厭氧發酵污水處理

『壹』 污水處理為什麼先厭氧發酵

厭氧效率高、投資小、可以先把大分子分解為小分子

『貳』 廢水厭氧生物處理的原理

在厭氧處理過程中，廢水中的有機物經大量微生物的共同作用，被最終轉化為甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨等。在此過程中，不同微生物的代謝過程相互影響，相互制約，形成了復雜的生態系統。對高分子有機物的厭氧過程的敘述，有助於我們了解這一過程的基本內容。
高分子有機物的厭氧降解過程可以被分為四個階段：水解階段、發酵(或酸化)階段、產乙酸階段和產甲烷階段。
(1)水解階段
水解可定義為復雜的非溶解性的聚合物被轉化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。
高分子有機物因相對分子量巨大，不能透過細胞膜，因此不可能為細菌直接利用。它們在第一階段被細菌胞外酶分解為小分子。例如，纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，澱粉被澱粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被蛋白質酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產物能夠溶解於水並透過細胞膜為細菌所利用。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。多種因素如溫度、有機物的組成、水解產物的濃度等可能影響水解的速度與水解的程度。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）
（2）發酵（或酸化）階段
發酵可定義為有機物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程，在此過程中溶解性有機物被轉化為以揮發性脂肪酸為主的末端產物，因此這一過程也稱為酸化。
在這一階段，上述小分子的化合物發酵細菌（即酸化菌）的細胞內轉化為更為簡單的化合物並分泌到細胞外。發酵細菌絕大多數是嚴格厭氧菌，但通常有約1%的兼性厭氧菌存在於厭氧環境中，這些兼性厭氧菌能夠起到保護像甲烷菌這樣的嚴格厭氧菌免受氧的損害與抑制。這一階段的主要產物有揮發性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等，產物的組成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。與此同時，酸化菌也利用部分物質合成新的細胞物質，因此，未酸化廢水厭氧處理時產生更多的剩餘污泥。
在厭氧降解過程中，酸化細菌對酸的耐受力必須加以考慮。酸化過程pH下降到4時能可以進行。但是產甲烷過程pH值的范圍在6.5～7.5之間，因此pH值的下降將會減少甲烷的生成和氫的消耗，並進一步引起酸化末端產物組成的改變。
(3)產乙酸階段
在產氫產乙酸菌的作用下，上一階段的產物被進一步轉化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細胞物質。
其某些反應式如下：
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
(4)甲烷階段
這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇被轉化為甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。
甲烷細菌將乙酸、乙酸鹽、二氧化碳和氫氣等轉化為甲烷的過程有兩種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烷，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。
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-）。
需要指出的是：一些書把厭氧消化過程分為三個階段，把第一、第二階段合成為一個階段，稱為水解酸化階段。在這里我們則認為分為四個階段能更清楚反應厭氧消化過程。
上述四個階段的反應速度依廢水的性質而異，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、氨基酸和一般蛋白質均能被微生物迅速分解，對含這類有機物的廢水，產甲烷易成為限速階段。雖然厭氧消化過程可分為以上四個過程，但是在厭氧反應器中，四個階段是同時進行的，並保持某種程度的動態平衡。該平衡一旦被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，甚至導致整個消化過程停滯。

『叄』 污水凈化處理厭氧生物處理的三個階段是怎樣的

理論研究認為三個階段，即厭氧消化過程分為水解發酵階段、產內乙酸產氫階段、容產甲烷階段三部分。
水解發酵階段和產乙酸產氫階段又可合稱為酸性發酵階段。在這個階段，污水中的復雜有機物，在酸性腐化菌或產酸菌的作用下，分解成簡單的有機物，如有機酸，醇類等，以及CO2、NH3和H2S等無機物。由於有機酸的積累，污水的pH值下降到6以下。此後，由於有機酸和含氮化合物的分解，產生碳酸鹽和氨等使酸性減退，pH值回升到6.6～6.8左右。
⑴ 水解酸化階段。污水中復雜的大分子、不溶性的有機物在細胞外酶的作用下水解為小分子、溶解性有機物，然後滲入細胞體內，水解產生揮發性有機酸、醇類及醛類等。
⑵ 產氫產乙酸階段。在產氫產酸菌的作用下，各種有機酸分解轉化為乙酸、氫和二氧化碳。
⑶ 產甲烷階段。產甲烷菌將乙酸、氫及二氧化碳轉化為甲烷。

