有機廢水厭氧消化原理

Ⅰ 廢水厭氧生物處理的原理

在厭氧處理過程中，廢水中的有機物經大量微生物的共同作用，被最終轉化為甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨等。在此過程中，不同微生物的代謝過程相互影響，相互制約，形成了復雜的生態系統。對高分子有機物的厭氧過程的敘述，有助於我們了解這一過程的基本內容。
高分子有機物的厭氧降解過程可以被分為四個階段：水解階段、發酵(或酸化)階段、產乙酸階段和產甲烷階段。
(1)水解階段
水解可定義為復雜的非溶解性的聚合物被轉化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。
高分子有機物因相對分子量巨大，不能透過細胞膜，因此不可能為細菌直接利用。它們在第一階段被細菌胞外酶分解為小分子。例如，纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，澱粉被澱粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被蛋白質酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產物能夠溶解於水並透過細胞膜為細菌所利用。水解過程通常較緩慢，因此被認為是含高分子有機物或懸浮物廢液厭氧降解的限速階段。多種因素如溫度、有機物的組成、水解產物的濃度等可能影響水解的速度與水解的程度。水解速度的可由以下動力學方程加以描述：ρ=ρo/(1+Kh.T)
ρ ——可降解的非溶解性底物濃度（g/L）；
ρo———非溶解性底物的初始濃度（g/L）；
Kh——水解常數（d^-1）；
T——停留時間（d）
（2）發酵（或酸化）階段
發酵可定義為有機物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程，在此過程中溶解性有機物被轉化為以揮發性脂肪酸為主的末端產物，因此這一過程也稱為酸化。
在這一階段，上述小分子的化合物發酵細菌（即酸化菌）的細胞內轉化為更為簡單的化合物並分泌到細胞外。發酵細菌絕大多數是嚴格厭氧菌，但通常有約1%的兼性厭氧菌存在於厭氧環境中，這些兼性厭氧菌能夠起到保護像甲烷菌這樣的嚴格厭氧菌免受氧的損害與抑制。這一階段的主要產物有揮發性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等，產物的組成取決於厭氧降解的條件、底物種類和參與酸化的微生物種群。與此同時，酸化菌也利用部分物質合成新的細胞物質，因此，未酸化廢水厭氧處理時產生更多的剩餘污泥。
在厭氧降解過程中，酸化細菌對酸的耐受力必須加以考慮。酸化過程pH下降到4時能可以進行。但是產甲烷過程pH值的范圍在6.5～7.5之間，因此pH值的下降將會減少甲烷的生成和氫的消耗，並進一步引起酸化末端產物組成的改變。
(3)產乙酸階段
在產氫產乙酸菌的作用下，上一階段的產物被進一步轉化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細胞物質。
其某些反應式如下：
CH3CHOHCOO-+2H2O —> CH3COO-+HCO3-+H++2H2 ΔG』0=-4.2KJ/MOL
CH3CH2OH+H2O－> CH3COO-+H++2H2O ΔG』0=9.6KJ/MOL
CH3CH2CH2COO-+2H2O－> 2CH3COO-+H++2H2 ΔG』0=48.1KJ/MOL
CH3CH2COO-+3H2O－> CH3COO-+HCO3-+H++3H2 ΔG』0=76.1KJ/MOL
4CH3OH+2CO2－> 3CH3COO-+2H2O ΔG』0=-2.9KJ/MOL
2HCO3-+4H2+H+－>CH3COO-+4H2O ΔG』0=-70.3KJ/MOL
(4)甲烷階段
這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇被轉化為甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。
甲烷細菌將乙酸、乙酸鹽、二氧化碳和氫氣等轉化為甲烷的過程有兩種生理上不同的產甲烷菌完成，一組把氫和二氧化碳轉化成甲烷，另一組從乙酸或乙酸鹽脫羧產生甲烷，前者約占總量的1/3，後者約佔2/3。
最主要的產甲烷過程反應有：
CH3COO-+H2O－>CH4+HCO3- ΔG』0=-31.0KJ/MOL
HCO3-+H++4H2－>CH4+3H2O ΔG』0=-135.6KJ/MOL
4CH3OH－>3CH4+CO2+2H2O ΔG』0=-312KJ/MOL
4HCOO-+2H+－>CH4+CO2+2HCO3- ΔG』0=-32.9KJ/MOL
在甲烷的形成過程中，主要的中間產物是甲基輔酶M（CH3-S-CH2-SO3-）。
需要指出的是：一些書把厭氧消化過程分為三個階段，把第一、第二階段合成為一個階段，稱為水解酸化階段。在這里我們則認為分為四個階段能更清楚反應厭氧消化過程。
上述四個階段的反應速度依廢水的性質而異，在含纖維素、半纖維素、果膠和脂類等污染物為主的廢水中，水解易成為速度限制步驟；簡單的糖類、澱粉、氨基酸和一般蛋白質均能被微生物迅速分解，對含這類有機物的廢水，產甲烷易成為限速階段。雖然厭氧消化過程可分為以上四個過程，但是在厭氧反應器中，四個階段是同時進行的，並保持某種程度的動態平衡。該平衡一旦被pH值、溫度、有機負荷等外加因素所破壞，則首先將使產甲烷階段受到抑制，其結果會導致低級脂肪酸的積存和厭氧進程的異常變化，甚至導致整個消化過程停滯。

