水处理微生物学(第十讲).ppt

5.2 厌氧生物处理原理与过程 一、厌氧生物处理的基本原理及参加的微生物 ? 废水的厌氧生物处理：在无氧的条件下，借多种厌 氧微生物的作用处理废水。又叫厌氧消化。 ? 1881年法国报道了罗伊斯·莫拉斯（Louis Mouras）发明的“自动净化器”，开始了利用厌氧消化处理废水的历史，至今已100多年。 ? 1979年布利安特（Bryant）等人提出厌氧消化的 三阶段4 类群理论。 ▲发酵细菌作用阶段（水解发酵阶段） ▲产醋酸细菌作用阶段（产氢、产乙酸阶段） ▲产甲烷阶段 ;（1）发酵细菌作用阶段 原理： 碳水化合物 单糖 蛋白质 → 氨基酸 → 醇 类脂 脂肪酸 低级脂肪酸 参加的微生物： 发酵细菌群： 梭菌属（Clostridium) 丁酸弧菌属（Butyrivibrio） 拟杆菌属（Bacteroides) 特性 大多专性厌氧；适宜pH4.5～8。;（2）产醋酸细菌作用阶段 原理： 上阶段产物： （丙酸、丁酸、醇等） → 醋酸、甲胺 、CO2、H2 参加的微生物： 产氢产乙酸细菌群和同型产乙酸细菌群： 互营单胞菌属 、互营杆菌属 、梭菌属 、暗杆菌属 特性 绝对厌氧菌获兼性厌氧菌；适宜pH 4.5～8。;（3）产甲烷细菌作用阶段（厌氧消化的控制阶段） 原理： H2、CO2、CH3COOH CH3NH2、CH3OH → CH4 参加的微生物： 产甲烷细菌群：产甲烷杆菌属； 产甲烷短杆菌属；产甲烷球菌属。 特性 严格厌氧菌；中温菌对温度敏感； pH 适宜6.8~7.2；增殖速率慢。 ; 废水中有机物 Ⅰ ↓ 发酵性细菌 脂肪酸（丙酸、丁酸）、醇类 Ⅱ ↓ 产氢产乙酸细菌 ↙ ↘ 同型产乙酸细菌 乙酸 → H2 + CO2 ↘ ↙ Ⅲ ↓ 产甲烷细菌 CH4;二、 厌氧微生物群体间的关系 不产甲烷细菌和产甲烷??菌相互依赖、相互制约。表现在： （1）不产甲烷细菌未产甲烷细菌提供生长和产甲烷所需的的基质。 不产甲烷细菌的产物氢、二氧化碳、乙酸提供给产 甲烷细菌。产甲烷细菌为厌氧环境有机物分解食物链最 后环节。 （2）不产甲烷细菌为产甲烷细菌创造适宜的氧化还原条件。 厌氧发酵初期的加料等带入的空气中的氧被不产甲 烷细菌的代谢作用，使发酵液的氧化还原电位不断下 降，为产甲烷细菌提供生长条件。 ;（3）不产甲烷细菌为产甲烷细菌清除有毒物质 苯环、氰化物可被不产甲烷细菌降解。 （4）产甲烷细菌为不产甲烷细菌的生化反应解除反馈抑制。 不产甲烷细菌的发酵产物可以抑制其本身的不断形 成。如氢的积累抑制产氢细菌的产氢，酸的积累抑制产 酸细菌的产酸。而产甲烷细菌可以利用氢、乙酸、二氧 化碳等，解除反馈。 （5）不产甲烷细菌和产甲烷细菌共同维持环境中适宜的pH值。 不产甲烷菌分解糖等产生酸，降低pH产甲烷菌分解 酸产生甲烷，pH 上升。;三、厌氧废水处理的影响因素 （1）温度 对厌氧生物及厌氧消化的影响尤为显著。 厌氧消化最佳温度： 55℃左右——嗜热菌（高温消化） 35℃左右——嗜温菌（中温消化） 取舍： 高温消化的反应速率为中