生化厭氧水處理

❶ 厭氧生物處理技術的技術機理

一、概述 厭氧生物處理技術在水處理行業中一直都受到環保工作者們的青睞，由於其具有良好的去除效果，更高的反應速率和對毒性物質更好的適應，更重要的是由於其相對好氧生物處理廢水來說不需要為氧的傳遞提供大量的能耗，使得厭氧生物處理在水處理行業中應用十分廣泛。
但由於總體反應式基於莫諾方程的厭氧處理受到低濃度廢水Ks的限制，所以厭氧在處理低濃度廢水方面沒有太大的空間，可最近的一些報道和試驗表明，厭氧如果提供合適的外部條件，在處理低濃度廢水方面仍然有非常高的處理效果。
我們可以根據厭氧反應的原理加以動力學方程推導出厭氧生物處理低濃度廢水尤其在處理生活污水方面的合適條件。
二、厭氧反應四個階段
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。
（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。
再上述四個階段中，有人認為第二個階段和第三個階段可以分為一個階段，在這兩個階段的反應是在同一類細菌體類完成的。前三個階段的反應速度很快，如果用莫諾方程來模擬前三個階段的反應速率的話，Ks（半速率常數）可以在50mg/l以下，μ可以達到5KgCOD/KgMLSS.d。而第四個反應階段通常很慢，同時也是最為重要的反應過程，在前面幾個階段中，廢水的中污染物質只是形態上發生變化，COD幾乎沒有什麼去除，只是在第四個階段中污染物質變成甲烷等氣體，使廢水中COD大幅度下降。同時在第四個階段產生大量的鹼度這與前三個階段產生的有機酸相平衡，維持廢水中的PH穩定，保證反應的連續進行。
三 水解反應
水解可定義為復雜的非溶解性的聚合物被轉化成簡單的溶解性單體和二聚體的過程。水解反應針對不同的廢水類型差別很大，這要取決於胞外酶能否有效的接觸到底物。因此，大的顆粒比小顆粒底物要難降解很多，比如造紙廢水、印染廢水和制葯廢水的木質素、大分子纖維素就很難水解。
水解速度的可由以下動力學方程加以描述：
ρ=ρo/(1+Kh.T)
ρ ——可降解的非溶解性底物濃度（g/l）；
ρo———非溶解性底物的初始濃度（g/l）；
Kh——水解常數（d－1）；
T——停留時間（d）。
一般來說，影響Kh的因素很多，很難確定一個特定的方程來求解Kh，但我們可以根據一些特定條件的Kh，反推導出水解反應器的容積和最佳反應條件。在實際工程實施中，有條件的話，最好針對要處理的廢水作一些Kh的測試工作。通過對國內外一些報道的研究，提出在低溫下水解對脂肪和蛋白質的降解速率非常慢，這個時候，可以不考慮厭氧處理方式。對於生活污水來說，在溫度15的情況下，Kh=0.2左右。但在水解階段我們不需要過多的COD去除效果，而且在一個反應器中你很難嚴格的把厭氧反應的幾個階段區分開來，一旦停留時間過長，對工程的經濟性就不太實用。如果就單獨的水解反應針對生活污水來說，COD可以控制到0.1的去除效果就可以了。
把這些參數和給定的條件代入到水解動力學方程中，可以得到停留水解停留時間：
T=13.44h
這對於水解和後續階段處於一個反應器中厭氧處理單元來說是一個很短的時間，在實際工程中也完全可以實現。如果有條件的地方我們可以適當提高廢水的反應溫度，這樣反應時間還會大大縮短。而且一般對於城市污水來說，長的排水管網和廢水中本生的生物多樣性，所以當廢水流到廢水處理場時，這個過程也在很大程度上完成，到目前為止還沒有看到關於水解作為生活污水厭氧反應的限速報道。
四 發酵酸化反應
發酵可以被定義為有機化合物既作為電子受體也作為電子供體的生物降解過程，在此過程中有機物被轉化成以揮發性脂肪酸為主的末端產物。
酸化過程是由大量的、多種多樣的發酵細菌來完成的，在這些細菌中大部分是專性厭氧菌，只有1%是兼性厭氧菌，但正是這1%的兼性菌在反應器受到氧氣的沖擊時，能迅速消耗掉這些氧氣，保持廢水低的氧化還原電位，同時也保護了產甲烷菌的運行條件。
酸化過程的底物取決於厭氧降解的條件、底物種類和參與酸化的微生物種群。對於一個穩態的反應器來說，乙酸、二氧化碳、氫氣則是酸化反應的最主要產物。這些都是產甲烷階段所需要的底物。
在這個階段產生兩種重要的厭氧反應是否正常的底物就是揮發性脂肪酸（VFA）和氨氮。VFA過高會使廢水的PH下降，逐漸影響到產甲烷菌的正常進行，使產氣量減小，同時整個反應的自然鹼度也會較少，系統平衡PH的能力減弱，整個反應會形成惡性循環，使得整個反應器最終失敗。氨氮它起到一個平衡的作用，一方面，它能夠中和一部分VFA，使廢水PH具有更大的緩沖能力，同時又給生物體合成自生生長需要的營養物質，但過高的氨氮會給微生物帶來毒性，廢水中的氨氮主要是由於蛋白質的分解帶來的，典型的生活污水中含有20-50mg/l左右的氨氮，這個范圍是厭氧微生物非常理想的范圍。
