No. 1 水质工程学－ 水质工程学－ 2 北京工业大学环境与能源学院 北京工业大学环境与能源学院 高景峰 副教授 第三篇：生物处理理论与应用 第三篇：生物处理理论与应用 废水厌氧生物处理 废水厌氧生物处理 No. 2 第 第 15章 章 厌氧生物处理 厌氧生物处理 ? 15.1 概述 概述 ? 15.2 厌氧生物处理的基本原理 厌氧生物处理的基本原理 ? 15.3 厌氧微生物生态学 厌氧微生物生态学 ? 15.4 升流式厌氧污泥床反应器 升流式厌氧污泥床反应器 ? 15.5 两相厌氧生物处理 两相厌氧生物处理 ? 15.6 悬浮生长厌氧生物处理法 悬浮生长厌氧生物处理法 ? 15.7 固着生长厌氧生物处理法 固着生长厌氧生物处理法 No. 3 能源 ENERGY 资源 RESOURCE 环境 ENVIRONMENTAL 短缺 短缺 恶化 恶化 ? 发达国家用于废水处理的能耗已经占到了 发达国家用于废水处理的能耗已经占到了 全国总 全国总 电耗的 电耗的 1%左右 左右 No. 4 低能高效的污水处理技术 Compact、 Low Cost、 High Efficiency A Septic Tank System No. 6 15.1 概述 概述 ? 15.1.1厌氧微生物学的发展概况 厌氧微生物学的发展概况 ? 15.1.2厌氧处理工艺的发展概况 厌氧处理工艺的发展概况 ? 15.1.3厌氧生物处理工艺的分类 厌氧生物处理工艺的分类 ? 15.1.4厌氧生物处理技术在废水处理中的地 厌氧生物处理技术在废水处理中的地 位 位 No. 7 15.1.1厌氧微生物学的发展概况 厌氧微生物学的发展概况 ? 1、国外的发展概况 、国外的发展概况 ? 2、我国学者的研究现状 、我国学者的研究现状 No. 8 1、国外的发展概况 、国外的发展概况 ? 1630年年 ，， Vam Helmeut第一次发现由生物质厌氧消化第一次发现由生物质厌氧消化 产生可燃的甲烷气体。 产生可燃的甲烷气体。 ? 1776年年 ，意大利物理学家，意大利物理学家 Volta认为认为 甲烷气体产生甲烷气体产生 与与 湖泊沉积物中 湖泊沉积物中 植物体的腐烂 植物体的腐烂 有关。 有关。 ? 1868年年 ，， Becbamp首次首次 指出甲烷形成过程是一种指出甲烷形成过程是一种 微生微生 物学 物学 过程。 过程。 ? 1875年年 ，俄国学者，俄国学者 Popoff也发现也发现 沼气发酵是由微生物沼气发酵是由微生物 所引起的。 所引起的。 ? 1901年年 ，荷兰的，荷兰的 N.L.Soehngen (DELFT)对产甲烷菌的对产甲烷菌的 形态特性及其转化作用提出了一个比较清楚的概念， 形态特性及其转化作用提出了一个比较清楚的概念， 观察到低级脂肪酸可转化为甲烷和二氧化碳，氢和二 观察到低级脂肪酸可转化为甲烷和二氧化碳，氢和二 氧化碳发酵可形成甲烷。 氧化碳发酵可形成甲烷。 No. 9 ? 1902年年 ，， Maze获得了一种产甲烷的微球菌，后命获得了一种产甲烷的微球菌，后命 名为 名为 马氏甲烷球菌 马氏甲烷球菌 。 。 ? 1916年年 ，， V.L.Omeliansky分离到分离到 1株不产芽孢、发株不产芽孢、发 酵乙醇产甲烷菌，后被命名为 酵乙醇产甲烷菌，后被命名为 奥氏甲烷杆菌 奥氏甲烷杆菌 ，现 ，现 证实其并非一个纯菌种。 证实其并非一个纯菌种。 ? 1934年年 ，， Van Niel提出二氧化碳还原为甲烷的理论。提出二氧化碳还原为甲烷的理论。 ? 1936年年 ，， Barker采用化学合成培养基培养阴沟污采用化学合成培养基培养阴沟污 泥，获得了能很好的发酵乙醇、丙醇和丁醇的有 泥，获得了能很好的发酵乙醇、丙醇和丁醇的有 机体。 机体。 Heuke Veleian和 和 Heinemann提出了一个 提出了一个 计 计 算甲烷菌近似数目的技术。 算甲烷菌近似数目的技术。 ? 1950年年 ，， R.E.Hungate发明了厌氧培养技术发明了厌氧培养技术 ，， 为厌为厌 氧微生物的分离培养转化提供了一种有效的方 氧微生物的分离培养转化提供了一种有效的方 法，为以后对甲烷菌的研究创造了条件。 法，为以后对甲烷菌的研究创造了条件。 No. 10 ? 1967年 年 ， ， M.P.Bryant采用 采用 改良的 改良的 Hungate技 技 术 术 将共生的 将共生的 Omeliansky甲烷杆菌分纯。证明 甲烷杆菌分纯。证明 了它是甲烷杆菌 了它是甲烷杆菌 MOH菌株和 菌株和 “S”有机体的共 有机体的共 生体，使长达 生体，使长达 51年来一直认为是纯种的经典 年来一直认为是纯种的经典 甲烷菌得以弄清楚其本来的面目。使 甲烷菌得以弄清楚其本来的面目。使 产甲烷 产甲烷 菌和产氢菌之间的相互关系得到了证实。 菌和产氢菌之间的相互关系得到了证实。 揭 揭 示了种间分子氢转移的理论，为正确认识厌 示了种间分子氢转移的理论，为正确认识厌 氧消化过程中氢的产生、消耗和调节规律奠 氧消化过程中氢的产生、消耗和调节规律奠 定了基础。 定了基础。 ? 1977年 年 ， ， Thaner等全面阐述了关于 等全面阐述了关于 厌氧化能 厌氧化能 营养型细菌中的能量转化的生物力能学 营养型细菌中的能量转化的生物力能学 。 。 No. 11 ? 70～ ～ 80年代 年代 中 中 Widdel等分离得到了多种性能 等分离得到了多种性能 各异的 各异的 硫酸盐还原菌 硫酸盐还原菌 ，命名了多个新属， ，命名了多个新属， 开阔了人们对硫酸盐还原菌的认识。 开阔了人们对硫酸盐还原菌的认识。 ? 至 至 1989年 年 ，已分离获得的产甲烷菌有 ，已分离获得的产甲烷菌有 3目 目 16 科 科 13属 属 43种。 种。 至 至 1991年 年 已收集了产甲烷菌 已收集了产甲烷菌 65 种。并阐明了产甲烷菌的基质、辅酶、培 种。并阐明了产甲烷菌的基质、辅酶、培 养条件、能量代谢以及与不产甲烷厌氧菌 养条件、能量代谢以及与不产甲烷厌氧菌 之间的关系。 之间的关系。 