污水厌氧生物处理讲义.docx

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时间：2021年x月x日
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厌氧生物处理

活性污泥法与生物膜法是在有氧条件下，由好氧微生物降解污水中的有机物，最终产物是水和二氧化碳，作为无害化和高效化的方法被推广应用。但当污水中有机物含量很高时，特别是对于有机物含量大大超过生活污水的工业废水，采用好氧法就显得能耗太多，很不经济了。因此，对于高浓度有机废水一般采用厌氧消化法。即在无氧的条件下，由兼性菌及专性厌氧细菌降解有机物，最终产物是二氧化碳和甲烷气体。厌氧生物处理具有高效低耗的特点，因此比好氧生物处理技术更具优越性。

第一节概述
厌氧生物处理中的厌氧微生物
厌氧生物处理是以厌氧细菌为主而构成的微生物生态系统。厌氧细菌有两种，一种是只要有氧存在就不能生长繁殖的细菌，称为绝对厌氧菌；另一种是不论有氧存在与否都能增长的细菌，称为兼性厌氧细菌（也称兼性细菌）。当流入废水的BOD浓度较高，细菌在好氧状态下增长以后，由于缺氧会使各种厌氧细菌繁殖起来。一般污水散发出恶臭是由于厌氧细菌增长产生了硫化氢、胺等气体所造成的。厌氧生物处理中的厌氧微生物主要有产甲烷细菌和产酸发酵细菌，常见的甲烷菌有四类：既甲烷杆菌、甲烷球菌、甲烷八叠球菌、甲烷螺旋菌；产酸发酵细菌主要有气杆菌属、产碱杆菌属、芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属、小球菌属、变形杆菌属、链球菌属等。

厌氧生物处理技术
厌氧生物处理技术于19世纪末首先在英国得到应用，到1914年美国已建立14座厌氧消化池。
厌氧生物处理利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧气的情况下把有机物转化为无机物和少量的细胞物质，这些无机物主要包括大量的生物气和水。此生物气俗称沼气，沼气的主要成分是约2/3的甲烷和1/3的二氧化碳，是一种可回收的能源。
厌氧水处理是一种低成本的水处理技术，它又是把水的处理和能源的回收利用相结合的一种技术。
发展中国家面临严重的环境污染问题、能源短缺以及经济发展与环境治理所面临的资金不足等问题，这些国家需要有效、简单又费用低廉的技术；厌氧水处理技术可以作为能源生产和环境保护体系的一个核心部分，其产物可以被燃烧利用而产生经济价值。如处理过的洁净水可用于鱼塘养鱼和农田灌溉；产生的沼气可作为能源；剩余污泥可以作为肥料用于土壤改良。
厌氧处理具有下列优点：
（1）、处理成本低。在废水处理成本上比好氧处理要便宜得多，特别是对中等以上浓度（COD>1500mg/L）的废水更是如此。厌氧法成本的降低主要由于动力的大量节省、营养物添加费用和污泥脱水费用的减少，即使不计沼气作为能源所带来的收益，厌氧法也仅约为好氧法成本的1/3；如所产沼气能被利用，则费用更会大大降低，甚至带来相当的利润。
（2）、低能耗。厌氧处理不但能源需求很少而且还能产生大量的能源。厌氧法处理污水可回收沼气。回收的沼气可用于锅炉燃料或家用燃气。当处理水COD在4000~5000mg/L之间，回收沼气的经济效益较好。
（3）、应用范围广。厌氧生物处理技术比好氧生物处理技术对有机物浓度适应性广。好氧生物处理只能处理中、低浓度有机污水，而厌氧生物处理则对高、中、低浓度有机污水均能处理。
（4）、污泥负荷高。厌氧反应器容积负荷比好氧法要高得多，单位反应器容积的有机物去除量也因此要高得多，特别是使用新一代的高速厌氧反应器更是如此。因此其反应器负荷高、体积小、占地少。厌氧法可直接处理高浓度有机废水和剩余污泥。
剩余污泥量少好氧法处理污水，因为微生物繁殖速度快，剩余污泥生成率很高。而厌氧法处理污水，由于厌氧世代时间很长、微生物增殖缓慢，因而处理同样数量的废水仅产生相当于好氧法1/10~1/6的剩余污泥；剩余污泥脱水性能好，脱水时可不使用或少使用絮凝剂，因此剩余污泥处理要容易得多；可减轻后续污泥处理的负担和运行费用；污泥高度无机化，可用作农田肥料或作为新运行的废水处理厂的种泥出售。
厌氧方法对营养物的需求量较低一般认为，若以可以生物降解的BOD为计算依据，好氧方法氮和磷的需求量为BOD：N：P=100：5：1，而厌氧方法为（350~500）：5：1。有机废水一般已含有一定量的氮和磷及多种微量元素，可满足厌氧微生物的营养要求，因此厌氧方法可以不添加或少添加营养盐。而好氧法处理单一有机物的废水，往往还需投加其他营养物，如N、P等，这就增加了运行费用。
（7）、易管理厌氧方法的菌种（例如厌氧颗粒污泥）可以在停止供给废水与营养的情况下保留其生物活性与良好的沉淀性能至少1年以上。它的这一特性为其间断地或季节性地运行提供了有利条件，厌氧颗粒污泥因此可作为新建厌氧处理厂的种泥出售。
（8）灵活性强。厌氧系统