另外一個重要指標就是廢水中氫氣的濃度，以含碳17的脂肪酸降解為例：
CH3(CH2)15COO-+14H2O—> 7CH3COO-+CH3CH2COO-+7H++14H2
脂肪酸的降解都會產生大量的氫氣，如果要使上述反應得以正常進行，必須在下一反應中消耗掉足夠的氫氣，來維持這一反應的平衡。如果廢水的氫氣指標過高，表明廢水的產甲烷反應已經受到嚴重抑制，需要進行修復，一般來說氫氣濃度升高是伴隨PH指標降低的，所以不難監測到廢水中氫氣的變化情況，但廢水本身有一定的緩沖能力，所以完全通過PH下降來判斷氫氣濃度的變化有一定的滯後性，所以通過監測廢水中氫氣濃度的變化是對整個反應器反應狀態一個最快捷的表現形式。
五 產乙酸反應
發酵階段的產物揮發性脂肪酸VFA在產乙酸階段進一步降解成乙酸，其常用反應式如以下幾種：
CH3CHOHCOO-+2H2O —> CH3COO-+HCO3-+H++2H2 ΔG』0=-4.2KJ/MOL
CH3CH2OH+H2O－> CH3COO-+H++2H2O ΔG』0=9.6KJ/MOL
CH3CH2CH2COO-+2H2O－> 2CH3COO-+H++2H2 ΔG』0=48.1KJ/MOL
CH3CH2COO-+3H2O－> CH3COO-+HCO3-+H++3H2 ΔG』0=76.1KJ/MOL
4CH3OH+2CO2－> 3CH3COO-+2H2O ΔG』0=-2.9KJ/MOL
2HCO3-+4H2+H+－>CH3COO-+4H2O ΔG』0=-70.3KJ/MOL
從上面的反應方程式可以看出，乙醇、丁酸和丙酸不會被降解，但由於後續反應中氫的消耗，使得反應能夠向右進行，在一階段，氫的平衡顯得更加重要，同時後續的產甲烷過程為這一階段的轉化提供能量。實際上這一階段和前面的發酵階段都是由同一類細菌完成，都在細菌體內進行，並且產物排放到水體中，界限並沒有十分清楚，在設計反應器時，沒有足夠的理由把他們分開。
六 產甲烷反應
在厭氧反應中，大約有70%左右的甲烷由乙酸歧化菌產生，這也是這幾個階段中遵循莫諾方程反應的階段。
另一類產生甲烷的微生物是由氫氣和二氧化碳形成的。在正常條件下，他們大約佔30%左右。其中約有一般的嗜氫細菌也能利用甲酸產生甲烷。最主要的產甲烷過程反應有：
CH3COO-+H2O－>CH4+HCO3- ΔG』0=-31.0KJ/MOL
HCO3-+H++4H2－>CH4+3H2O ΔG』0=-135.6KJ/MOL
4CH3OH－>3CH4+CO2+2H2O ΔG』0=-312KJ/MOL
4HCOO-+2H+－>CH4+CO2+2HCO3- ΔG』0=-32.9KJ/MOL
在甲烷的形成過程中，主要的中間產物是甲基輔酶M（CH3-S-CH2-SO3-）。這個過程可用以下圖示所標：
在甲基輔酶M還原成甲烷的過程中，需要作用非常重要的甲基還原酶，其中含有重要的金屬離子Ni+。這對生活污水來說是比較缺乏微量金屬離子，所以在生活污水的厭氧生物處理過程中補充一定的微量金屬離子是非常必要的。
七 低濃度廢水反應速率的選擇
以生活污水為例，一般來說影響廢水厭氧反應速率的因素有很多，包括反應溫度、廢水的毒性、原水基質濃度、原水的PH值、傳質效率、營養物質的平衡、微量元素的催化作用等等。對於生活污水來說，影響比較大的因素有反應溫度、原水的基質濃度、傳質效率以及微量元素的催化。因為生活污水的營養比和PH值被公認為非常適合生物的生長的。在前面的敘述中，已經提及了厭氧反應的前三個階段對於生活污水來說，很快就可以完成，尤其水解階段，不存在傳質的限制，同時通常長距離的管網也給水解提供了足夠的時間。因此我們提出的厭氧處理低濃度廢水設計思想中，主要考慮產甲烷過程作為限速步驟。
由於產甲烷階段遵循莫諾方程，整個速率的確定以莫諾方程為基礎。在上式中，很難把總體反應的Ks值估算出來，因為它受到的影響因素很多，對於不同類型的廢水差別很大。對於生活污水來說可以根據不同的單個因素影響列成很多分式莫諾方程，最後各式相乘再加上修正系數，這個方程可以得出比較接近的Ks值，作為厭氧處理生活污水時的參考設計數據。
具體思想如下：
1、假定條件：a、厭氧處理該污水過程中主要受溫度、傳質速率、基質濃度以及微量元素的影響；b、微量元素可以通過外界條件的干預給予補充；c、反應器為一體化反應器；d、產甲烷單元反應也近似遵循莫諾方程。
2、模型總體方程
Kst－溫度響應半反應速率常數 mg/l
Ksv－傳質速率半反應速率常數 mg/l
K－修正系數
在上式中，Kst針對不同的廢水是可以確定的，Ksv對不同的反應器差別比較大，我們可以通過外界干預給以降低到一固定值偏差不大的范圍內，比如通過強制攪拌或是提高反應器的高徑比，出水迴流都是比較好的解決辦法。
