好氧、厌氧、兼氧污水处理技术.pdf

帮你区分理解：什么是好氧、厌氧、兼氧污水处理技

术？

好氧处理技术出水水质较好，主要应用于处理中低浓度废水或者作为厌氧处理的

后续处理，但能耗高。

厌氧处理技术适用于处理高浓度有机废水，逐步成为环境保护、资源利用的核心

方法，但是，反应速度较慢，反应器容积较大。

兼氧处理技术可发挥厌氧去除有机物绝对量高、好氧对有机物去除率高的各自优

点，提高总体有机物处理效率。兼氧处理技术的发展趋势大致有：兼氧微生物降

解有机物的机理、兼氧微生物的分离与培养、提高兼氧微生物处理污染物效能研

究、兼氧微生物与其他微生物的相互关系。

在利用兼氧方面，水解酸化工艺居于重要地位，是一个典型工艺，多年来得到广

泛应用，为我国的污水处理事业做出了重要贡献。

近年来，兼氧处理技术因能克服好氧处理连续曝气能耗高、厌氧处理条件苛
刻等缺点而越来越受到人们的重视。例如，釆用兼氧+好氧生物技术处理屠宰废

水效果良好，同时具有污泥量少、投资省、运转费用低、适用范围广的特点。兼
氧微生物可将废水中的大分子有机物分解为易生化的小分子有机物,改善废水的

可生化性,为后续好氧处理创造条件,提高了生化处理的整体效果。目前，对好

氧微生物、专性厌氧微生物的研究已比较深入，但对兼氧微生物的研究较薄弱。
本文比较此三种技术的原理，梳理技术开发的思路，以期为未来的污水处理技术
研发提供借鉴，进一步加强兼氧生物处理技术的研究，提高污水处理效能。

1好氧处理技术

污水的好氧处理过程见图1。有机物被微生物摄食之后，通过代谢活动，有机物

一方面被分解、稳定，并提供微生物生命活动所需的能量；另一方面被转化、合
成为新的原生质（或称细胞质）的组成部分，即微生物自身繁殖生长，这就是污
水生物处理中的活性污泥或生物膜的增长部分。

图1污水好氧生物处理过程示意图

好氧处理系统中的微生物主要是细菌（以好氧性异养菌为主）和原生动物，
此外尚有酵母菌、丝状霉菌、单胞藻类、轮虫、线虫等。细菌占微生物总数的

90%，数量约为108~109个/mL，它们是去除水中有机污染物的主力军。最常出

现的优势种群是：产碱杆菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属、假单孢菌属、动胶菌属，
其次尚有无色杆菌、诺卡氏菌、蛭弧菌、硝化细菌、大肠埃希氏菌等，都是化能
异养菌，多数为革兰氏阴性菌，可有效分解废水中的有机污染物。
好氧处理出水水质较好，主要应用于中低浓度废水的处理或者用于厌氧处理
的后续处理。但好氧处理要消耗大量的能源，发达国家用于废水处理的能耗已占
到全国总电耗的1%左右。厌氧处理技术可较好地弥补这一缺点。

2厌氧处理技术

追溯厌氧处理技术的起源，甚至要比好氧处理的历史更长。第一篇有记载的报道

发表在1881年12月法国《宇宙》杂志，描述了从1860年开始的由法国的Mouras

将简易沉淀池改进而来的“Mouras自动净化器”的密闭式反应器。污水的厌氧

生物处理全过程见图2。

依据微生物生理类群的代谢差异，可把厌氧分解的全过程分为三个阶段。如

图2所示：

第一阶段为水解发酵阶段（也称酸化），在此阶段通过兼性水解发酵细菌（产酸

菌）的代谢活动，将复杂有机物——碳水化合物、蛋白质和脂类等发酵成为有机

酸、醇类、CO2、H2、NH3、H2S等。

第二阶段为产氢产乙酸阶段，通过专性厌氧的产氢产乙酸细菌的生理活动，将第

一阶段细菌的代谢产物——丙酸及其他脂肪酸、醇类和某些芳香族酸转化为乙

酸、CO2和H2。

第三阶段为产甲烷阶段，由产甲烷菌利用第一和第二阶段产生的乙酸、CO2和

H2为主要基质（还有甲酸、甲醇及甲胺）最终转化为CH4+CO2。污水厌氧生

物处理过程见图3。

①发酵性细菌；②产氢产乙酸细菌；③同型产乙酸菌；④利用和的产甲烷菌；⑤分解乙酸的产甲烷菌
图2污水的厌氧生物处理全过程

图3污水厌氧生物处理过程示意图

参与厌氧生物处理的微生物主要是细菌，可分为非产甲烷细菌（产酸细菌）
与产甲烷细菌两大类。非产甲烷细菌主要由专性厌氧菌和兼性厌氧菌组成，大约
有18个属，50多种。其中前者主要有梭状芽孢杆菌属（Clostridium）、拟杆菌

属（Bacteroides）、双歧杆菌属（Bifidobacterium）、棒杆菌属和放线菌属等。

后者主要有变形菌属（Proteus）、假单胞菌属、芽孢杆菌属、链球菌属

（Streptococcus）、黄杆菌属、产假杆菌属、产气杆菌属等。

“常见的产甲烷细菌主要有四类：甲烷杆菌属（Methanobacterium）、甲烷球菌

属（Methanococcus）、甲烷八叠球菌属（Methanosarcina）、甲烷螺旋菌属

（Methanospiril