『肆』 厭氧處理污水的原理

在污水處理過程中，廢水厭氧生物處理在早期又被稱為厭氧消化、厭氧發酵；是指在厭氧條件下由多種（厭氧或兼性）微生物的共同作用下，使有機物分解並產生CH和CO的過程。

『伍』 污水處理厭氧池是什麼

厭氧生物處理技術即為在厭氧狀態下，污水中的有機物被厭氧細菌分解、代謝、消化，使得污水中的有機物含量大幅減少，同時產生沼氣的一種高效的污水處理方式。

厭氧處理作為生物處理的一個重要形式，正在陸續地開發出一系列新的厭氧處理工藝和構築物，逐步克服了傳統厭氧工藝的缺點，在理論和實踐上取得了很大的進步。

在厭氧處理過程中，廢水中的有機物經大量微生物的共同作用，被最終轉化為甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨等。

在此過程中，不同微生物的代謝過程相互影響，相互制約，形成了復雜的生態系統。對高分子有機物的厭氧過程的敘述，有助於我們了解這一過程的基本內容。

(5)厭氧發酵污水處理擴展閱讀：

厭氧消化

有機物質被厭氧菌在厭氧條件下分解產生甲烷和二氧化碳的過程，厭氧是在空氣缺乏的條件下從有機物中移出而生成CO2的。無論是酸性發酵，還是沼氣發酵，參與生化反應的氧都是來自於水、有機物、硝酸鹽或被分解的亞硝酸鹽。

厭氧消化的優點是有機質經消化產生了能源，殘余物可作肥料。厭氧消化開始用於廢物處理等多個領域，如工業廢水處理、城市垃圾的處理及潛在能源的開發、作燃料與動力、並且已建立了大規模的厭氧消化工廠。

『陸』 厭氧法處理污水的優缺點

錄求污水處理工程節能措施的技術途徑頗多，而有機污水的厭氧生物處理技術則是重要途徑之一。
厭氧生物處理是利用厭氧性微生物的代謝特性，在毋需提供外源能量的條件下，以被還原有機物作為受氫體，同時產生有能源價值的甲烷氣體。厭氧生物處理法不僅適用於高濃度有機廢水，進水BOD濃度可達15000mg/l，也可適用於低濃度有機廢水，包括城市廢；厭氧生物處理法能耗低；有機容積負荷高，一般為5－10kgCOD/m3．d高的可達50kgCOD/m3．d；剩餘污泥量少；產生的沼氣可利用；營養需要量少；被降解的有機物種類多；能承受較大的負荷變化和水質變化。

顯而易見，開發厭氧生物處理新工藝用來治理有機污水的污染，無疑是一種具有良好經濟效益的方法。近年來，污水厭氧處理工藝發展十分迅速，各種新工藝、新方法不斷出現，包括有厭氧接觸法、升流式厭氧污泥床、檔板式厭氧法、厭氧生物池、厭氧膨脹床和流化床、厭氧生物轉盤等，目前升流式厭氧污泥床這種新工藝由於具有厭氧過濾及厭氧活性污泥法的雙重特點，運轉及構築物造價均有所下降，對於不同含固量污水的適應性也強，因而已越來越受到重視，國內外目前已設計和施工的這種工藝較多。

二、升流式厭氧污泥床工作原理

升流式厭氧污泥床有反應區、氣液固三相分離器（包括沉澱區）和氣室三部分組成。在底部反應區內存留大量厭氧污泥，具有良好的沉澱性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機物，把它轉化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合並，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由於沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然後穿過水層進入氣室，集中在氣室沼氣，用導管導出，固液混合液經過反射進入三相分離器的沉澱區，污水中的污泥發生絮凝，顆粒逐漸增大，並在重力作用下沉降。沉澱至斜壁上的污泥沼著斜壁滑回厭氧反應區內，使反應區內積累大量的污泥，與污泥分離後的處理出水從沉澱區溢流堰上部溢出，然後排出污泥床。