通過眾多的工程實例以及文獻報道，初步確定Kst在15攝氏度時針對生活污水值為3200mg/l左右。Ksv在有攪拌足夠的情況下15攝氏度時針對生活污水值為532mg/l。K值在重慶地區可以取0.85，μmax按照碳水化合物可取5KgCOD/KgMLSS.d，這樣針對進水濃度為300mg/l的生活污水最大反應速率為：
μ1=5KgCOD/KgMLSS.d×（300/（3200+300））×（300/（532+300））×0.85
=0.132 KgCOD/KgMLSS.d
在一體式反應器中由於出水濃度很低，導致總體反應速率降低，但對於幾種高效厭氧反應器（包括UASB、EGSB、IC內循環反應器、流化床、上流式厭氧生物濾池）可以假設其為推流式厭氧反應器，濃度隨反應器高度的增加均勻的減少，即反應器中的濃度分布與高度成反比。這樣我們可以通過設定的出水濃度計算一個反應器最低反應速率，最後取平均值就得到整個反應器的平均反應速率。
同樣根據前面的莫諾模型，得出出水COD=80mg/l的厭氧反應速率：
μ2=5KgCOD/KgMLSS.d×（80/（3200+80））×（80/（532+80））×0.85
=0.014 KgCOD/KgMLSS.d
所以反應器的平均反應速率為
μ=（μ1+μ2）/2=0.073 KgCOD/KgMLSS.d
如果我們能夠在反應器內保持穩定的污泥濃度為20KgMLSS/m3，則整個反應器的容積反應速率為FV=0.073 KgCOD/KgMLSS.d×20KgMLSS/m3
=1.46 KgCOD/m3.d
在實際反應器的設計時，需要考慮污泥、氣體、液體分離的容積，反應部分容積只佔整個反應器容積的40%，這樣實際整個反應器設計平均負荷變為：
FV『=1.46 KgCOD/m3.d×0.4=0.99 KgCOD/m3.d
核算停留時間為：HRT=7.5h
八 中試與工程應用應注意的問題
通過上述實驗室里理論的研究和推斷，採用新型高效厭氧反應器處理城市污水完全是可行的。在中試和工程設計中，我們應該從上述分析角度出發，完善厭氧系統，以下措施是必要的：
1、在反應器的形式上優先考慮推流式的活塞反應器；
2、為了減少低濃度時，基質傳質速率（包括液相中的有機物向菌膠團或顆粒污泥傳質以及細胞壁外向細胞壁內傳質）對整個反應速率的影響，在反應器底部投加一定數量的活性炭作為載體是非常有必要的，但考慮到沼氣和布水的影響，投加數量不宜過多，初步考慮為40g/L顆粒狀活性炭；
3、建議在反應器的上部設置氣、水、固三相分離系統；
4、設置一套完善的出水迴流系統，並可以調節迴流量，用儀表顯示並控制；
5、出水設置MLSS濃度計加以監測，隨時了解反應器的污泥情況；
6、在反應器的底部、中部、頂部設置鹼度監測系統，隨時監測反應器內的生物反應條件；
7、設置一套啟動用的營養物質和微量元素添加系統是十分有必要的；
8、設置溫度感測器，了解原水水溫的變化對反應器的沖擊影響；
9、進水設置流量感測器和有機物在線監測儀器，並通過程序加以顯示到中央控制室中，隨時計算進水污泥負荷以及上升流速；
10、必要的預處理措施，比如除渣處理措施；
11、在北方的廢水處理系統，反應器建議修建在室內或採取嚴密的保溫措施；
12、其他必要的輔助系統，如消除泥水界面泥渣層的噴淋系統。
同樣，一套設計好的系統，沒有按照反應機理進行的啟動，是不能稱之為成功的系統的，在這里，根據一些工程實踐以及國內外一些報道，筆者對厭氧處理低濃度廢水時啟動提出一些參考性建議（針對生活污水）：
1、啟動時，先投載入體，在投加污泥，污泥的數量按照25KgMLVSS/m3池容計算，投加時的污泥必須通過篩網進行粗渣的清除（這一點非常重要）；
2、由於原水具有比較好的生化性，進水不需要馴化，但第一次進水進滿池體後，停止進水，通過臨時配備的水下攪拌機進行池底強制攪拌，連續8個小時攪拌以上，停止攪拌靜止8個小時，通過排泥管排除池體標高2米以上的污泥，再攪拌8個小時，這8個小時同時按照比例投加氮肥和磷肥，投加微量金屬元素，保證池內液相中的COD；
3、24個小時後，開始按設計負荷進水並採取一定的出水迴流，迴流比根據反應器的高度調整；（注意，出水帶出來的污泥不要迴流）
4、24個小時後，減少迴流比，保證出水不帶泥，如果出水繼續帶你就停止迴流，並進行污泥迴流，同時投加營養物質；
5、連續這樣運行一個星期，隨時監測各項出水指標，以便正確反應反應器內生物的反應狀態
6、作一些鏡檢。
九 結論
通過對厭氧微生物處理污水的機理研究得出，厭氧在常溫狀態下處理城市污水是有可能的，我們在實際中由於種種非生物本身反應的原因而錯過了利用厭氧處理城市污水的機會，並且在國外已經有了成功的厭氧處理城市污水的情況，出水COD<40mg/l。完全能滿足有機物排放標准，如果加上簡短脫硝曝氣工藝（在去除了BOD後，只需要1.5H的時間就可以進行NH3-N到NO-N的轉化），就是一個非常適合中國國情的低濃度廢水處理工藝，但在設計中，應詳細認真的作出設計前的調查和設計後的啟動工作。