Ⅱ 廢水的厭氧生物處理方法有哪些厭氧處理的原理是什麼

厭氧消化具有下列優點：無需攪拌和供氧，動力消耗少；能產生大量含甲烷的沼氣，是很好的能源物質，可用於發電和家庭燃氣；可高濃度進水，保持高污泥濃度，所以其溶劑有機負荷達到國家標准仍需要進一步處理；初次啟動時間長；對溫度要求較高；對毒物影響較敏感；遭破壞後，恢復期較長。污水厭氧生物處理工藝按微生物的凝聚形態可分為厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法。厭氧活性污泥法包括普通消化池、厭氧接觸消化池、升流式厭氧污泥床（upflow anaerobic sludge blanket,UASB）、厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）等；厭氧生物膜法包括厭氧生物濾池、厭氧流化床和厭氧生物轉盤。
一般來說，廢水中復雜有機物物料比較多，通過厭氧分解分四個階段加以降解：
（1）水解階段：高分子有機物由於其大分子體積，不能直接通過厭氧菌的細胞壁，需要在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機物質比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖，澱粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被分解成短肽和氨基酸。分解後的這些小分子能夠通過細胞壁進入到細胞的體內進行下一步的分解。答案來自環保通。
（2）酸化階段：上述的小分子有機物進入到細胞體內轉化成更為簡單的化合物並被分配到細胞外，這一階段的主要產物為揮發性脂肪酸（VFA），同時還有部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產物產生。
（3）產乙酸階段：在此階段，上一步的產物進一步被轉化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細胞物質。
（4）產甲烷階段：在這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉化成甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。這一階段也是整個厭氧過程最為重要的階段和整個厭氧反應過程的限速階段。

Ⅲ 厭氧消化系統的各組成部分的工作原理和作用簡述就行

答：厭氧消化系統的組成：消化池、進排泥系統、攪拌系統、加熱系統、集氣系統；工作原理：在無分子氧條
件下，通過厭氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，將廢水中的各種復雜有機物分解轉化為甲烷和二氧化碳的
過程；作用：消化後的污泥稱熟污泥或消化污泥，這種污泥易於脫水，所含固體物數量減少，不會腐化，氨氮
濃度增高，污泥中的致病菌和寄身蟲卵大為減少。消化後的污泥體積減少
60%-70%
。在污泥消化過程中將產
生大量高熱值的沼氣，可作為能源利用，使污泥資源化。另外，污泥消化後，其中部分有機氮轉化為氨氮，提
高了污泥的肥效