No. 12 2、我国学者的研究现状 、我国学者的研究现状 ? 由于厌氧消化细菌的生长繁殖要求极其严格的厌 由于厌氧消化细菌的生长繁殖要求极其严格的厌 氧条件，研究厌氧消化细菌工作较为困难。 氧条件，研究厌氧消化细菌工作较为困难。 ? 直至 直至 1978年我国才开始这方面的研究工作。 年我国才开始这方面的研究工作。 ? 1980年美国著名微生物学家，厌氧操作技术的发 年美国著名微生物学家，厌氧操作技术的发 明者 明者 Hungate教授 教授 被应邀来华讲学 被应邀来华讲学 ，对我国厌氧 ，对我国厌氧 消化微生物的研究工作起到了指导和推动作用。 消化微生物的研究工作起到了指导和推动作用。 随后我国学者结合我国蓬勃开展的大办沼气事业 随后我国学者结合我国蓬勃开展的大办沼气事业 和废水厌氧处理，对厌氧发酵微生物学进行了大 和废水厌氧处理，对厌氧发酵微生物学进行了大 量的研究工作，取得很大进展。 量的研究工作，取得很大进展。 No. 13 （ （ 1）厌氧消化中产甲烷菌的研究 ）厌氧消化中产甲烷菌的研究 ? 1980年以来我国学者对厌氧消化产甲烷菌 年以来我国学者对厌氧消化产甲烷菌 进行了深入的研究，产甲烷菌纯培养的获 进行了深入的研究，产甲烷菌纯培养的获 得和研究，开发了我国产甲烷菌的资源宝 得和研究，开发了我国产甲烷菌的资源宝 库，也使我们对产甲烷菌的生活习性有了 库，也使我们对产甲烷菌的生活习性有了 深入的了解。 深入的了解。 No. 14 1986 赵一章、 张辉 嗜热甲酸甲烷 杆菌 HB12 1989 赵一章等拉布雷微粒甲烷 菌 Z 1987 倪水松、钱 泽澍 球状产甲烷菌 SN 1985 1985 赵一章、 张辉、 许宝孝 史氏甲烷短杆 菌 H13、 HX 1988 陈美慈、钱 泽澍 嗜热自养甲烷杆 菌 TH-6 1985 刘聿太 LYC 1987 马光廷甲烷杆菌 G-86.1 1984 赵一章、 尤爱达、 马氏甲烷八叠 球菌 C-44 1987 张辉、 赵一章 嗜热甲烷八叠球 菌 CB 1987 凌代文 PC03， PC25 1987 刘光烨、赵 一章等 布氏甲烷杆菌 CS 1984 钱泽澍甲酸甲烷杆菌 TC708 1987 陈革、 钱泽澍 活动甲烷微菌 CC81 1984 钱泽澍嗜树木甲烷短 杆菌 TC713 1987 钱泽澍、竺 建荣 亨氏甲烷螺菌 JZl 1980 周孟津、 杨秀山 巴氏八叠球菌 BTC菌株 分离 分离 年份 年份 分离者 分离者 产甲烷菌 产甲烷菌 苗名 苗名 分离 分离 年份 年份 分离者 分离者 产甲烷菌 产甲烷菌 菌名 菌名 No. 15 （ （ 2）厌氧消化中非产甲烷菌的研究 ）厌氧消化中非产甲烷菌的研究 ?刘克鑫，徐洁泉等 刘克鑫，徐洁泉等 (1980)分离出肠杆菌科和 分离出肠杆菌科和 芽孢杆菌科中 芽孢杆菌科中 6株产氢细菌 株产氢细菌 ； ； ?廖连华 廖连华 (1986)从污水处理厂污泥中分离出 从污水处理厂污泥中分离出 1 株中温性纤维素分解菌，纤维二糖棱菌。 株中温性纤维素分解菌，纤维二糖棱菌。 ?谭蓓英 谭蓓英 (1987)从猪粪玉米秸作原料的甲烷发 从猪粪玉米秸作原料的甲烷发 酵液中分离出了 酵液中分离出了 1株 株 C菌株的纤维分解细菌。 菌株的纤维分解细菌。 ?凌代文等 凌代文等 (1987)从豆制品废水发酵液中分离 从豆制品废水发酵液中分离 出 出 水解发酵性细菌 水解发酵性细菌 。 。 No. 16 ? 刘聿太 刘聿太 (1987)分离到了 分离到了 氧化丁酸盐的沃氏互营单 氧化丁酸盐的沃氏互营单 胞菌和产甲烷菌的互营培养物 胞菌和产甲烷菌的互营培养物 ； ； ? 钱泽澍、马晓航 钱泽澍、马晓航 (1989)详细研究了 详细研究了 丁酸盐降解菌 丁酸盐降解菌 沃氏互营单胞菌和氢营养菌共培养物 沃氏互营单胞菌和氢营养菌共培养物 的组成和互 的组成和互 营联合条件。 营联合条件。 ? 赵宇华、钱泽澍 赵宇华、钱泽澍 (1990)研究了能 研究了能 降解 降解 20个碳的硬 个碳的硬 脂酸的产氢产乙酸菌和产甲烷的互营培养物 脂酸的产氢产乙酸菌和产甲烷的互营培养物 。 。 ? 闵航 闵航 (1990)获得了 获得了 1株 株 嗜热性苯甲酸厌氧降解菌和 嗜热性苯甲酸厌氧降解菌和 产甲烷菌共培养物 产甲烷菌共培养物 ， ， 并分离到 并分离到 1株能从 株能从 H 2 ／ ／ CO 2 形 形 成乙酸又能利用乙酸的硫酸盐还原菌新种嗜热氧 成乙酸又能利用乙酸的硫酸盐还原菌新种嗜热氧 化乙酸脱硫肠状菌。 化乙酸脱硫肠状菌。 对专性互营的产氢产乙酸菌和 对专性互营的产氢产乙酸菌和 产甲烷菌共培养物的研究也取得了进展。 产甲烷菌共培养物的研究也取得了进展。 No. 17 15.1.2 厌氧处理工艺的发展概况 厌氧处理工艺的发展概况 ?废水厌氧生物处理技术发展至今，已有 废水厌氧生物处理技术发展至今，已有 120 多年了。 多年了。 ? 1、国外的发展。 、国外的发展。 ? 2、国内的发展。 、国内的发展。 No. 18 ?早在 早在 1860年法国人 年法国人 Louis Mouras把简易沉 把简易沉 淀池改进作为污水污泥处理构筑物使用。 淀池改进作为污水污泥处理构筑物使用。 1881 年法国 Cosmos 杂志上登载了介绍 Mouras创造的处理污水污泥的自动净化器 创造的处理污水污泥的自动净化器 (Automatic Scasenger)。 。 ?美国学者 美国学者 McCarty建议把 建议把 1881年作为人工厌 年作为人工厌 氧处理废水的开始， 氧处理废水的开始， 称 称 Mouras是第一个应 是第一个应 用厌氧消化处理的创始人 用厌氧消化处理的创始人 。 。 1、国外的发展 、国外的发展 No. 19 ? 1890年， 年， Scott-Moncrieff建造了第一个初步 建造了第一个初步 的厌氧滤池（ 的厌氧滤池（ Anaerobic Filter）： ）： ?建造了一个底部空、上边铺一层石子的消化池 。 建造了一个底部空、上边铺一层石子的消化池 。 