微生物靠自然沉降滯留於消化器內，上清液從消化器上部溢出，這樣可以得到比水力滯留期高得多的固體滯留期(SRT)和微生物滯留期(MRT)，從而提高了固體有機物的分解率和消化器的效率。
首都師范大學利用USR進行了雞糞沼氣發酵研究，其進料濃度為TS=5％～6％，COD=42～55g/l，懸浮固體為45～55g/l，在35℃條件下，USR的負荷可達10kgCOD/m3·d，產氣率4�88m3/m3·d，CH4含量60％左右，COD去除率85％左右，SS去除率為66�16％。據計算當HRT為5天時SRT為25天。
留民營雞糞污水中溫沼氣發酵工程、房山區琉璃河豬糞廢水沼氣發酵工程、房山區南韓繼和平谷縣南獨樂河豬糞廢水沼氣工程的厭氧消化器均採用USR工藝，運行穩定，效果較好。
3�升流式厭氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Bed，簡稱UASB)
UASB是由Lettinga等於1974～1978年研究成功的一項新工藝，是世界上發展最快的消化器。由於該消化器結構簡單，運行費用低，處理效率高而引起人們的普遍興趣。該消化器適用於處理可溶性廢水，要求較低的懸浮固體含量。北京環境科學院於1983年首先開展了利用UASB處理丙酮丁醇生產廢水的工藝研究，至今我國已對COD為300～500mg/l的生活污水，1000～2000mg/l啤酒廢水，3000～5000mg/l的屠宰廢水，8000～10000mg/l的豆製品廢水及30000～40000mg/l的酒醪濾液等進行了研究工作，並且多數已投產應用。該工藝將污泥的沉降與迴流置於一個裝置內，降低了造價。
該工藝的優點為：1除三相分離器外，消化器結構簡單，沒有攪拌裝置及供微生物附著的填料；2長的SRT和MRT使其達到了很高的負荷率；3顆粒污泥的形成，使微生物天然固定化，改善了微生物的環境條件，增加了工藝的穩定性；4出水的懸浮固體含量低。
缺點：1需要安裝三相分離器；2進水中只能含有低濃度的懸浮固體；3需要有效的布水器使其進料能均勻分布於消化器的底部；4當沖擊負荷或進料中懸浮固體含量升高，以及遇到過量有毒物質時，會引起污泥流失，要求較高的管理水平。
UASB是近年來在沼氣發酵工程中應用最多的工藝，多用於工業廢水和生活污水的厭氧消化。經過固液分離後的畜禽糞便污水也可以採用UASB進行厭氧消化處理。UASB工藝在工廠廢水處理中已得到廣泛應用。北京啤酒廠採用UASB工藝的厭氧消化工程已被國家環保局定為重點推廣項目。
4�污泥床濾器(UBF)
它是將UASB和厭氧濾器結合為一體的厭氧消化器。其下部為污泥床，上部設置纖維填料。由於附著於纖維填料上的生物膜補充了污泥床上部微生物的不足，所以效益較高。但每立方米填料價值300～500元，使工程造價上升。
順義肉聯廠的屠宰廢水處理採用UBF工藝。它對低濃度低懸浮固體污水的厭氧消化效果較好。用於高濃度高懸浮固體廢水處理易產生堵塞。
二、沼氣發酵工程工藝流程分析
厭氧消化器(即沼氣池)是沼氣工程的主體，要使畜禽糞便處理實現資源化、減量化、無害化、生態化的目標，並使沼氣工程穩定運行，還必須有一系列輔助項目與沼氣池配套。由於這一系統工程已遠遠超出了生產沼氣的唯一目的，因此稱該系統工程為能源環境工程，簡稱「能環工程」。
一個完整的能環工程，應當包括以下主要內容：一是糞便污水的前處理，二是厭氧消化器，三是沼氣的凈化、儲存和利用，四是利用沼渣和沼液生產固體或液體有機肥料及生物活性肥料，五是多餘污水的達標排放處理。
由於養殖場所處地區不同，對能環工程具體內容的要求也有所不同。基本上可分為兩種模式，一種為「能源生態模式」，一種為「能源環保模式」。
所謂能源生態模式適合於一些周邊有適當的農田、魚塘或水生植物塘的畜禽場，它是以生態農業的觀點統一籌劃系統安排，使周邊的農田、魚塘或水生植物塘完全消納經厭氧消化處理後的廢水。在一個生態園區內沼氣池起著生態系統中「分解者」的作用。畜禽糞便廢水在經厭氧消化處理和沉澱或固液分離後，沼渣用來生產有機肥料，沼液則排灌到農田、魚塘或水生植物塘，使糞便得到能源、肥料等多層次的資源化利用，生態農業得以持續發展，並最終達到園區內糞污的「零排放」。這種模式遵循了生態農業原則，具有良好的經濟效益和環境效益。留民營、南獨樂河果園沼氣工程均採用此模式，其必備的先決條件是養殖業和種植業的合理配置。
所謂能源環保模式主要是針對一些周邊既無一定規模的農田，又無閑暇空地可供建造魚塘和水生植物塘的畜禽養殖場，因此該畜禽場在建設「能環工程」時，其末端的出水必需達到規定的相應環保標准要求。畜禽廢水在經厭氧消化處理和沉澱後，必需再經過適當的好氧處理和物化處理等。這種模式多用於大、中城市的近郊區，最終出水水質較好，但工程造價和運行費用均較高。順義肉聯廠採用此模式。
2. 工業污水中的有機物怎麼除
主要靠微生來物分解進行源處理.