Ⅳ 污水生化處理工藝選擇

日前大多數城市污水處理廠都採用活性污泥法。生物處理的原理是通過生物作用，尤其是微生物的作用，完成有機物的分解和生物體的合成，將有機污染物轉變成無害的氣體產物(CO2)、液體產物(水)以及富含有機物的固體產物(微生物群體或稱生物污泥)；多餘的生物污泥在沉澱池中經沉澱池固液分離，從凈化後的污水中除去。常用的污水生化處理有以下兩種工藝：
一、污水厭氧生物處理法
污水厭氧生物處理法又稱「厭氧消化」，是利用厭氧微生物以降解污水中的有機污染物，使污水凈化的方法。其機理是在厭氧細菌的作用下將污泥中的有機物分解，最後產生甲烷和二氧化碳等氣體。
完全厭氧消化過程可分三個階段：
1、污泥中的固態有機化合物藉助於從厭氧菌分泌出的細胞外水解酶得到溶解，並通過細胞壁進入細胞，在水解酶的催化下，將多糖、蛋白質、脂肪分別水解為單糖、氨基酸、脂肪酸等；
2、在產酸菌的作用下，將第一階段的產物進一步降解為較簡單的揮發性有機酸，如乙酸、丙酸、丁酸等；
3、在甲烷菌的作用下，將第二階段產生的揮發酸轉化成甲烷和二氧化碳。影響因素有溫度、pH值、養料、有機毒物、厭氧環境等。厭氧生物處理的優點：處理過程消耗的能量少，有機物的去除率高，沉澱的污泥少且易脫水，可殺死病原菌，不需投加氮、磷等營養物質。但是，厭氧菌繁殖較慢，對毒物敏感，對環境條件要求嚴格，最終產物尚需需氧生物處理。近年來，常應用於高濃度有機污水生化處理。
二、污水需氧生物處理法
污水需氧生物處理法是利用需氧微生物（主要是需氧細菌）分解污水中的有機污染物，使污水無害化的污水生化處理方法。其機理是，當污水同微生物接觸後，水中的可溶性有機物透過細菌的細胞壁和 細胞膜而被吸收進入菌體內；膠體和懸浮性有機物則被吸附在菌體表面，由細菌的外酶分解為溶解性的物質後，也進入菌體內。這些有機物在菌體內通過分解代謝過程被氧化降解，產生的能量供細菌生命活動的需要；一部分氧化中間產物通過合成代謝成為新的細胞物質，使細菌得以生長繁殖。處理的最終產物是二氧化碳、水、氨、硫酸鹽和磷酸鹽等穩定的無機物。處理時，要供給微生物以充足的氧和各種必要的營養源如碳、氮、磷以及鉀、鎂、鈣、硫、鈉等元素；同時應控制微生物的生存條件，如pH宜為6.5～9，水溫宜為10～35等。主要方法有活性污染法、生物膜法、氧化塘法等。

Ⅳ 污水處理中的厭氧池可以提高污水的可生化性嗎具體原理呢看到一個工業污水COD=40000，BOD=350.

是的, 污水處理中的厭氧池可以提高污水的可生化性.
其原理主要是在厭氧版池中通過厭氧菌將污水權中的有機污染物(主要是大分子量的有機污染物)降解成小分子量的有機污染物, 同時將一部分有機污染物降解生成甲烷,H2S等氣體從而降低污水處理中好氧曝氣池的負荷.

Ⅵ 污水厭氧處理的微生物學原理是什麼污泥厭氧消化和污水厭氧處理有何異同

污水厭氧處理原理：通過厭氧微生物的新陳代謝，將有機物進行生物轉化，生成沼氣和二氧化碳，從而達到凈化水質的目的。
污泥厭氧消化和污水厭氧處理比較：都是利用厭氧微生物進行的生物轉化過程，只不過處理的對象不同而已。污泥厭氧消化對象是剩餘活性污泥（細菌），而污水厭氧處理的對象是污水中的不溶性和溶解性有機物。

