什么是厭氧廢水處理

　　厭氧廢水處理是一種在無氧或缺氧條件下，利用厭氧微生物(主要是厭氧菌)分解廢水中有機物的廢水處理方法。以下是詳細介紹：

　　一、基本原理

　　水解階段

　　復雜的大分子有機物，如蛋白質、多糖、脂肪等，首先在厭氧微生物分泌的胞外酶的作用下被分解為小分子的溶解性有機物。例如，蛋白質會被水解為氨基酸，多糖會被分解為單糖。這一過程就像把一個復雜的機器拆解成一個個小零件，為后續的反應提供合適的底物。

　　酸化階段

　　水解后的小分子有機物在產酸菌的作用下被轉化為短鏈脂肪酸(如乙酸、丙酸、丁酸等)、醇類、二氧化碳和氫氣等。這些短鏈脂肪酸是后續產甲烷過程的重要底物，例如，葡萄糖在酸化過程中可以轉化為乙酸和氫氣。

　　產甲烷階段

　　這是厭氧處理的關鍵階段。產甲烷菌利用酸化階段產生的短鏈脂肪酸、氫氣和二氧化碳等，生成甲烷和二氧化碳。甲烷是一種重要的能源氣體，其產生過程可以用化學方程式簡單表示，如乙酸分解：。產甲烷菌是一類非常特殊的微生物，它們對環境條件要求苛刻，生長緩慢，是厭氧處理過程中的限速步驟。

　　二、厭氧反應器類型

　　厭氧消化池

　　這是最傳統的厭氧反應器。它一般是一個大型的、密封的池子，廢水在池中停留較長時間(一般數天到數十天)，以保證有機物的充分分解。它的優點是結構簡單、處理能力較大，能夠處理高濃度的有機廢水。但是，它的缺點是水力停留時間長，占地面積大，處理效率相對較低。例如，在處理城市污水廠的污泥時，厭氧消化池可以將污泥中的有機物分解，減少污泥的體積，同時產生沼氣。

　　厭氧接觸反應器

　　這種反應器在厭氧消化池的基礎上增加了污泥回流系統。通過污泥回流，可以使反應器內保持較高的微生物濃度，提高處理效率。它的工作過程是廢水進入反應器后，與厭氧污泥充分接觸，有機物被分解，處理后的廢水流出反應器，而部分污泥則被回流到反應器的前端。它的水力停留時間比單純的厭氧消化池短，處理效果更好，適用于處理中高濃度的有機廢水。

　　上流式厭氧污泥床(UASB)反應器

　　UASB 反應器是目前應用較為廣泛的高效厭氧反應器。它的主要結構包括底部的布水系統、中部的反應區(污泥床區和懸浮污泥區)和頂部的三相分離器。廢水從底部進入，均勻地分布在反應器中，向上流動過程中與污泥床中的厭氧污泥充分接觸。污泥床中的微生物分解有機物，產生的沼氣帶動污泥顆粒向上運動。在頂部的三相分離器中，沼氣被分離出來，污泥則返回反應區，處理后的水流出反應器。UASB 反應器的處理效率高，水力停留時間短，能夠處理高濃度有機廢水，如食品加工廢水、造紙廢水等。

　　三、厭氧廢水處理的優點

　　能耗低

　　與好氧處理相比，厭氧處理不需要曝氣設備向水中充入大量氧氣，從而節省了大量的電能。因為在好氧處理中，曝氣所消耗的電能占總能耗的很大一部分，而厭氧處理是在無氧環境下進行的，減少了這部分能耗。

　　產生沼氣可利用

　　厭氧處理過程中產生的沼氣主要成分是甲烷，甲烷是一種優質的清潔能源?？梢詫⒄託馐占饋?，用于發電、供熱等。例如，在一些大型的污水處理廠，通過厭氧處理產生的沼氣可以用于廠內的設備運行，減少對外界能源的依賴。

　　剩余污泥量少

　　厭氧微生物分解有機物主要是將其轉化為甲烷和二氧化碳等氣體，相對于好氧處理，產生的剩余污泥量較少。這不僅減少了污泥處理的成本，也降低了污泥處置過程中可能帶來的環境風險。

　　四、厭氧廢水處理的缺點和局限性

　　處理時間較長

　　尤其是對于一些復雜的有機物，厭氧處理需要足夠的時間來完成各個階段的反應。例如，對于含有難降解有機物的工業廢水，可能需要數天甚至數周的時間才能達到較好的處理效果，而好氧處理可能在數小時到數天內就能完成。

　　對環境條件敏感

　　厭氧微生物對溫度、pH 值等環境條件非常敏感。例如，產甲烷菌適宜的溫度一般在 35 - 38℃左右，pH 值在 6.8 - 7.2 之間。如果溫度或 pH 值超出適宜范圍，微生物的活性會受到抑制，甚至死亡，從而影響處理效果。

　　出水水質一般

　　厭氧處理后的出水通常還含有一定量的有機物，不能直接排放。一般需要進一步進行好氧處理或其他深度處理，以滿足排放標準。因為厭氧處理主要是將復雜的有機物分解為簡單的有機物和氣體，對于一些小分子的溶解性有機物的去除效果有限。