污水中的有機物可以通過厭氧生物處理+好氧生物處理很好的去除.
厭氧生物處理就是在厭氧條件下微生物降解廢水中的有機物;
好氧生物處理就是在有氧條件下微生物降解廢水中的有機物.
厭氧生物處理處理大分子量的有機物.
主要是將大分子量的有機物分
解成較小分子量的有機物並將其中一部分的有機物轉化成甲烷等可利用的能源.
好氧生物處理處理經厭氧生物處理後的廢水中分子量較小的有機物並將其分解成無機物,
分解的無機物在二沉池加入一定量的混凝劑和/或絮凝劑將其沉降與水分離從而達到廢水凈化的目的
3. 污水處理為什麼VFA是反映厭氧生物反應器效果的重要指標
厭氧生物處理反應器啟動時的注意事項有哪些
（1）厭氧化物處理反應器在投入運行之前，必須進行充水試驗和氣密性試驗。充水試驗要求無漏水現象，氣密性試驗要求池內加壓到350mm水柱，穩定15min後壓力降小於100 mm水柱。而且在進行厭氧污泥的培養和馴化之前，最好使氮氣吹掃。
（2）厭氧活性污泥最好從處理同類污水的正在運行的厭氧處理構築物中取得，也可取自江河湖泊沼澤底部、市政下水道及污水集積處等處於厭氧環境下的淤泥，甚至還可以使用好氧活性污泥法的剩餘污泥進行轉性培養，但這樣做需要的時間要更長的一些。
（3）厭氧化物處理反應器因為微生物增殖緩慢，一般需要的啟運時間較長，如果能接種大量的厭氧污泥，可以縮短啟動時間。一般接種污泥的數量要達到反應器容積的10% ~9%，具保值根據接種污泥的來源情況而定。接種量越大，啟動時間越短，如果接種污泥中含有大量的甲烷菌，效果會更好。
（4）採用中溫消化或高溫消化時，加熱升溫的速度越慢越好，一定不能超過1℃/h。同時對含碳水化合物較多、缺乏鹼性緩沖物質的廢水時，需要補充投加一部分鹼源，並嚴格控制反應器內的PH值在6.8~7.8之間。
（5）啟動時的初始有機負荷與厭氧處理方法、待處理廢水性質、溫度等工藝條件及接種污泥的性質等有關，一般從較低的負荷開始，再逐步增加負荷完成啟運過程。例如UASB啟動時，初始有機負荷一般為0.1~0.2kgCODCR/（kgMLSS?d），當CODCR去除率達到80%或出水中揮發性有機酸VFA的濃度低於1000mg/L後，再按原有負荷50%的遞增幅度增加負荷。如果出水中VFA濃度較高，則不宜提高負荷，甚至要酌情降低負荷。
（6）厭氧反應器的出水以一定的迴流以返回反應器，可以回收部分流失的污泥及出水中的緩沖性物質、平衡反應器中水的PH值。一般附著型的反應裝置因填料具有一定的攔截作用，可以不用迴流出水；而懸浮生長型反應裝置啟動時因污泥易於流失，可適當出水迴流。
（7）對於縣浮型厭氧反應裝置，可以投加粉末無煙煤、簽名冊水砂礫、粉末活性炭或絮凝劑，促進污泥的顆粒化。
（8）啟動初期水力負代號過高可能造成污泥的大量流失，水力負荷過低又不利於厭氧污泥的篩選。一般在啟動初期 選用較低的水力負荷，經過數周後再緩慢平穩地遞增。
4. 廢水厭氧生物處理和好氧生物處理的區別
最大的區別就是處理環境. 厭氧生物處理就是在厭氧條件下微生物降解廢水中的有機物
好氧生物處理就是在有氧條件下微生物降解廢水中的有機物
其次是所能處理的有機物. 厭氧生物處理處理大分子量的有機物. 主要是將大分子量的有機物分
解成較小分子量的有機物並將其中一部分的有機物轉化成甲烷等可利
用的能源
好氧生物處理處理經厭氧生物處理後的廢水中分子量較小的有機物並
將其分解成無機物, 分解的無機物在二沉池加入一定量的混凝劑和/或絮
凝劑將其沉降與水分離從而達到廢水凈化的目的
厭氧處理是利用厭氧菌的作用，去除廢水中的有機物，通常需要時間較長。厭氧過程可分為水解階段、酸化階段和甲烷化階段。
水解酸化的產物主要是小分子有機物，使廢水中溶解性有機物顯著提高，而微生物對有機物的攝取只有溶解性的小分子物質才可直接進入細胞內，而不溶性大分子物質首先要通過胞外酶的分解才得以進入微生物體內代謝。例如天然膠聯劑（主要為澱粉類），首先被轉化為多糖，再水解為單糖。纖維素被纖維素酶水解成纖維二糖與葡萄糖。半纖維素被聚木糖酶等水解成低聚糖和單糖。
水解過程較緩慢，同時受多種因素的影響，是厭氧降解的限速階段。在酸化這一階段，上述第一階段形成的小分子化合物在發酵細菌即酸化菌的細胞內轉化為更簡單的化合物並分泌到細菌體外，主要包括揮發性有機酸（VFA）、乳醇、醇類等，接著進一步轉化為乙酸、氫氣、碳酸等。酸化過程是由大量發酵細菌和產乙酸菌完成的，他們絕大多數是嚴格厭氧菌，可分解糖、氨基酸和有機酸。
好氧池的作用是讓活性污泥進行有氧呼吸，進一步把有機物分解成無機物。去除污染物的功能。運行好是要控制好含氧量及微生物的其他各需條件的最佳，這樣才能是微生物具有最大效益的進行有氧呼吸