這種工藝的基本出發佔在於：（1）為污泥絮凝提供有利的物理－－化學條件，使厭氧污泥獲得並保持良好的沉澱性能；（2）良好的污泥床常可形成一種相當穩定的生物相，能抵抗較強的擾動力。較大的絮體具有良好的沉澱性能，從而提高設備內的污泥濃度；（3）通過在污泥床設備內設置一個沉澱區，使污泥細顆粒在沉澱區的污泥層內進一步絮凝和沉澱，然後迴流入污泥床內。

三、厭氧污泥床內的流態和污泥分布

厭氧污泥床內的流態相當復雜，反應區內的流態與產氣量和反應區高度相關，一般來說，反應區下部污泥層內，由於產氣的結果，部分斷面通過的氣量較多，形成一股上升的氣流，帶動部分混合液（指污泥與水）作向上運動。與此同時，這股氣、水流周圍的介質則向下運動，造成逆向混合，這種流態造成水的短流。在遠離這股上升氣、水流的地方容易形成死角。在這些死角處也具有一定的產氣量，形成污泥和水的緩慢而微弱的混合，所以說在污泥層內形成不同程度的混合區，這些混合區的大小與短流程度有關。懸浮層內混合液，由於氣體幣的運動帶動液體以較高速度上升和下降，形成較強的混合。在產氣量較少的情況下，有時污泥層與懸浮層有明顯的界線，而在產氣量較多的情況下，這個界面不明顯。有關試驗表明，在沉澱區內水流呈推流式，但沉澱區仍然還有死區和混合區。

厭氧污泥床內污泥濃度與設備的有機負荷率有關。是處理製糖廢水試驗時，升流式厭氧污泥床內污泥分布與負荷的關系。從圖中可看出污泥層污泥濃度比懸浮層污泥濃度高，懸浮層的上下部分污泥濃度差較小，說明接近完全混合型流態，反應區內污泥的頒，當有機負荷很高時污泥層和懸浮層分界不明顯。試驗表明，污水通過底部0．4－0．6m的高度，已有90％的有機物被轉化。由此可見厭氧污泥具有極高的活性，改變了長期以來認為厭氧處理過程進行緩慢的概念。在厭氧污泥中，積累有大量高活性的厭氧污泥是這種設備具有巨大處理能力的主要原因，而這又歸於污泥具有良好的沉澱性能。

升流式厭氧污泥床具有高的容積有機負荷率，其主要原因是設備內，特別是污泥層內保有大量的厭氧污泥。工藝的穩定性和高效性很大程度上取決於生成具有優良沉降性能和很高甲烷活性的污泥，尤其是顆粒狀污泥。與此相反，如果反應區內的污泥以鬆散的絮凝狀體存在，往往出現污泥上浮流失，使厭氧污泥床不能在較高的負荷下穩定運行。

根據厭氧污泥床內污泥形成的形態和達到的COD容積負荷，可以將污泥顆粒化過程大致分為三個運行期：
（1）投產運行期：從接種污泥開始到污泥床內的COD容積負荷達到5kgCOD/m3．d左右，此運行期污泥沉降性能一般；

（2）顆粒污泥出現期：這一運行期的特點是有小顆粒污泥開始出現。當污泥床內的總SS量和總VSS量降至最低時本運行期即告結束，這一運行期污泥沉降性能不太好；

（3）顆粒污泥形成期：這一運行期的特點是顆粒污泥大量形成，由下至上逐步充滿整個厭氧污泥床。當污泥床容積負荷達到16kgCOD/m3．d以上時，可以認為顆粒污泥已培養成熟。該運行期污泥沉降性很好。

