一、厭氧生化法的基本介紹

  廢水厭氧生物處理是環境工程與能源工程中的一項重要技術，是有機廢水強有力

   的處理方法之一，過去，它多用于城市污水廠的污泥、有機廢料及其部分高濃度有機

廢水的處理，在建筑物形式上主要采用普通消化池，由于存在水力停留時間長、有機負

荷低等缺點，較長時間限制了它在廢水處理中的應用，20世紀70年代以來，世界能源

短缺日益突出，能生產能源的廢水厭氧技術受到重視，研究與實踐不斷深入，開發了各

種新型工藝與設備，大幅度地提高了厭氧反應器內活性污泥的持有量，使處理時間大大

縮短，效率提高，

厭氧生化法與好氧生化法相比具有下列優缺點：

七個方面的優點：

●       應用范圍廣，

●       能耗低

●       負荷高，

●       剩余污泥量少

●       氮、磷營養需要量較少

●       厭氧處理過程有一定殺菌作用，可以殺死廢水與污水中的寄生蟲、病毒等

●       厭氧活性污泥可以*儲存，厭氧反應器可以季節性或間歇性運轉。

三個方面的缺點：

●       厭氧微生物增殖緩慢，因而厭氧設備啟動和處理時間比好氧設備長

●       出水往往需要進一步處理，故一般在厭氧處理后串聯好氧處理

●       厭氧處理系統操作控制因素較為復雜

二、厭氧生化法的應用范圍

●  有機污泥處理

●  高濃度有機廢水

●  中、低濃度有機廢水

●  城市廢水處理

三、厭氧生化法的基本原理

   基本定義：廢水厭氧生物處理是指在無分子氧條件下通過厭氧生物（包括兼氧生物）

的作用，將廢水中的各種復雜有機物分子轉化成甲烷、二氧化碳等物質的過程，也稱為

厭氧消化。

污水厭氧生物處理是在無氧的條件下利用厭氣微生物的降解作用使污水中有機物質

達到凈化的處理方法。在無氧的條件下，污水中的厭氧細菌把碳水化合物、蛋白質、脂

肪等有機物分解生成有機酸，然后在甲烷菌的作用下，進一步發酵形成甲烷、二氧化碳

和氫等，從而使污水得到凈化。如化糞池、污泥厭氧消化、厭氧塘等。厭氧生物從處理

法污水BOD負荷較高，如厭氧消化的BOD負荷一般為3.5kg/（m3·d），去除率可達90%以上，其處理費用低于好氧處理，是生活污水污泥、高濃度有機物工業廢水和糞便等良好

的處理方法之一。

       厭氧消化處理分為三個階段：

      *階段：水解酸化階段

      第二階段：產氫產乙酸階段

      *階段：產甲烷階段

四、影響厭氧處理的因素

（1）溫度 

溫度是影響微生物生命活動zui重要的因素之一，其對厭氧微生物及厭氧消化的影響

尤為顯著。各種微生物都在一定的溫度范圍內生長，根據微生物生長的溫度范圍，習慣上

將微生物分為三類：

（a）嗜冷微生物，生長溫度為5～20 ℃；

（b）嗜溫微生物，生長溫度20～42℃；

（c）嗜熱微生物，生長溫度42～75℃。相應地厭氧廢水處理也分為低溫、中溫和高溫三類。

這三類微生物在相應的適應溫度范圍內還存在*溫度范圍，當溫度高于或低于*

溫度范圍時其厭氧消化速率將明顯降低。在工程運用中，中溫工藝中以30～40 ℃zui為常見，其*處理溫度在35～40℃；高溫工藝以50～60 ℃zui為常見，*溫度為55℃。

在上述范圍里，溫度的微小波動（例如1～3℃）對厭氧工藝不會有明顯的影響，但如果

溫度下降幅度過大，則由于微生物活力下降，反應器的負荷也將降低。

（2）pH值 

產甲烷菌對pH值變化適應性很差，其*范圍為6.8～7.2，超出該范圍厭氧消化細

菌會受到抑制。

（3）氧化還原電位 

的厭氧環境是產甲烷菌進行正?；顒拥幕緱l件，產甲烷菌的zui適氧化還原電位

為－150～－400mV，培養甲烷菌的初期，氧化還原電位不能高于－330mV。

（4）營養 

厭氧微生物對碳、氮等營養物質的要求略低于好氧微生物，需要補充專門的營養物質

有鉀、鈉、鈣等金屬鹽類，它們是形成細胞或非細胞的金屬絡合物所需要的物質，同時也

應加入鎳、鋁、鈷、鉬等微量金屬，以提高若干酶的活性。

（5）有機負荷 

在厭氧法中，有機負荷通常指容積有機負荷，簡稱容積負荷，即消化器單位有效容積

每天接受的有機物量（kg COD/m³.d）。對懸浮生長工藝，也有用污泥負荷表達的，即kg COD/（Kg 污泥.d）；在污泥消化中，有促負荷習慣上以投配率或進料率表達，即每天所投

加的濕污泥體積占消化器有效容積的百分數。由于各種濕污泥的含水率、揮發組分不盡一

致，投配率不能反映實際的有機負荷，為此，又引入反應器單位有效容積每天接受的揮發

性固體重量這一參數，即kg MLVSS/（m3.d）。

有機負荷是影響厭氧消化效率的一個重要因素，直接影響產氣量和處理效率。在一定

范圍內，隨著有機負荷的提高，產氣率即單位重量物料的產氣量趨向下降，而消化器的容

積產氣量則增多，反之亦然。對于具體應用場合，進料的有機物濃度是一定的，有機負荷

或投配率的提高意味著停留時間縮短，則有機物分解率將下降，勢必使單位重量物料的產

氣量減少。但因反應器相對的處理量增多了，單位容積的產氣量將提高。

有機負荷值因工藝類型、運行條件以及廢水廢物的種類及其濃度而異。在通常的情況

下，采用常規厭氧消化工藝，中溫處理高濃度工業廢水的有機負荷為2～3kg COD/（m3.d），

在高溫下為4~6kg COD/（m³.d）。上流式厭氧污泥床反應器、厭氧濾池、厭氧流化床等新型

厭氧工藝的有機負荷在中溫下為5～15 kg COD/（m³.d），可高達30 kg COD/（m³.d）。

（6）有毒物質 

有毒物質會對厭氧微生物產生不同程度的抑制，使厭氧消化過程受到影響甚至破壞，

常見抑制性物質為硫化物、氨氮、重金屬、氰化物及某些人工合成的有機物。

五、厭氧塔（上流式厭氧污泥床反應器）的工作原理與特點

上流式厭氧污泥床反應器簡稱UASB反應器，又稱UASB厭氧塔，

下圖為厭氧塔的工作原理圖：

六、厭氧塔（上流式厭氧污泥床反應器）的結構與形式

七、厭氧塔（上流式厭氧污泥床反應器）的設計與計算

八、厭氧塔（上流式厭氧污泥床反應器）的使用與維護