厌氧处理

第十章厌氧生物处理法

本章重点：厌氧过程动力学

20世纪70年代以来，由于城市的扩大和工业的迅速发展，有机废.如仍用需氧法处理则需要消耗大量的能量。随着全球性能源问题的日益突出，在废水处理领域内，人们便逐渐对厌氧生物处理工艺产生了新的认识和估价。

厌氧生物处理法的主要优点有：能耗低；可回收生物能源(沼气)；每去除单位质量底物产生的微生物(污泥)量少；而且由于处理过程不需要氧，所以不受传氧能力的限制，因而具有较高的有机物负荷的潜力。其缺点是处理后出水的COD、BOD值较高，水力停留时间较长并产生恶臭等。

§10.1 厌氧生物处理法的基本原理和流程

1.基本原理

可将有机物在厌氧条件下的降解过程分成三个反应阶段。

第一阶段是，废水中的溶性大分子有机物和不溶性有机物水解为溶性小分子有机物。

反应的第二阶段为产酸和脱氢阶段。水解形成的溶性小分子有机物被产酸细菌作为碳源和能源，最终产生短链的挥发酸，如乙酸等。

在废水的厌氧生物处理过程中，有机物的真正稳定发生在反应的第三阶段，即产甲烷阶段。产甲烷的反应由严格的专一性厌氧细菌来完成，这类细菌将产酸阶段产生的短链挥发酸(主要是乙酸)氧化成甲烷和二氧化碳。

不溶性有机物和大分子溶性有机物

图10-1 厌氧处理的连续反应过程

2.甲烷的产生与形成途径

产甲烷阶段，又称碱性发酵阶段，这一阶段产甲烷菌利用前一阶段的产物，并将其转化为CH4和CO2，可能反应如下：

4H2+CO2 CH4+2H2O （10-1）

4H2+CH3COOH2CH4+2H2O （10-2）

CH3COOH CH4+CO2 （10-3）

因为氧化氢形成甲烷的细菌可从二氧化碳中获得碳源，所以这些细菌带有自养性，其生长速率很慢，虽然它们与分解乙酸的细菌在厌氧反应器中有共生关系，但其数量较少，在厌氧反应过程中，生成的甲院大部分来自乙酸的分解。主要参与微生物统称为产甲烷菌；其特点有：1）生长慢；2）对环境条件（温度、pH、抑制物等）非常敏感。

3.基本流程