五、污泥的流失與外部沉澱池的設置

在升流式厭氧泥床內雖有氣液固三相分離器，混合液進入沉澱區前已把氣體分離，但由於沉澱區內的污泥仍具有較高的產甲烷活性，繼續在沉澱區內產氣；或者由於沖擊負荷及水質突然變化，可能使反應區內污泥膨脹，結果沉澱區固液分離不佳，發生污泥流失而影響了水質和污泥床中污泥濃度。為了減少出水所帶的懸浮物進入水體，外部另設一沉澱池，沉澱下來的污泥迴流到污泥床內。設外部沉澱池的好處是：（1）污泥迴流可加速污泥的積累，縮短投產期；（2）去除懸浮物，改善出水水質；（3）當偶爾發生污泥大量上漂時，回收污泥保持工藝的穩定性；（4）迴流污泥可作進一步分解，可減少剩餘污泥量。

設外部沉澱池的升流式厭氧污床工藝流程。

六、升流式厭氧污泥床的設計

升流式厭氧污泥床的工藝設計主要是計算厭氧污泥床的容積、產氣量、剩餘污泥量、營養需要量.

升流式厭氧污泥床的池形狀有圓形、方形、矩形。污泥床高度一般為3－8m，多用鋼筋混凝土建造。當污水有機物濃度比較高時，需要的沉澱區面積小，反應區的面積可採用與沉澱區相同的面積和池形。當污水有機物濃度低時，需要的沉澱面積大，為了保證反應區的一定高度，反應區的面積不能太大時，則可採用反應區的面積小於沉澱區，即污泥床上部面積大於下部的池形。

氣液固三相分離器是升流式厭氧污泥床的重要組成部分，它對污泥床的正常運行和獲良好的出水水質起十分重要的作用，因此設計時應給予特別的重視。根據經驗，三相分離器應滿足以下幾點要求：
1、混和液進入沉澱區之關，必須將其中的氣泡予以脫出，防止氣泡進入沉澱區影響沉澱；

2、沉澱器斜壁角度約為50o；

3、沉澱區的表面水力負荷應在0．7m3．h以下，進入沉澱區前，通過沉澱槽低縫的流速不大於2m/h；

4、處於集氣器的液一氣界面上的污泥要很好地使之浸沒於水中；

5、應防止集氣器內產生大量泡沫。

第2、3兩個條件可以通過適當選擇沉澱器的深度－面積比來加以滿足。對於低濃度污水，主要用限製表面水力負荷來控制；對於中等濃度和高濃度污水，在極高負荷下，單位橫截面上釋放的氣體體積可能成為一個臨界指標。但是直到現在國內外所取得的成果表明，只要負荷率不超過20kgCOD/m3．d，厭氧污泥床高度不大於10m，可以預料沒有任何問題。

污泥與液體的分離基於污泥絮凝、沉澱和過濾作用。所以創造條件使污泥具有良好的絮凝、沉澱性能對於分離器的工作是具有重要意義。

特別注意是防止氣泡進入沉澱區，要使固一液進入沉澱區之前就與氣泡很好分離。在氣－液表面上形成浮渣能迫使一些氣泡進入沉澱區，所以在一些情況下必須考慮設置排放這些浮渣或破壞這些浮渣的設施。

如上所述，升流式厭氧污泥床的混合是靠上流的水流和發酵過程中產生的氣泡來完成的。因此，一般採用多點進水，使進水均勻地分布在床斷面上。

升流式厭氧污泥床容積的計算一般按有機物容積負荷或水力停留時間進行。設計時可通過試驗決定參數或參考同類廢水用的設計和運行參數。

七、升流式厭氧污泥床的啟動

1、污泥的馴化

升流式套氧污泥床設備啟動的最大困難是獲得大量沉降性能良好的厭氧污泥。最好的辦法加以馴化，一般需要3－6個月，如果靠設備自身積累，投產期可長達1－2年，初中表明，投加少量的載體，有利於厭氧菌的附著，促進初期顆粒污泥的形成；比重大的絮狀污泥比輕的易於顆粒化；比甲烷活性高的厭氧污泥可縮短啟動期。