❷ 污水處理中厭氧處理是什麼原理和過程，需要什麼設備

A/O工藝法，也叫厭氧好氧工藝法，主要用於水處理方面。

A就是厭氧段，主要用於脫氮除磷;O就是好氧版段,主要用於去除水中權的有機物。它除了可去除廢水中的有機污染物外，還可同時去除氮、磷，對於高濃度有機廢水及難降解廢水，在好氧段前設置水解酸化段，可顯著提高廢水可生化性。

❸ 厭氧生物處理適用於什麼場合

廢水的厭氧生物處理法

厭氧生物處理是在無氧的情況下，利用兼性菌和厭氧菌的代謝作用，分解有機物的一種生物處理法。是一種低成本的廢水處理技術，它能在處理廢水過程中回收能源。厭氧生化法不僅可用於處理有機污泥和高濃度有機廢水，也用於處理中、低濃度有機廢水，包括城市污水。

厭氧生化法與好氧生化法相比具有下列優點。

(1)應用范圍廣 好氧法因供氧限制一般只適用於中、低濃度有機廢水的處理，而厭氧法既適用於高濃度有機廢水，又適用於中、低濃度有機廢水。有些有機物對好氧生物處理法來說是難降解的，但對厭氧生物處理是可降解的、如固體有機物、著色劑蒽釀和某些偶氮染料等。

(2)能耗低 好氧法需要消耗大量能量供氧，曝氣費用隨著有機物濃度的增加而增大，而厭氧法不需要允氧，而且產生的沼氣可作為能源。廢水有機物達一定濃度後，沼氣能量可以抵償消耗能量。當原水BOD5達到1500mg/L時，採用厭氧處理即有能量剩餘。有機物濃度愈高，剩餘能量愈多。—般厭氧法的動力消耗約為活性污泥法的1/10。

(3)負荷高 通常好氧法的有機容積負荷為2~4kgBOD/m3.d，而厭氧法為2～10kg COD/m3.d，高的可達50kgCOD／m3.d。

(4)剩餘污泥量少，且其濃縮性、脫水性良好 好氧法每去除1kg COD將產生0.4~0.6 kg生物量，而厭氧法去除1kg COD只產生0.02~0.1kg 生物量，其剩餘污泥量只有好氧法的5％~20％。同時，消化污泥在衛生學上和化學上都是穩定的。因此，剩餘污泥處理和處置簡單、運行費用低，甚至可作為肥料、飼料或餌料利用。

(5)氮、磷營養需要量較少 好氧法一般要求BOD：N：P為100：5：1，而厭氧法的BOD：N：P為100：2.5：0.5，對氮、磷缺乏的工業廢水所需投加的營養鹽量較少。