石子的作用是拦截废液中的固体，这种装置长 石子的作用是拦截废液中的固体，这种装置长 期未受重视，没有发展，直至现在处理工业废 期未受重视，没有发展，直至现在处理工业废 水时，才又被人们所认识。 水时，才又被人们所认识。 ? 1894年， 年， A.N.Talbot设计了一个与 设计了一个与 Mouras自 自 动净化器相似的罐，主要是中间多了一些垂直 动净化器相似的罐，主要是中间多了一些垂直 挡板，阻挡流过的废水。 挡板，阻挡流过的废水。 No. 20 世界上第一个 厌氧化粪池 (Septic Tank)， z 1895年 Donald设计了世界上第一个厌氧化粪池 ,见下图 。厌氧化 粪池的创建，是厌氧处理工艺发展史上的一个重要里程碑。从此 ，厕所等家庭用生活污水可通过化粪池得到较好的处理，减轻了 粪便对河流的污染。 z Cameron并重视对沼气的利用，两年后沼气被利用于加热和照 明。 进水 浮渣 污泥 出水 No. 21 Imhoff池 (隐化池、双层沉淀池 ) 1903年 Travi。发明了 Travis池 ，如图所示。废水从一 端流入，从另一端流出，两侧沉淀区分离出的污泥， 在池中间的中下部分消化，产生的沼气从中间上部分 排出，不会影响两侧的沉淀区。 沉淀 沉淀 消化 污泥 No. 22 Imhoff池 (隐化池、双层沉淀池 ) 1906年德国人 Imhoff对 Travis 池作了改进，设计了 Imhoff池 ，又称隐化池，我国也称双层 沉淀池 ，其构造如图所示。 这 种池型构造把污水的沉淀与污 泥的消化完全分开，彼此不发 生干扰。这种装置在本世纪 20 年代被广泛应用与欧美各国。 化粪池和双层沉淀池至今在排 水工程中仍占有重要地位。 消化 污泥 沉淀 沉淀 Iomhff池 No. 23 传统消化池 (Conventional digestor) ? 1912年在英国伯明翰市建成一 个用土堤围起来的露天敞开式的 厌氧消化池，由于不加热，消化 时间长约 l00d左右。由于池子不 加盖，污泥消化效果不好，并向 周围环境散发恶臭。 ? 德国人 Kremer提出了加盖的密 闭式消化池，如图所示。这种池 形一般称为传统消化池 (Conventional digestor)，又 称普通消化池，而且也是最早采 用的二级消化池。 浮渣 上清液 污泥 进料 出料 沼 气 No. 24 ? 1920年英国的年英国的 Watson将将 Kremer的二级的二级 消化池加以改进， 消化池加以改进， 采用沼气作为动力用泵 采用沼气作为动力用泵 对消化池的污泥进行机械搅拌， 对消化池的污泥进行机械搅拌， 应用于科 应用于科 尔 尔 —霍尔污水处理厂。 霍尔污水处理厂。 ? 1925年德国的年德国的 Ruhrverbandn在埃森市，在埃森市， 1926年美国多尔 年美国多尔 -奥利佛公司在威斯康辛 奥利佛公司在威斯康辛 州安替哥市，都建成了安装有加热设备和 州安替哥市，都建成了安装有加热设备和 集气装置的密封式消化池， 集气装置的密封式消化池， 其处理效果很 其处理效果很 快超过了 快超过了 Imhoff池 池 。 。 No. 25 高速消化池 (High Rate Digestor) ? 为了提高传统消化池的产气率和缩 小装置的体积，人们不断对传统消 化池作了改进，其措施有两种： ? 一是加热， 使消化池内温度适应细 菌快速繁殖。据研究发现，厌氧菌 适宜的温度范围有中温 35℃左右和 高温 50-55 ℃两种； ? 二是增设搅拌设备， 使有机物与微 生物良好接触。 ? 经加热和安装搅拌设备后，传统厌 氧消化池就演变成了效能较高的高 速消化池 (High Rate Digestor)， 见图。 进料 出料 沼气、 CO 2 加热 装置 No. 26 厌氧澄清器 (Anaerobic Claridigestor) ? 1950年南非人 Stander已发现了 在厌氧反应器中保持大量细菌的 重要性， 开发了一种处理酒厂和 药厂废液的装置称为厌氧澄清器 (Anaerobic Claridigestor)，如 图所示， ? 这种装置把厌氧消化和沉淀合建 在一起。废水从池底流进以后通 过污泥区与里面的细菌接触。污 泥中产生甲烷和 CO 2 气体上升时 起搅拌作用，气体从一侧管道被 分离出，液体则向上流经中间小 洞进入沉淀区，沉淀下来的污泥 通过小洞返回消化部分，使消化 区保持较多微生物。由于液体要 通过小洞上流，沉淀的污泥要通 过小洞下掉，这就可能会产生堵 塞问题。 消化 污泥 出水 沼气 进水 沉淀 No. 27 厌氧接触法 (Anaerobic Contact Process)。 ? 1956年 ,Schroefer等人开发成功了厌氧接触法 (Anaerobic Contact Process)。 标志着现代废水厌氧生物工艺的诞生 。 ?厌氧接触法的工艺流程如下图所示。 消化 进水 出水 回流 剩余厌氧污泥 沉淀 沼气 厌氧接触法 此法与活性污泥法相似，由于采用回流可以在消化池中 保持足够数量的厌氧菌， 使反应器的容积负荷率提高， 从而提高了反应器的处理效能。 No. 29 ? 20世纪 世纪 70年代 年代 ?开发高效节能的废水处理新工艺 开发高效节能的废水处理新工艺 ?各种新的厌氧处理工艺层出不穷 各种新的厌氧处理工艺层出不穷 能源危机 能源危机 No. 30 厌氧滤池 (AF:Anaerobic Filter) ? 1967年 J.C.Young和 P.L.McCarty开发成了厌氧滤池 (Anaerobic Filter),其原理图如图所示。 ? 开始出现的厌氧滤池采用块石作为填料，为厌氧微生物 的附着提供支撑，可保留足够的厌氧微生物，使厌氧滤 池具有较高的处理效能，引起了人们的关注。 ? 这种装置的特点是：只限于用在处理可溶性工业废水， 处理悬浮固体多的废水时可能要引起堵塞。 ? 另一缺点是空间大部分被块石所占据，有效容积较小， 从而需要较大的池子体积。 ? 不过，近年来填料材质有了很大改进。