5. 廢水的厭氧生物處理方法有哪些厭氧處理的原理是什麼
厭氧消化具有下列優點：無需攪拌和供氧，動力消耗少；能產生大量含甲烷的沼氣，是很好的能源物質，可用於發電和家庭燃氣；可高濃度進水，保持高污泥濃度，所以其溶劑有機負荷達到國家標准仍需要進一步處理；初次啟動時間長；對溫度要求較高；對毒物影響較敏感；遭破壞後，恢復期較長。污水厭氧生物處理工藝按微生物的凝聚形態可分為厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法。厭氧活性污泥法包括普通消化池、厭氧接觸消化池、升流式厭氧污泥床（upflow anaerobic sludge blanket,UASB）、厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）等；厭氧生物膜法包括厭氧生物濾池、厭氧流化床和厭氧生物轉盤。
一般來說，廢水中復雜有機物物料比較多，通過厭氧分解分四個階段加以降解：
（1）水解階段：高分子有機物由於其大分子體積，不能直接通過厭氧菌的細胞壁，需要在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機物質比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖，澱粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被分解成短肽和氨基酸。分解後的這些小分子能夠通過細胞壁進入到細胞的體內進行下一步的分解。答案來自環保通。
（2）酸化階段：上述的小分子有機物進入到細胞體內轉化成更為簡單的化合物並被分配到細胞外，這一階段的主要產物為揮發性脂肪酸（VFA），同時還有部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產物產生。
（3）產乙酸階段：在此階段，上一步的產物進一步被轉化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細胞物質。
（4）產甲烷階段：在這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉化成甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。這一階段也是整個厭氧過程最為重要的階段和整個厭氧反應過程的限速階段。
6. VFA和ALK在廢水化學分析中中文是什麼意思
VFA表示的是厭氧處理系統內的揮發性有機酸的含量，ALK則表示的是厭氧處理系統內的鹼度
7. 水處理生物學有機物好氧降解與厭氧降解的產物有何區別
最大的區別就是處理環境.
厭氧生物處理就是在厭氧條件下微生物降解廢水中的有機物好氧生物處理就是在有氧條件下微生物降解廢水中的有機物其次是所能處理的有機物.
厭氧生物處理處理大分子量的有機物.
主要是將大分子量的有機物分解成較小分子量的有機物並將其中一部分的有機物轉化成甲烷等可利用的能源好氧生物處理處理經厭氧生物處理後的廢水中分子量較小的有機物並將其分解成無機物,
分解的無機物在二沉池加入一定量的混凝劑和/或絮凝劑將其沉降與水分離從而達到廢水凈化的目的厭氧處理是利用厭氧菌的作用,去除廢水中的有機物,
通常需要時間較長.
厭氧過程可分為水解階段、酸化階段和甲烷化階段.
水解酸化的產物主要是小分子有機物
,使廢水中溶解性有機物顯著提高,
而微生物對有機物的攝取只有溶解性的小分子物質才可直接進入細胞內,
而不溶性大分子物質首先要通過胞外酶的分解才得以進入微生物體內代謝.
例如天然膠聯劑（主要為澱粉類）,
首先被轉化為多糖,再水解為單糖.
纖維素被纖維素酶水解成纖維二糖與葡萄糖.
半纖維素被聚木糖酶等水解成低聚糖和單糖.
水解過程較緩慢,同時受多種因素的影響,
是厭氧降解的限速階段.
在酸化這一階段,上述第一階段形成的小分子化合物在發酵細菌即酸化菌的細胞內轉化為更簡單的化合物並分泌到細菌體外,
主要包括揮發性有機酸（VFA）、乳醇、醇類等,接著進一步轉化為乙酸、氫氣、碳酸等.
酸化過程是由大量發酵細菌和產乙酸菌完成的,他們絕大多數是嚴格厭氧菌,
可分解糖、氨基酸和有機酸.
好氧池的作用是讓活性污泥進行有氧呼吸,進一步把有機物分解成無機物.去除污染物的功能.運行好是要控制好含氧量及微生物的其他各需條件的最佳,這樣才能是微生物具有最大效益的進行有氧呼吸