(6)厭氧處理過程有一定的殺菌作用，可以殺死廢水和污泥中的寄生蟲卵、病毒等。

(7)厭氧活性污泥可以長期貯存，厭氧反應器可以季節性或間歇性運轉。與好氧反應器相比，在停止運行一段時間後，能較迅速啟動。

但是，厭氧生物處理法也存在下列缺點：

(1)厭氧微生物增殖緩慢，因而厭氧設備啟動和處理時間比好氧設備長。

(2)處理後的出水水質差，往往需進一步處理才能達標排放。

1. 厭氧消化原理

復雜有機物的厭氧消化過程要經歷數個階段，由不同的細菌群接替完成。根據復雜有機物在此過程中的物態及物性變化，可分為以下三個階段。

第一階段為水解階段。廢水中的不溶性大分子有機物(如蛋白質、多糖類、脂類等)經發酵細菌水解後，分別轉化為氨基酸、葡萄糖和甘油等水溶性的小分子有機物。水解過程通常較緩慢，因此被認為是含高分子有機物或懸浮物廢液厭氧降解的限速階段。

由於簡單碳水化合物的分解產酸作用，要比含氮有機物的分解產氨作用迅速，故蛋白質的分解在碳水化合物分解後產生。

含氮有機物分解產生的NH3除了提供合成細胞物質的氮源外，在水中部分電離，形成NH4HCO3，具有緩沖消化液pH值的作用，故有時也把繼碳水化合物分解後的蛋白質分解產氨過程稱為酸性減退期，反應為：

第二階段為產氫產乙酸階段。在產氫產乙酸細菌的作用下，第一階段產生的各種有機酸被分解轉化成乙酸和H2，在降解奇數碳素有機酸時還形成CO2，如：

第三階段為產甲烷階段。產甲烷細菌將乙酸、乙酸鹽、CO2和H2等轉化為甲烷。此過程由兩組生理上不同的產甲烷菌完成，一組把氫和二氧化碳轉化成甲院，另一組從乙酸或乙酸鹽脫羧產生甲烷，前者約占總量的1／3，後者約佔2／3，反應為：

上述三個階段的反應速度依廢水性質而異，在含纖維素、半纖維素、果膠和脂類等污染物為主的廢水中，水解易成為速度限制步驟；簡單的糖類、澱粉、氨基酸和一般的蛋白質均能被微生物迅速分解，對含這類有機物為主的廢水，產甲烷易成為限速階段。

雖然厭氧消化過程可分為以上三個階段，但是在厭氧反應器中，三個階段是同時進行的，並保持某種程度的動態平衡，這種動態平衡一旦被pH值、溫度、有機負荷等外加因素所破壞，則首先將使產甲烷階段受到抑制，其結果會導致低級脂肪酸的積存和厭氧進程的異常變化，其至會導致整個厭氧消化過程停滯。

2. 影響厭氧處理的因素

（1）溫度 溫度是影響微生物生命活動最重要的因素之一，其對厭氧微生物及厭氧消化的影響尤為顯著。各種微生物都在一定的溫度范圍內生長，根據微生物生長的溫度范圍，習慣上將微生物分為三類：(a)嗜冷微生物，生長溫度為5～20 ℃；(b)嗜溫微生物，生長溫度20～42℃；(c)嗜熱微生物，生長溫度42～75℃。相應地厭氧廢水處理也分為低溫、中溫和高溫三類。這三類微生物在相應的適應溫度范圍內還存在最佳溫度范圍，當溫度高於或低於最佳溫度范圍時其厭氧消化速率將明顯降低。在工程運用中，中溫工藝中以30～40 ℃最為常見，其最佳處理溫度在35～40℃；高溫工藝以50～60 ℃最為常見，最佳溫度為55℃。

在上述范圍里，溫度的微小波動(例如1～3℃)對厭氧工藝不會有明顯的影響，但如果溫度下降幅度過大，則由於微生物活力下降，反應器的負荷也將降低。

（2）pH值 產甲烷菌對pH值變化適應性很差，其最佳范圍為6.8～7.2，超出該范圍厭氧消化細菌會受到抑制。

（3）氧化還原電位 絕對的厭氧環境是產甲烷菌進行正常活動的基本條件，產甲烷菌的最適氧化還原電位為－150～－400mV，培養甲烷菌的初期，氧化還原電位不能高於－330mV。

（4）營養 厭氧微生物對碳、氮等營養物質的要求略低於好氧微生物，需要補充專門的營養物質有鉀、鈉、鈣等金屬鹽類，它們是形成細胞或非細胞的金屬絡合物所需要的物質，同時也應加入鎳、鋁、鈷、鉬等微量金屬，以提高若干酶的活性。

