厌氧生物处理技术的原理及应用

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1、厌氧生物处理技术的原理及应用梅州市环境监测中心站514021生活污水处理是中国面临急待解决的环境问题。分析厌氧反应器的分类与特点及去污机理，与其它污水处理技术比较，总结出生活污水采用厌氧生物法处理具有投资少、运行费用低、出水水质好、操作简单等优点。对厌氧反应器在牛.活污水处理的应用前景进行了展望。引言：随着世界经济的发展，水资源污染性短缺日益严重的情况已经引起世界各国的重视。工业企业排放废水对水体污染程度日益加重，污染物的种类日趋复杂多样。废水生物处理以投资省、能耗低等优点一直受到环保界人士的重视。废水生物厌氧处理技术更是以能耗低、负荷高、剩余污泥产量少、耐冲击负荷、回收能源

2、等诸多的优点受到业内人士的青睐。1厌氧生物处理的基木原理厌氧牛.物处理乂被称为厌氧消化、厌氧发酵，是指在厌氧条件下由多种（厌氧或兼性）微牛.物的共同作用下，使有机物分解并产牛.CH4和CO2的过程，厌氧过程广泛地存在于自然界中，1881年，法国的LouisMouras发明了“自动净化器”，用以处理污水污泥，从而开始了人类利用厌氧生物过程处理废水废物的历程。随后人类开始较多地应用厌氧过程来处理城市污水（如化粪池、双层沉淀池等）和活性污泥工艺中产生的剩余污泥（如各种厌氧消化池等）。从20世纪60年代开始，随着能源危机的加剧，人们加强了利用厌氧消化过程处理有机废水的研究，相继出现了

3、一批现代高速厌氧消化反应器，如：厌氧接触法、厌氧滤池（AF）、上流式厌氧污泥床（UASB）反应器、厌氧流化床（AFB）、厌氧附着膜膨胀床反应器（AAFEB）等，从此厌氧消化工艺开始大规模地被应用于废水处理,这些现代高速厌氧生物反应器的水力停留时间大大缩短,有机负荷大大提高,处理效率也大大提高。1.1厌氧消化过程1.1.1两阶段理论在20世纪的30〜60年代，人们普遍认为厌氧消化过程可以简单地分为两个阶段：如图1所示，即“两阶段理论”：第一阶段被称为发酵阶段或产酸阶段或酸性发酵阶段，废水中的奋机物在发酵细菌的作用下，发生水解和酸化反应，而被降解为以脂肪酸、醇类、CO2和H2等为

4、主的产物。参与反应的微生物则被统称为发酵细菌或产酸细菌，其特点主要有:1、生长速率快，2、对环境条件：如温度、pH、抑制物等的适应性较强；第二阶段则被称为产甲烷阶段或碱性发酵阶段，所发生的反应是产甲烷菌利用前一阶段的产物脂肪酸、醇类、CO2和H2等为基质，并最终将其转为CH4和CO2.参与反应的微生物被统称为产甲烷菌，其主要特点有:1、生长速率很慢；2、对环境条件：如温度、pH、抑制物等非常敏感。但是随着对厌氧微生物学研宄的不断深入，很多学者都发现上述过程不能真实完整地反映厌氧消化过程的本质。厌氧微生物学的研究结果表明，产甲烷菌是一类非常特别的细菌，它们只能利用一些简单的有机

5、物如甲酸、乙酸、甲醇、甲基胺类以及H2/CO2等，而不能利用除乙酸以外的含两个碳以上的脂肪酸和甲醇以外的醇类；70年代,Bryant发现原来认为是一种被称为“奥氏产甲烷菌”的细菌，实际上是由两种细菌共同组成的，其中一种细菌先将乙醇氧化为乙酸和H2,另一种细菌则利用H2和CO2以及乙酸产生CH4,由此，Bryant提出了厌氧消化过程的“三阶段理论”（如图2所示）2厌氧消化过程中的主要微生物及影响厌氧消化的因素2.1.1厌氧消化过程中的主要微生物根据厌氧消化过程的三阶段理论，厌氧微生物主要可以分为以下三大类群，即发酵细菌、产酸细菌、产氢产乙酸菌、产甲烷菌。（发酵细菌、产酸细菌）的

6、主要功能是：（1）水解。在胞外酶的作用下，将不溶性奋机物水解成可溶性奋机物；（2）酸化。将可溶性大分子有机物转化为脂肪酸、醇类等小分子冇机物。这类细菌分属梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、双岐杆菌属等，苏中大多数是厌氧菌，但也奋大量的是兼性厌氧菌。2.2发酵细菌发酵细菌（产酸细菌）的主要功能是:①水解:即在胞外酶的作用下，将不溶性有机物水解成可溶性有机物；②酸化：即将可溶性大分子奋机物转化为脂肪酸、醇类等小分子有机物。这类细菌分属梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、双岐杆菌属等，其中人多数是厌氧菌，但也冇大量是兼性厌氧菌，一般来说，水解过程比较缓慢，并会受到多种因素影响（pH、水力停留

7、吋间、有机物种类等），有吋会成为厌氧反应的限速步骤；但产酸反应的速率一般是比较快的。如果按功能来分类，则可将发酵细菌分为；纤维素分解菌、半纤维素分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌等。2.2产氢产乙酸菌产氢产乙酸菌的主要功能是将各种高级脂肪酸和醇类氧化分解为乙酸和H2.涉及到的主要反应有：乙醇:CH3CH2OH+H2OCH3C00H+2H2丙酸:CH3CH2COOH+2H2OCH3C00H+3H+CO2丁酸:CH3CH2CH2COOH+2H2O2CH3COOH+2H2上述各个反应只有在系统中的乙