如采用轻质高强 比表面大的填充物 (如塑料填料 )替代块石后，使厌氧滤 池获得广泛应用。 No. 31 厌氧滤池 (Anaerobic Filter) 卵石 填料 沼气 出水 进水 No. 32 升流式厌氧污泥床 (UASB: Upflow Anaerobic Sludge Blanket)反应器 ? 1974年 Wageningen农业大学 (WAU)的 C.Lettinga等人 开发成功了升流式厌氧污泥床 (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)反应器，简称 UASB反应器。 ? 如图所示，该反应器具有高的处理效能，获得广泛应用 ，对废水厌氧生物处理具有划时代意义。 No. 33 UASB influent effluent No. 34 厌氧膨胀床 (Anaerobic Expanded Bed)和 厌氧流化床 (Anaerobic Fiudized Bed) z 1978年 W.J.Jewell等人和 1979年 R.P.Bowker分别开发 出了厌氧膨胀床 (Anaerobic Expanded Bed)和厌氧流 化床 (Anaerobic Fiudized Bed)。 z 该两种处理工艺的原理图如图所示，反应器内均充填着 细颗粒载体，如细砂子。为了使充填物膨胀或流化，均 需要使一部分出水回流。这当然会增加一部分动力消耗 ，但是由于载体的颗粒很细，具有巨大的表面积，为微 生物的附着提供了良好的条件，使反应器具有很高的生 物量，所以反应器的处理能力很大，受到了各国学者很 大关注。 No. 35 厌氧膨胀床 (Anaerobic Expanded Bed)和 厌氧流化床 (Anaerobic Fiudized Bed) 出水 进水 回 流 沼气 No. 36 厌氧生物转盘 (Anaerobic Rotating Biological Reactor) z 1980年 S.J.Tait等人开发成了厌氧生物转盘 (Anaerobic Rotating Biological Reactor)新工艺。 z 这是在好氧生物转盘基础上开发的。其工艺示意图如图所示。 No. 37 厌氧折流板反应器 (Anaerobic Baffled Reactor) ? 1982年 McCarty等人认为厌氧生物转盘的转动与否对处理效果影 响不大，于是开发成了厌氧折流板反应器 (Anaerobic Baffled Reactor)，见图。 No. 38 新型高效厌氧反应器 20世纪 80年代里，在这些废水处理新工艺的基础上，又 不断派生出一批新的高效厌氧处理工艺， 如 1982把 UASB反应器与厌氧滤池结合开发出了 UBF(UpoowAnaerobic Bed-Filter)反应器 ，又称厌氧复 合反应器。 1982年在 UASB反应器的基础上开发出了以处理含高固 体的废水反应器 USR(Upflow Solid Reator)， 并在 UASB可形成颗粒污泥的基础上 1981年开发成功了 EGSB(Expanded Granular Sludge Bed)反应器和 1985年开发出 内循环厌氧反应器 ，即 IC(Internal Cimulation)反应器等。 No. 39 ?我国农民在古代早已开始应用厌氧发酵技 我国农民在古代早已开始应用厌氧发酵技 术沤制粪肥，进行粪便无害化处理，而且 术沤制粪肥，进行粪便无害化处理，而且 至今仍在应用。 至今仍在应用。 ?我国是世界上利用厌氧消化技术制取和利 我国是世界上利用厌氧消化技术制取和利 用沼气最早的国家之一 用沼气最早的国家之一 。 。 2、国内的发展 、国内的发展 NO1 No. 40 (1)中华国瑞天然瓦斯库 中华国瑞天然瓦斯库 ? 台湾省新竹县的罗国瑞，抱着为民族解决燃料的 台湾省新竹县的罗国瑞，抱着为民族解决燃料的 意愿，立志研究沼气池。亲自设计和施工，经过 意愿，立志研究沼气池。亲自设计和施工，经过 十余年的努力，终于在 十余年的努力，终于在 1920年前后，把沼气池的 年前后，把沼气池的 结构的建造和应用完善起来，形成了我国比较完 结构的建造和应用完善起来，形成了我国比较完 整的有实用价值的 整的有实用价值的 “中华国瑞天然瓦斯库 中华国瑞天然瓦斯库 ”，如图 ，如图 所示。 所示。 ? 他先后在 他先后在 13个省建造了数百座沼气池，其中最大 个省建造了数百座沼气池，其中最大 容积达 容积达 108m 3 。可以认为罗国瑞是我国水压式沼 。可以认为罗国瑞是我国水压式沼 气池的创始人。他于 气池的创始人。他于 1931年在上海创办了中华国 年在上海创办了中华国 瑞瓦斯总行 瑞瓦斯总行 . No. 41 中华国瑞天然瓦斯库 No. 42 (2)我国农村大办沼气 我国农村大办沼气 ?20世纪 世纪 50年代我国农村大办沼气，目的是 年代我国农村大办沼气，目的是 为了解决农村的炊事用能。 为了解决农村的炊事用能。 ?70年代，由于农村生活燃料的严重短缺， 年代，由于农村生活燃料的严重短缺， 在四川、江苏和河南等省农村又一次掀起 在四川、江苏和河南等省农村又一次掀起 发展办沼气的热潮。这种以传统厌氧消化 发展办沼气的热潮。这种以传统厌氧消化 原理为基础的沼气池发展很快，总数达到 原理为基础的沼气池发展很快，总数达到 了 了 700万个 万个 。 。 No. 43 (3)厌氧消化池 厌氧消化池 ? 50年代末，西安、上海和太原等城市污水厂相继 年代末，西安、上海和太原等城市污水厂相继 采用 采用 厌氧消化池进行污泥处理。 厌氧消化池进行污泥处理。 ? 工业废水厌氧处理 工业废水厌氧处理 以酒精废醪为先导，南阳酒精 以酒精废醪为先导，南阳酒精 厂第一个建成了两座 厂第一个建成了两座 2000m 3 半地下隧道式厌氧消 半地下隧道式厌氧消 化池 化池 ，日处理 ，日处理 300~400m 3 酒精废醪。 酒精废醪。 ? 