（5）有機負荷 在厭氧法中，有機負荷通常指容積有機負荷，簡稱容積負荷，即消化器單位有效容積每天接受的有機物量(kg COD/m3.d)。對懸浮生長工藝，也有用污泥負荷表達的，即kg COD/(Kg 污泥.d)；在污泥消化中，有促負荷習慣上以投配率或進料率表達，即每天所投加的濕污泥體積占消化器有效容積的百分數。由於各種濕污泥的含水率、揮發組分不盡一致，投配率不能反映實際的有機負荷，為此，又引入反應器單位有效容積每天接受的揮發性固體重量這一參數，即kg MLVSS/(m3.d)。

有機負荷是影響厭氧消化效率的一個重要因素，直接影響產氣量和處理效率。在一定范圍內，隨著有機負荷的提高，產氣率即單位重量物料的產氣量趨向下降，而消化器的容積產氣量則增多，反之亦然。對於具體應用場合，進料的有機物濃度是一定的，有機負荷或投配率的提高意味著停留時間縮短，則有機物分解率將下降，勢必使單位重量物料的產氣量減少。但因反應器相對的處理量增多了，單位容積的產氣量將提高。

有機負荷值因工藝類型、運行條件以及廢水廢物的種類及其濃度而異。在通常的情況下，採用常規厭氧消化工藝，中溫處理高濃度工業廢水的有機負荷為2～3kg COD/(m3.d)，在高溫下為4~6kg COD/(m3.d)。上流式厭氧污泥床反應器、厭氧濾池、厭氧流化床等新型厭氧工藝的有機負荷在中溫下為5～15 kg COD/(m3.d)，可高達30 kg COD/(m3.d)。

（6）有毒物質 有毒物質會對厭氧微生物產生不同程度的抑制，使厭氧消化過程受到影響甚至破壞，常見抑制性物質為硫化物、氨氮、重金屬、氰化物及某些人工合成的有機物。

❹ 化工污水處理厭氧的作用和要求

化工污水的厭氧處理就是讓污水在缺氧或無氧條件下,促使厭氧菌生長繁殖,利用厭氧菌吞食化工污水中的某些有機污染物.
要求：首先要有能吞食化工污水中有機物的厭氧菌,其次,要創造條件使污水盡量保持無氧狀態.否則厭氧菌容易被氧殺死,就起不到吞食有機物的能力了.

❺ 厭氧污水處理的優勢介紹

厭氧污水處理工藝的基建投資一般情況下比氧化溝和 SBR 工藝高，但隨著規模的增大，氧化溝和 SBR 的基建費也成倍增加，而常規活性污泥法的投資則以較小的比例增加，兩者的差距越來越小。當污水廠達到一定規模後，常規活性污泥法的投資比氧化溝與 SBR 還省，所以，污水廠規模越大，常規活性污泥法的優勢就越大。常規活性污泥法、A/O和A2/O法的主要缺點是處理單元多，操作管理復雜，特別是污泥厭氧消化要求高水平的管理，消化過程產生的沼氣是可燃易爆氣體，更要求安全操作，這些都增加了管理的難度。但由於大型污水廠背靠大城市，技術力量強，管理水平較高，能滿足這種要求，因而常規活性污泥法的缺點不會成為限制使用的因素。
與污水的好氧生物處理工藝相比，污水的厭氧生物處理工藝具有以下主要優點：
①大量降低能耗，而且還可以回收生物能(沼氣);
厭氧生物處理工藝中沒有為微生物提供氧氣的鼓風曝氣裝置，可以降低大量的能耗。在大量去除有機物的同時，厭氧處理工藝還會伴有大量沼氣產生。而沼氣中的甲烷是一種可以燃燒的氣體，具有很高的利用價值，可以直接用於鍋爐燃燒或發電;
②污泥產量很低;
由於污水中大部分有機污染物在厭氧生物處理過程中被轉化為沼氣——甲烷和二氧化碳，而用於細胞合成的有機物相對較少;同時，微生物增殖速率好氧工藝要比厭氧高很多，產酸菌的產率Y為0.15~0.34kgVSS/kgCOD，產甲烷菌的產率Y為0.03kgVSS/kgCOD左右，而好氧微生物的產率約為0.25~0.6kgVSS/kgCOD。
③厭氧可以對好氧微生物不能降解的一些有機物進行降解或部分降解;因此，對於污水中含有難降解有機物質時，利用厭氧工藝進行處理後的效果更好一些，或者也可以將厭氧工藝作作為提高污水可生化性預處理工藝，為後續好氧處理工藝處理效果提供基礎。