Ⅶ 污水厭氧反應是放熱反應嗎

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，稱為厭氧消化。
厭氧生物處理技術即為在厭氧狀態下，污水中的有機物被厭氧細菌分解、代謝、消化，使得污水中的有機物含量大幅減少，同時產生沼氣的一種高效的污水處理方式。厭氧處理作為生物處理的一個重要形式，正在陸續地開發出一系列新的厭氧處理工藝和構築物，逐步克服了傳統厭氧工藝的缺點，在理論和實踐上取得了很大的進步。
利用厭氧性微生物的代謝特性，在毋需提供外源能量的條件下，以污水中被還原有機物作為受氫體，同時滑鉛慎產生有能源價值的甲烷氣體。降解有機物的同時產生的沼氣（含CH4、CO2、N2、H2、O2、H2S等氣態物質），可以被積極利用而產生經濟價值。
原理
在厭氧處理過程中，廢水中信敬的有機物經大量微生物的共同作用，被最終轉化為甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨等。在此過程中，不同微生物的代謝過程相互影響，相互制約，形成了復雜的生態系統。對高分子有機物的厭氧過程的敘述，有助於我們了解這一過程的基本內容。
高分子有機物的厭氧降解過程可以被分為四個階段：水解階段、發酵(或酸化)階段、產乙酸階段和產甲烷階段激晌。

水解階段
水解可定義為復雜的非溶解性的聚合物被轉化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。
高分子有機物因相對分子量巨大，不能透過細胞膜，因此不可能為細菌直接利用。它們在第一階段被細菌胞外酶分解為小分子。例如：纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，澱粉被澱粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被蛋白質酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產物能夠溶解於水並透過細胞膜為細菌所利用。水解過程通常較緩慢，因此被認為是含高分子有機物或懸浮物廢液厭氧降解的限速階段。多種因素如溫度、有機物的組成、水解產物的濃度等可能影響水解的速度與水解的程度。

Ⅷ 什麼是污泥的厭氧消化與高濃度廢水的厭氧處理有何不同

污泥的厭氧消化是利用厭氧微生物經過水解、酸化、產甲烷等過程，將污版泥中的大部分固體有權機物水解、液化後並最終分解掉的過程。產甲烷菌最終將污泥有機物中的碳轉變成甲烷並從污泥中釋放出來，實現污泥的穩定化。
污泥的厭氧消化與高濃度廢水的厭氧處理有所不同。廢水中的有機物主要以溶解狀態存在，而污泥中的有機物則主要以固體狀態存在。按操作溫度不同，污泥厭氧消化分為中溫消化（30～37℃）和高溫消化（45～55℃）兩種。由於高溫消化的能耗較高，大型污水處理場一般不會採用，因此常見的污泥厭氧消化實際都是中溫消化。

Ⅸ 厭氧反應器的作用及工作原理

作用：抄採用生物法處理廢水襲。

工作原理：ECAR充分利用了厭氧顆粒污泥技術，通過外循環為反應器提供充分的上升流速，保持顆粒污泥床的膨脹和反應器內部的混合，提高了反應器的處理效率。

高濃度廢水由布水系統從ECAR底部泵入，與反應器內的厭氧顆粒污泥充分混合，絕大部分有機物質被轉化為沼氣，氣液分離模塊將沼氣、水和污泥實現良好分離，沼氣由頂部進入沼氣輸送系統，廢水由出水管流入後續處理系統，厭氧污泥迴流至污泥床。

(9)有機廢水厭氧消化原理擴展閱讀

厭氧反應發生在廢水和污泥顆粒接觸的過程。在厭氧狀態下產生的沼氣（主要是甲烷和二氧化碳）引起了內部的循環，這對於顆粒污泥的形成和維持有利。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒有附著的氣體向反應器頂部上升。

上升到表面的污泥撞擊三相反應器氣體發射器的底部，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放後污泥顆粒將沉澱到污泥床的表面，附著和沒有附著的氣體被收集到反應器頂部的三相分離器的集氣室。