80年代初，南通柠檬酸厂建成了 年代初，南通柠檬酸厂建成了 1000m 3 发酵罐两 发酵罐两 个，轻工部环保所在南阳酒精厂设计了单池容积 个，轻工部环保所在南阳酒精厂设计了单池容积 5000m 3 ，总池容 ，总池容 10000m 3 的厌氧发酵罐。 的厌氧发酵罐。 No. 44 (4)厌氧滤池 厌氧滤池 ? 80年代中期，中科院广州能源所，上海工 业微生物研究所等，分别在广州和上海建 立 l00m 3 和 60m 3 的厌氧滤池生产性装置，用 以处理糖蜜酒精废液和豆制品废水。 No. 45 (5)UASB ? 国内研究 国内研究 UASB反应器大约始于 反应器大约始于 1981年。 年。 ? 1982年 年 7月报道了 月报道了 北京环境保护科学研究所和化学 北京环境保护科学研究所和化学 工业部设计公司 工业部设计公司 共同协作在石家庄华北制药厂进 共同协作在石家庄华北制药厂进 行了容积为 行了容积为 140L的 的 UASB反应器装置处理丙丁废 反应器装置处理丙丁废 醪的试验，并把试验结果很快地应用于生产中。 醪的试验，并把试验结果很快地应用于生产中。 ? 清华大学环境工程系 清华大学环境工程系 1983年起比较系统地进行了 年起比较系统地进行了 在 在 UASB反应器内培养 反应器内培养 颗粒污泥 颗粒污泥 规律的研究，不 规律的研究，不 仅在中温而且在常温下均成功地培养出了厌氧颗 仅在中温而且在常温下均成功地培养出了厌氧颗 粒污泥。并迅速地把成果应用于处理啤酒废水， 粒污泥。并迅速地把成果应用于处理啤酒废水， 建成了总容积为 建成了总容积为 2000m 3 的 的 UASB反应器。 反应器。 No. 46 (6)管道厌氧消化器 管道厌氧消化器 ?浙江农大 浙江农大 1982年开始了管道厌氧消化器的 年开始了管道厌氧消化器的 研究。这在国内外是一个创新，他们把研 研究。这在国内外是一个创新，他们把研 究成果应用于柠檬酸废水处理，获得很大 究成果应用于柠檬酸废水处理，获得很大 成功。 成功。 No. 47 “七五 七五 ”（ （ 1986～ ～ 1990） ） 高浓度有机废水厌氧生物处理技术 高浓度有机废水厌氧生物处理技术 ?掀起了废水厌氧生物处理研究的高潮。 掀起了废水厌氧生物处理研究的高潮。 ?清华大学环境工程系、哈尔滨建工学院、 清华大学环境工程系、哈尔滨建工学院、 天津大学、河北轻化工学院、重庆建工学 天津大学、河北轻化工学院、重庆建工学 院、北京工业大学、首都师范大学、西安 院、北京工业大学、首都师范大学、西安 冶金建筑学院、浙江省环保所、吉林省环 冶金建筑学院、浙江省环保所、吉林省环 保所、化工部第三设计研究院、中科院生 保所、化工部第三设计研究院、中科院生 态中心、西南市政工程设计院、北京市太 态中心、西南市政工程设计院、北京市太 阳能研究所等 阳能研究所等 14个单位共同参加了攻关研 个单位共同参加了攻关研 究。 究。 No. 48 ?对现代厌氧反应器，如 UASB 反应器、 UBF(厌氧复合反应器 厌氧复合反应器 )、 、 AF反应器、 反应器、 AFB （厌氧流化床）两相厌氧工艺以及垂直折流 （厌氧流化床）两相厌氧工艺以及垂直折流 厌氧反应器等等进行了全面深入的研究，同 厌氧反应器等等进行了全面深入的研究，同 时开展了无机和有机有毒物质对厌氧消化影 时开展了无机和有机有毒物质对厌氧消化影 响的研究。 响的研究。 ?上述研究成果， 上述研究成果， 1991年获教委科技进步一等 年获教委科技进步一等 奖， 奖， 1993年获国家级科技进步三等奖。这批 年获国家级科技进步三等奖。这批 研究成果的取得，大大缩小了在废水厌氧生 研究成果的取得，大大缩小了在废水厌氧生 物处理技术领域与国外的差距。有不少成果 物处理技术领域与国外的差距。有不少成果 达到了国际先进水平。推动了我国废水厌氧 达到了国际先进水平。推动了我国废水厌氧 生物处理技术的向前发展。 生物处理技术的向前发展。 No. 49 世界范围内厌氧工艺统计（ 1999.3； 1303个项目） UASB, 59% AF（厌氧滤池）, 8% CSTR, 10% EGSB, 11% FB（流化床）, 2% 其它, 10% UASB AF（厌氧滤池） CSTR EGSB FB（流化床） 其它 No. 50 国内厌氧装置按类型分（ 219家） 全混, 28.80% 其他, 11.00% 厌氧滤池（AF）, 1.40% AF+UASB, 0.90% UASB, 58% 全混 其他 厌氧滤池（AF） AF+UASB UASB No. 51 15.1.3 厌氧生物处理工艺的分类 厌氧生物处理工艺的分类 ? 1、按发展年代分类 、按发展年代分类 ? 2、按厌氧反应器的流态分类 、按厌氧反应器的流态分类 ? 3、按厌氧微生物在反应器内的生长情况不 、按厌氧微生物在反应器内的生长情况不 同分类 同分类 ? 4、衍生的厌氧反应器 、衍生的厌氧反应器 ? 5、按厌氧消化阶段分类 、按厌氧消化阶段分类 No. 52 1、按发展年代分类 ? 把 20世纪 50年代以前 开发的厌氧消化工艺称 为第一代厌氧反应器， ? 而把 60年代以后开发 的厌氧消化工艺称为第 二代或现代厌氧反应器。 No. 53 No. 54 z 第一代厌氧反应器，化粪池和隐化池第一代厌氧反应器，化粪池和隐化池 (双层沉淀池双层沉淀池 ) 主要用于处理生活废水下沉的污泥， 主要用于处理生活废水下沉的污泥， z 传统消化池与高速消化池用于处理城市污水厂初沉传统消化池与高速消化池用于处理城市污水厂初沉 池和二沉池排出的污泥。 池和二沉池排出的污泥。 z 第二代厌氧反应器主要用于处理各种工业排出的有第二代厌氧反应器主要用于处理各种工业排出的有 机废水。 机废水。 No. 55 z 第一代厌氧反应器第一代厌氧反应器 (传统厌氧消化池和高速厌氧消传统厌氧消化池和高速厌氧消 化池 化池 )它们的特点是污泥龄 它们的特点是污泥龄 (SRT)等于水力停留时 等于水力停留时 间 间 (HRT)。 。 z 为了使污泥中的有机物达到厌氧消化稳定，为了使污泥中的有机物达到厌氧消化稳定， 必须必须 维持较长的污泥龄，即较长的水力停留时间。