❻ 污水處理厭氧生物處理的主要特點有哪些

⑴ 能耗較低：因為厭氧生物處理不需要供氧，能源消耗約為好氧活性污泥專法的1/10，還能產生具有屬較高熱值的甲烷氣(CH4)。每去除1gCODcr可以產生0.35標准升甲烷或0.7標准升沼氣。沼氣的熱值為22.7KJ/L,甲烷的熱值為39300KJ/m3，一般天然氣的熱值為34300KJ/m3 。
⑵ 污泥產量低：因為厭氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，好氧生物處理系統每處理1kgCODcr產生的污泥量為0.25～0.6kg，而厭氧生物處理系統每處理1kgCODcr產生的污泥量只有0.02～0.18kg。
⑶可對好氧生物處理系統不能降解的一些大分子有機物進行徹底降解或部分降解。
⑷ 厭氧微生物對溫度、PH等環境因素的變化更為敏感，運行管理好厭氧生物處理系統的難度較大。
⑸ 水溫適應廣：好氧處理水溫在10～35℃之間，當高溫時就需採取降溫措施;而厭氧處理水溫適應廣泛，分低溫厭氧(10～30℃)、中溫厭氧(30～40℃)和高溫厭氧(50～60℃)。

❼ 污水生化處理工藝選擇

日前大多數城市污水處理廠都採用活性污泥法。生物處理的原理是通過生物作用，尤其是微生物的作用，完成有機物的分解和生物體的合成，將有機污染物轉變成無害的氣體產物(CO2)、液體產物(水)以及富含有機物的固體產物(微生物群體或稱生物污泥)；多餘的生物污泥在沉澱池中經沉澱池固液分離，從凈化後的污水中除去。常用的污水生化處理有以下兩種工藝：
一、污水厭氧生物處理法
污水厭氧生物處理法又稱「厭氧消化」，是利用厭氧微生物以降解污水中的有機污染物，使污水凈化的方法。其機理是在厭氧細菌的作用下將污泥中的有機物分解，最後產生甲烷和二氧化碳等氣體。
完全厭氧消化過程可分三個階段：
1、污泥中的固態有機化合物藉助於從厭氧菌分泌出的細胞外水解酶得到溶解，並通過細胞壁進入細胞，在水解酶的催化下，將多糖、蛋白質、脂肪分別水解為單糖、氨基酸、脂肪酸等；
2、在產酸菌的作用下，將第一階段的產物進一步降解為較簡單的揮發性有機酸，如乙酸、丙酸、丁酸等；
3、在甲烷菌的作用下，將第二階段產生的揮發酸轉化成甲烷和二氧化碳。影響因素有溫度、pH值、養料、有機毒物、厭氧環境等。厭氧生物處理的優點：處理過程消耗的能量少，有機物的去除率高，沉澱的污泥少且易脫水，可殺死病原菌，不需投加氮、磷等營養物質。但是，厭氧菌繁殖較慢，對毒物敏感，對環境條件要求嚴格，最終產物尚需需氧生物處理。近年來，常應用於高濃度有機污水生化處理。
二、污水需氧生物處理法
污水需氧生物處理法是利用需氧微生物（主要是需氧細菌）分解污水中的有機污染物，使污水無害化的污水生化處理方法。其機理是，當污水同微生物接觸後，水中的可溶性有機物透過細菌的細胞壁和 細胞膜而被吸收進入菌體內；膠體和懸浮性有機物則被吸附在菌體表面，由細菌的外酶分解為溶解性的物質後，也進入菌體內。這些有機物在菌體內通過分解代謝過程被氧化降解，產生的能量供細菌生命活動的需要；一部分氧化中間產物通過合成代謝成為新的細胞物質，使細菌得以生長繁殖。處理的最終產物是二氧化碳、水、氨、硫酸鹽和磷酸鹽等穩定的無機物。處理時，要供給微生物以充足的氧和各種必要的營養源如碳、氮、磷以及鉀、鎂、鈣、硫、鈉等元素；同時應控制微生物的生存條件，如pH宜為6.5～9，水溫宜為10～35等。主要方法有活性污染法、生物膜法、氧化塘法等。

❽ 廢水的好氧生物處理與厭氧生物處理分別包括哪些過程及其影響因素

好氧生物處理是在有游離氧(分子氧)存在的條件下,好氧微生物降解有機物,使其穩定、無害化的處理方法.優點有反應速度較快,廢水停留時間較短,故處理構築物容積較小；處理過程中散發的臭氣較少；對能降解有機物分解完全等.缺點有對難降解有機物去除率低、污泥量較厭氧處理多、運行費用較高等.

厭氧生物處理是有機物在無氧的條件下,藉助轉性厭氧菌和兼性厭氧菌的作用下,將大部分的有機物轉化為甲烷等簡單小分子有機物與無機物,從而使污水得到凈化.優點有有機物去除率高、污泥量少、運行費用少等.缺點有廢水停留時間較長、有機物分解不完全、臭氣產生多等.