2、啟動操作要點

（1）最好一次投加足夠量的接種污泥；

（2）從污泥床流出的污泥一般不需迴流，以使特別軾的污泥連續地從污泥床流出，使較重的污泥在床內積累，並促進其增殖進行顆粒化；

（3）啟動開始廢水COD濃度較低時，未必泥顆粒化快；

（4）最初污泥負荷率應低於0．1－0．2kgCOD/kgTSS.d；

（5）污水中原來存在的和產生出來的多種揮發酸未能有效分解之前，不應提高有機容積負荷率；

（6）可降解的COD去除率達到80％左右時，才能增加有機容積負荷率；

（7）為促進污泥顆粒化，反應區內的最小空塔速度為1m/d，採用較高的表面水力負荷有利於小顆粒污泥與污泥絮凝分開，使小顆粒污泥發展為大顆粒。

八、升流式厭氧污泥床工藝的優缺點

升流式厭氧污泥床的主要優點是：

1、升流式厭氧污泥床內污泥濃度高。平均污泥濃度為20－40gVSS/1；

2、有機負荷高。水力停留時間短。中溫發酵，容積負荷一般為10kgCOD/m3．d左右；

3、無混合攪拌設備，靠發酵過程中產生的沼氣的上升運動，使污泥床上部的污泥處於懸浮狀態，對下部的污泥層也有一定程度的攪動；

4、污泥床不填載體，節省造價及避免因填料發生堵賽問題；

5、升流式厭氧污泥床內設三相分離器，一般不設沉澱池，被沉澱區分離出來的污泥重新回到污泥床反應區內，一般無污泥迴流設備。

主要缺點是：

1、進水中懸浮物需要適當控制，不宜過高，一般控制在100mg/l以下；

2、污泥床內有短流現象，影響處理能力；

3、對水質和負荷突然變化較敏感，耐沖擊力稍差。

升流式厭氧污泥床工藝近年來在國外發展很快，在國內也已有生產性規模裝置，該工藝既節約了能源，基至可回收能量，又解決了環境污染問題，取得了較好的經濟效益和社會效益。這種新工藝的研究和發展具有廣闊的應用前景。

『柒』 什麼是厭氧發酵一人工濕地生活污水處理技術

厭氧發酵是廢物在厭氧條件下通過微生物的代謝活動而被穩定化，同時伴有甲烷和CO2產生，。液化階段主要是發酵細菌起作用，包括纖維素分解菌和蛋白質水解菌，產酸階段主要是醋酸菌起作用，產甲烷階段主要是甲烷細菌，他們將產酸階段產生的產物降解成甲烷和CO2同時利用產酸階段產生的氫將CO2還原成甲烷。厭氧發酵的影響因素有：原料配比，厭氧發酵的碳氮比以20—30為宜，當碳氮比在35時產期量明顯下降；溫度在35—40℃為宜；PH值對於甲烷細菌來說，維持弱鹼環境是絕對必要的，它的最佳PH范圍為6.8—7.5，PH值低，它使CO2大增，大量水溶性有機物和H2S產生，硫化物含量的增加抑制了甲烷菌的生長，可以加石灰調節PH，但是調整PH的最好方法是調整原料的碳氮比，因為底質中用以中和酸的鹼度主要是氨氮，底質含氮量越高，鹼度越大，當VFA（揮發性脂肪酸）>3000時，反應會停止 。

『捌』 污水處理中什麼是厭氧

厭氧就是不喜歡氧氣，微生物的工作環境不能有氧氣，相反，好氧菌的工作環境則必須含有氧氣，兼性菌則對氧的要求不高，有氧可以活動，沒有氧也能工作。因為各種微生物的適應性和分解不同化學物質的能力不同，在進行污水處理時往往根據水質選擇菌種。

『玖』 污水處理中什麼是厭氧

厭氧就是不喜抄歡氧氣，襲微生物的工作環境不能有氧氣，相反，好氧菌的工作環境則必須含有氧氣，兼性菌則對氧的要求不高，有氧可以活動，沒有氧也能工作。因為各種微生物的適應性和分解不同化學物質的能力不同，在進行污水處理時往往根據水質選擇菌種。