所 维持较长的污泥龄，即较长的水力停留时间。所 以反应器的容积很大，反应器的处理效能较低。 以反应器的容积很大，反应器的处理效能较低。 No. 56 ?第二代厌氧反应器的特点是污泥龄 (SRT)与水力停留 时间 (HRT)分离，两者不相等 。 ?可以维持很长的污泥龄，但水力停留时间很短，即 HRT<SRT。可以在反应器内维持很高的生物量，所以 反应器有很高的处理效能。 ?被认为第一代厌氧反应器的厌氧接触法，由于采用 了污泥回流，可以做到使 HRT<SRT。所以它已具有第 二代厌氧反应器的特征。 ?一般把 EGSB和 IC反应器称为第三代厌氧反应器。 No. 57 2、 、 按厌氧反应器的流态分类 按厌氧反应器的流态分类 ?可分为 可分为 活塞流型厌氧反应器 活塞流型厌氧反应器 和 和 完全混合型厌 完全混合型厌 氧反应器 氧反应器 ，或介于活塞流和完全混合两者之 ，或介于活塞流和完全混合两者之 间的厌氧反应器。 间的厌氧反应器。 ?如化粪池，升流式厌氧滤池和活塞流式消化 如化粪池，升流式厌氧滤池和活塞流式消化 池接近于活塞流型。 池接近于活塞流型。 ?而带搅拌的普通消化池，和高速消化池是典 而带搅拌的普通消化池，和高速消化池是典 型的完全混合反应器； 型的完全混合反应器； ?而升流式厌氧污泥层反应器、厌氧折流板反 而升流式厌氧污泥层反应器、厌氧折流板反 应器和厌氧生物转盘等是介于完全混合与活 应器和厌氧生物转盘等是介于完全混合与活 塞流之间的厌氧反应器。 塞流之间的厌氧反应器。 No. 58 3、按厌氧微生物在反应器内的生长 、按厌氧微生物在反应器内的生长 情况不同分类 情况不同分类 ?厌氧反应器又可分成 厌氧反应器又可分成 悬浮生长厌氧反应器 悬浮生长厌氧反应器 和 和 附着生长厌氧反应器 附着生长厌氧反应器 。 。 ?如传统消化池、厌氧接触法和 如传统消化池、厌氧接触法和 UASB等，厌 等，厌 氧活性污泥以絮体或颗粒状悬浮于反应器 氧活性污泥以絮体或颗粒状悬浮于反应器 液体中生长，称为 液体中生长，称为 悬浮生长厌氧反应器 悬浮生长厌氧反应器 。 。 ?而厌氧滤池，厌氧膨胀床，厌氧流化床和 而厌氧滤池，厌氧膨胀床，厌氧流化床和 厌氧生物转盘等，微生物附着于固定载体 厌氧生物转盘等，微生物附着于固定载体 或流动载体上生长。称为 或流动载体上生长。称为 附着膜生长厌氧 附着膜生长厌氧 反应器。 反应器。 No. 59 ?把悬浮生长与附着生长结合在一起的厌氧 把悬浮生长与附着生长结合在一起的厌氧 反应器称为复合厌氧反应器 反应器称为复合厌氧反应器 . ?如 如 UBF，其下面是升流式污泥床，而上面 ，其下面是升流式污泥床，而上面 是充填填料厌氧滤池，两者结合在一起， 是充填填料厌氧滤池，两者结合在一起， 故称为升流式污泥床 故称为升流式污泥床 -过滤反应器，英文缩 过滤反应器，英文缩 写称 写称 UBF。 。 No. 60 4、 、 衍生的厌氧反应器 衍生的厌氧反应器 ? 衍生的厌氧反应器有 衍生的厌氧反应器有 EGSB， ， IC反应器和 反应器和 USR 等，这几种厌氧反应器均是在 等，这几种厌氧反应器均是在 UASB反应器基础 反应器基础 上衍生出的。 上衍生出的。 ? EGSB相当于把 相当于把 UASB反应器的厌氧颗粒污泥处于 反应器的厌氧颗粒污泥处于 流化状态。 流化状态。 ? IC反应器 反应器 则是把 则是把 2个 个 UASB反应器上下叠加，利用 反应器上下叠加，利用 污泥床产生的沼气作为动力来实现反应器内混合 污泥床产生的沼气作为动力来实现反应器内混合 液的循环。 液的循环。 ? UASB反应器 反应器 去掉三相分离器后就成了用于处理 去掉三相分离器后就成了用于处理 高固体的废液的 高固体的废液的 USR。 。 No. 61 5、 、 按厌氧消化阶段分类 按厌氧消化阶段分类 ? 可分为 可分为 单相厌氧反应器和两相厌氧反应器 单相厌氧反应器和两相厌氧反应器 。 。 ? 单相反应器 单相反应器 是把产酸阶段与产甲烷阶段结合在一 是把产酸阶段与产甲烷阶段结合在一 个反应器中； 个反应器中； ? 而 而 两相厌氧反应器 两相厌氧反应器 则是把 则是把 产酸阶段 产酸阶段 和 和 产甲烷阶段 产甲烷阶段 分别在两个互相串联反应器进行。 分别在两个互相串联反应器进行。 ? 由于产酸阶段的产酸菌反应速率快，而产甲烷阶 由于产酸阶段的产酸菌反应速率快，而产甲烷阶 段的反应速率慢，因此两者分离，可充分发挥产 段的反应速率慢，因此两者分离，可充分发挥产 酸阶段微生物的作用。从而提高了系统整体反应 酸阶段微生物的作用。从而提高了系统整体反应 速率 速率 . No. 62 15.1.4 厌氧生物处理技术 厌氧生物处理技术 在废水处理中的地位 在废水处理中的地位 ? 1、有机废水处理的技术路线、有机废水处理的技术路线 ? 2、厌氧生物处理的技术评估、厌氧生物处理的技术评估 No. 63 ? 有机废水，尤其是高浓度有机废水处理的有机废水，尤其是高浓度有机废水处理的 途径，主要取决于废水的性质 途径，主要取决于废水的性质 ? 有机废水的性质大致可分为以下三大类：有机废水的性质大致可分为以下三大类： ? 易于生物降解的易于生物降解的 ; ? 难生物降解的难生物降解的 ; ? 有害的有害的 . 1、 、 有机废水处理的技术路线 有机废水处理的技术路线 No. 64 易于生物降解的 ? 这类废水一般来自以农牧产品为原料的工业 废水和禽畜粪便废水等。 ? 如轻工食品发酵废水和禽畜饲养场排放的废 水等。这类废水一般易于生物降解，且数量 大，有机物浓度很高，对环境污染严重 . No. 65 z 这类废水中的有机组份主要是糖类、蛋白 这类废水中的有机组份主要是糖类、蛋白 质和脂类， 质和脂类， z 这类高浓度的有机废水的治理， 这类高浓度的有机废水的治理， z 1\先考虑回收有用物质 先考虑回收有用物质 ，如玉米酒精废液采 ，如玉米酒精废液采 用蒸发浓缩技术回收干酒精糟， 用蒸发浓缩技术回收干酒精糟， z 2\优先考虑采用厌氧处理技术，不仅效能 优先考虑采用厌氧处理技术，不仅效能 高，能耗低，并能回收大量生物能，这是 高，能耗低，并能回收大量生物能，这是 一种最佳的选择。 