影響因素：

營養物質。甲烷菌對硫化氫具有最佳需要量有時需補充某些必需的特殊營養元素，如除氮、磷、硫等，以及鐵、鎳、鋅、鈷、鉬等可提高某些系統酶活性的微量元素。甲烷菌對硫化物和磷有專性需要，而鐵、鎳、鋅、鈷、鉬等對甲烷菌有激活作用。

氧化還原電位。氧化還原電位可以表示水中的含氧濃度，在培養甲烷菌的初期，氧化還原電位要不過高。

鹼度。廢水的碳酸氫鹽所形成的鹼度對pH值的變化有緩沖作用，如果鹼度不足，就需要投加碳酸氫鈉和石灰等鹼劑來保證反應器內的鹼度適中。

有毒物質。重金屬在很低的濃度條件下就會影響厭氧消化速率，硫化物、氨氮、氯代有機物及某些人工合成有機物的含量超過一定值後，也會對厭氧微生物產生不同程度的抑制，使厭氧消化過程受到影響甚至破壞。另外，厭氧發酵過程的產物和中間產物(如揮發性有機酸、氫離子濃度等)也會對厭氧發酵過程本身產生抑製作用。

水力停留時間。水力停留時間對於厭氧工藝的影響主要是通過上升流速來表現出來的。一方面，較高的水流速度可以提高污水系統內進水區的擾動性，從而增加生物污泥與進水有機物之間的接觸，提高有機物的去除率。另一方面，為了維持系統中，能擁有足夠多的污泥，上升流速又不能超過一定限值更多水處理葯劑至至http://www.cl39.com/望採納。

❾ 簡述好氧和厭氧生物處理有機污水的原理和適用條件。

好氧生物處理：在有游離氧（分子氧）存在的條件下，好氧微生物降解有機物，使其穩定、無害化的處理方法。微生物利用廢水中存在的有機污染物（以溶解狀與膠體狀的為主），作為營養源進行好氧代謝。

這些高能位的有機物質經過一系列的生化反應，逐級釋放能量，最終以低能位的無機物質穩定下來，達到無害化的要求，以便返回自然環境或進一步處置。適用於中、低濃度的有機廢水，或者說BOD5濃度小於500mgL的有機廢水。

厭氧生物處理：在沒有游離氧存在的條件下，兼性細菌與厭氧細菌降解和穩定有機物的生物處理方法。在厭氧生物處理過程中，復雜的有機化合物被降解、轉化為簡單的化合物，同時釋放能量。適用於有機污泥和高濃度有機廢水（一般BOD5≥2000mg/L）

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在生活污水、食品加工和造紙等工業廢水中，含有碳水化合物、蛋白質、油脂、木質素等有機物質。

這些物質以懸浮或溶解狀態存在於污水中，可通過微生物的生物化學作用而分解。在其分解過程中需要消耗氧氣，因而被稱為耗氧污染物。這種污染物可造成水中溶解氧減少，影響魚類和其他水生生物的生長。

水中溶解氧耗盡後，有機物進行厭氧分解，產生硫化氫、氨和硫醇等難聞氣味使水質惡化。水體中有機物成分非常復雜，耗氧有機物濃度常用單位體積水中耗氧物質生化分解過程中所消耗的氧量表示。

❿ 水處理中，好氧池和厭氧池分別是什麼作用

1、好氧池的作用：

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好，這樣才能是微生物具有最大效益的進行有氧呼吸。

2、厭氧池的作用：

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。

3、好氧池和厭氧池的區別：

（1）、好氧池就是通過曝氣等措施維持水中溶解氧含量在4mg/l左右，適宜好氧微生物生長繁殖，從而處理水中污染物質的構築物。

（2）、厭氧池就是不做曝氣，污染物濃度高，因為分解消耗溶解氧使得水體內幾乎無溶解氧，適宜厭氧微生物活動從而處理水中污染物的構築物。

(10)生化厭氧水處理擴展閱讀：

污水處理的注意事項：

1、在水力沖擊下，厭氧池和好氧生化池內束狀填料可能發生纖維束纏繞、成團、斷裂等現象，纏繞、成團有可能是安裝不利造成的，可適 當加大水力負荷和曝氣強度來解決。纖維束斷裂，應及時更換。

2、好氧生化池調試開始時，曝氣量應從小氣量開始，隨著廢水進水量增加而逐步增大，保證生化池廢水中溶解氧約2～4mg/l。

3、調試階段每周應對厭氧池和好氧生化池的進出水質取樣檢測，了解水質變化情況，掌握生物膜生長狀況。

4、厭氧池和好氧生化池應預留一條束狀彈性立體填料，綱繩上端系綁在操作平台護欄上，填料部分自然垂落入廢水中，下端不要固定，調試一段時間後或日常運行時，可將此填料束拉出水面查看生物膜生長情況。