一种最佳的选择。 No. 66 难生物降解的 ? 难生物降解的或对生物有害的，这种废水主 要来自化学工业、石油化工和炼焦工业等。 ? 如制药厂、染料厂、人造纤维厂、焦化厂等 排出的生产废水。 No. 67 z 对于这类废水，由于废水中的有机物主要是 对于这类废水，由于废水中的有机物主要是 难生物降解的高分子有机物，单独采用好氧 难生物降解的高分子有机物，单独采用好氧 生物法往往达不到满意的处理效果，而采用 生物法往往达不到满意的处理效果，而采用 厌氧生物法则可降解或提高其可生化性。 厌氧生物法则可降解或提高其可生化性。 z 所以这类废水采用厌氧一好氧串联工艺是最 所以这类废水采用厌氧一好氧串联工艺是最 佳的选择。 佳的选择。 z 如果这类废水中所含的有机物不仅是不可生 如果这类废水中所含的有机物不仅是不可生 化的而且是 化的而且是 有毒的 有毒的 ，则不宜采用生物法， ，则不宜采用生物法， 而 而 应考虑采用化学法或物化法进行处理。 应考虑采用化学法或物化法进行处理。 No. 68 有害的 ? 首先要通过适当的预处理，去除废水中有毒 有害物质，仍可采用厌氧生物法。 No. 69 结论 | 对于高浓度有机废水，直接采用好氧生物法 是不可取的 ，因为这不仅要耗用大量稀释 水，而且要消耗大量电能。 应优先考虑采用 厌氧生物法，作为去除有机物的主要手段， 或提高有机物的可生化性。 | 高浓度有机废水，仅通过厌氧生物处理，往 往达不到出水的排放标准。尚需采用好氧生 物处理作为后处理，才能满足排放要求。因 此， 对于高浓度有机废水采用以厌氧生物处 理为主，好氧生物处理为辅的技术路线，是 最佳的选择。 No. 70 2、 、 厌氧生物处理的技术评估 厌氧生物处理的技术评估 ? （（ 1）厌氧生物处理技术的）厌氧生物处理技术的 优点优点 ? （（ 2）厌氧生物处理技术的）厌氧生物处理技术的 缺点缺点 No. 71 （ （ 1）、厌氧生物处理技术的优点 ）、厌氧生物处理技术的优点 ? 1)厌氧生物处理可节省动力消耗厌氧生物处理可节省动力消耗 ; ? 2)厌氧生物处理可产生生物能厌氧生物处理可产生生物能 ; ? 3)厌氧生物处理的污泥产量少厌氧生物处理的污泥产量少 ; ? 4)对氮和磷的需要量较低对氮和磷的需要量较低 ; ? 5)厌氧消化对某些难降解有机物有较好的降厌氧消化对某些难降解有机物有较好的降 解能力 解能力 . No. 72 1)厌氧生物处理可节省动力消耗 ; z 由于厌氧菌分解有机物是营无分子氧呼 由于厌氧菌分解有机物是营无分子氧呼 吸，在分解有机物过程是不必提供氧气 吸，在分解有机物过程是不必提供氧气 的，而好氧菌降解有机物是营分子氧呼 的，而好氧菌降解有机物是营分子氧呼 吸，在分解有机物过程必须提供分子氧。 吸，在分解有机物过程必须提供分子氧。 z 理论上完全氧化 理论上完全氧化 1kgBOD 5 ，必须提供 ，必须提供 1kg分 分 子氧。一般的曝气设备，充 子氧。一般的曝气设备，充 lkg氧到水中约 氧到水中约 需消耗 需消耗 0.5-1.0度电。这也可以说，要完全 度电。这也可以说，要完全 氧化废水中 氧化废水中 lkgBOD 5 ，约需消耗 ，约需消耗 0.5-l kWh 电力。 电力。 No. 73 例 ? 1990年我国的城市废水排放总量以达 354亿 m 3 ／ a，如废水的平均 BOD 5 以 200mg／ L计， BOD 5 去除率以 90％计，要把这些 BOD 5 用活 性污泥法去除，每年的电耗将达 31.86-63.72 亿 kWh，如在南方地区的城市生活废水采用 厌氧法作为预处理，按 BOD 5 去除率 70％计， 则可节省大量电能。 ? 这不是不可能的，如巴西和哥伦比亚等国， 已采用 UASB反应器处理城市废水，并取得 了很大成功。 No. 74 ? 对于高浓度有机废水，采用厌氧生物法其节 省的电耗更是大得惊人， ? 如目前我国轻工业的造纸、食品发酵、皮革、 制糖等行业每年排出的 BOD 5 达 200万 t.如采用 厌氧法，以去除 BOD 5 80％计，则年节电达 8.0~16亿 kwh。环境效益与经济效益十分显著。 No. 75 2)厌氧生物处理可产生生物能 ; z ①有机物转化为沼气的理论计算 ①有机物转化为沼气的理论计算 z ② ② COD转化为沼气的理论计算 转化为沼气的理论计算 No. 76 ①有机物转化为沼气的理论计算 ? 糖类厌氧发酵时，沼气产量较低，沼气中甲烷含量也较糖类厌氧发酵时，沼气产量较低，沼气中甲烷含量也较 低， 低， 脂类产气量较高，沼气中甲烷含量也较高 脂类产气量较高，沼气中甲烷含量也较高 。 。 ? 由于温度、压力等不同，沼气产量会有所不同。由于温度、压力等不同，沼气产量会有所不同。 No. 77 ② COD转化为沼气的理论计算 Buswell和 Mualler的计算方法 42 2 )25.0125.05.0()25.0125.05.0( )5.025.0( CHbanCOban OHbanOHC ban ?+++? →??+ ? 该式可代表各种有机物厌氧发酵转化为沼气更为普遍的一 般式。当然该反应式也 未考虑细菌细胞合成所消耗的有机 物量 ， 只反映有机物厌氧消化全部转化为甲烷和二氧化碳 的理论值。 ? 因此，只要知道有机物 C n H a O b 的分子式，就可求出该有 机物厌氧发酵 CH 4 和 CO 2 的理论产量。 No. 78 ? 求出有机物厌氧转化为甲烷和二氧化碳的理论值 ，对科学研究和生产实践有理论指导意义。不仅 可作为厌氧消化工程估算产气量的理论依据，并 可以判别厌氧反应器的运行是否正常。便于及时 发现问题，采取正确的对策。 No. 79 沼气的能源价值 ? 沼气是一种生物能， lmol甲烷燃烧可产 882.58kJ热量。 在标准状态下 (0℃， 101.33kPa)， 每 m 3 甲烷 可产生热量 39400.8kJ,理论上相当电量 10.94kWh(1.0kWh=3.6MJ)。 ? 据有关资料提供的数据，效率较高的沼气发电 机，只能把 沼气总含能量的 30％左右转化成电能，并可把总含能量的 40％左右以余热的形式回收，其余的能量以各 种形式被损 失掉。 No. 80 ? 城市污水厂的污泥厌氧消化，含水率 96％的污泥，每 m 3 污泥可产沼气约 8-12m 3 。 ? 视污泥中有机物含量不同有所差别，其热值一般为 20～ 24MJ／ m 3 (沼气 )， 每 m 3 沼气约可发电 1.5-1.8kWh，并 可回收余热约 8-9MJ。 ? 利用沼气发的电可给本厂使用，其所产生的余热可作为 消化池加热用，也可用于热水供应及采暖。 No. 81 3)厌氧生物处理的污泥产量少 ; z 厌氧菌世代期长，如产甲烷菌的倍增时间 厌氧菌世代期长，如产甲烷菌的倍增时间 约 约 4～ ～ 6d，所以产率 ，所以产率 Y比好氧小。 比好氧小。 z 有机物在好氧降解时，如碳水化合物，其 有机物在好氧降解时，如碳水化合物，其 中约有 中约有 2／ ／ 3被合成为细胞，约有 被合成为细胞，约有 1／ ／ 3被氧 被氧 化分解提供能量。 化分解提供能量。 z 厌氧降解时，只有少量有机物被同化为细 厌氧降解时，只有少量有机物被同化为细 胞，而大部分被转化为 胞，而大部分被转化为 CH 4 和 和 CO 2 。所以好 。所以好 氧处理产泥量高，而厌氧处理产泥量低， 氧处理产泥量高，而厌氧处理产泥量低， 且污泥已稳定，可降低污泥处理费用。 且污泥已稳定，可降低污泥处理费用。 No. 82 4)对氮和磷的需要量较低 z 氮和磷等营养物质是组成细胞的重要的元素，采氮和磷等营养物质是组成细胞的重要的元素，采 用生物法处理废水，如废水中缺少氮磷元素，必 用生物法处理废水，如废水中缺少氮磷元素，必 须投加氮和磷，以满足细菌合成细胞的需要。 须投加氮和磷，以满足细菌合成细胞的需要。 z 前已述及，厌氧生物处理要去除前已述及，厌氧生物处理要去除 lkgBOD 5 所合成 所合成 细胞量远低于好氧生物处理，因此可减少 细胞量远低于好氧生物处理，因此可减少 N和 和 P的 的 需要量， 需要量， z 只要满足只要满足 BOD 5 ： ： N： ： P＝ ＝ (200～ ～ 300)： ： 5： ： 1。 。 对 对 于缺乏 于缺乏 N和 和 P的有机废水采用厌氧生物处理可大大 的有机废水采用厌氧生物处理可大大 节省 节省 N和 和 P的投加量，使运行费用降低。 的投加量，使运行费用降低。 No. 83 5)厌氧消化对某些难降解有机物有 较好的降解能力 z 实践证明，一些难降解的有机工业废水采用常规实践证明，一些难降解的有机工业废水采用常规 的好氧生物处理工艺不能获得满意的处理效果， 的好氧生物处理工艺不能获得满意的处理效果， 如炼焦废水、煤气洗涤废水、农药废水、印染废 如炼焦废水、煤气洗涤废水、农药废水、印染废 水等。 水等。 z 而采用厌氧生物法则可取得较好的处理效果。近而采用厌氧生物法则可取得较好的处理效果。近 年来，经研究发现厌氧微生物具有某些脱毒和降 年来，经研究发现厌氧微生物具有某些脱毒和降 解有害有机物的功效，而且还具有某些好氧微生 解有害有机物的功效，而且还具有某些好氧微生 物不具有的功能，如多氯链烃和芳烃的还原脱 物不具有的功能，如多氯链烃和芳烃的还原脱 氯，芳香环还原成烷烃环结构或环的断裂等。 氯，芳香环还原成烷烃环结构或环的断裂等。 No. 84 z 应用厌氧处理工艺作为前处理可以使一些 应用厌氧处理工艺作为前处理可以使一些 好氧处理难以处理的难降解有机物得到部 好氧处理难以处理的难降解有机物得到部 分降解，并使大分子降解成小分子，提高 分降解，并使大分子降解成小分子，提高 了废水的可生化性，使后续的好氧处理变 了废水的可生化性，使后续的好氧处理变 得比较容易。所以，常常使用厌氧一好氧 得比较容易。所以，常常使用厌氧一好氧 串联工艺来处理难降解有机废水。 串联工艺来处理难降解有机废水。 No. 85 （ （ 2）、厌氧生物处理技术的缺点 ）、厌氧生物处理技术的缺点 ? 1)、厌氧生物法不能去除废水中的氮和磷； ? 2)、厌氧法启动过程较长； ? 3)、运行管理较为复杂； ? 4)、卫生条件较差； ? 5)、厌氧处理去除有机物不彻底。 No. 86 1)厌氧生物法不能去除 废水中的氮和磷 ? 采用厌氧生物处理废水，一般不能去除 废水中氮和磷等营养物质。 ? 含氮和磷的有机物通过厌氧消化，其所 含的氮和磷被转化为氨氮和磷酸盐，由 于只有很少的氮和磷被细胞合成利用， 所以绝大部分的氮和磷以氨氮和磷酸盐 的形式在出水排出。 ? 应采用厌氧与好氧工艺相结合的处理工 艺。 No. 87 2)厌氧法启动过程较长 ? 因为厌氧微生物的世代期长，增长速率 低，污泥增长缓慢，所以厌氧反应器的 启动过程很长。一般启动期长达 3-6个 月，甚至更长。 ? 如要达到快速启动，必须增加接种污泥 量，这就会增加启动费用。在经济上是 不合理的。 No. 88 3)运行管理较为复杂 ? 由于厌氧菌的种群较多，如产酸菌与产甲烷 菌性质各不相同，而互相又密切相关，要保 持这两大类种群的平衡，对运行管理较为严 格。稍有不慎，可能使两种群失去平衡，使 反应器不能正常工作。 ? 如进水负荷突然提高，反应器的pH会下降， 如不及时发现控制，反应器就会出现 “酸化 ” 现象，使产甲烷菌受到严重抑制，甚至使反 应器不能再恢复正常运行，必须重新启动。 No. 89 4)卫生条件较差 ? 一般废水中均含有硫酸盐，厌氧条件下 会产生硫酸盐还原作用而放出硫化氢等 气体。 ? 如硫化氢是一种有毒和具有恶臭的气 体，如果反应器不能做到完全密闭，就 会散发出臭气，引起二次污染。因此， 厌氧处理系统的各处理构筑物应尽可能 做成密封，以防臭气散发。 No. 90 5)厌氧处理去除有机物不彻底 ? 厌氧处理废水中有机物时往往不够彻 底，一般单独采用厌氧生物处理不能达 到排放标准，所以厌氧处理必须要好氧 后处理相配合。