目錄厭氧生物處理的三個階段 厭氧消化四階段理論圖 厭氧生物處理的機理 厭氧處理污水的原理 好氧和厭氧生物處理原理
厭氧生物一般進行無氧呼吸，把葡萄糖分解成肆棚賀乳酸，醋酸和頃和酒精獲取少量能量，酒，醋，裂派酸奶，泡菜都是靠它們的無氧呼吸得來的
根據厭氧四階段來解前滲肢釋
（1）第一階段:水解、發酵階段（發酵性細菌）
由厭氧或兼性厭氧慧世發酵性細菌起主要作用.主要功能有兩種：（1）水解-在胞外酶的作用下將不溶性有機物水解成可溶性有機物；（2）酸化-將可溶性大分子有機物轉化成脂肪酸、醇類等.
這些細菌的水解過程較緩慢,并受多種因素（pH、SRT、有機物種類等）影響,有時會成為厭氧反應的限速步驟.
(2)第二階段:產氫產乙酸階段階段（產氫產乙酸菌）
厭氧或兼性厭氧產氫產乙酸細菌在厭氧消化中的生理功能是將第一階段的發酵產物如高級脂肪酸和醇類等氧化分解成乙酸、 H2和CO2 ,為產甲烷菌提供合適的基質.
主要的反應過程如下：
CH3CH2COOH +2H2O→CH3COOH+CO2+3H2
CH3CH2OH+H2O→CH3COOH+2H2
(3)第三階段:耗氫產乙酸階段階段（同型產乙酸菌）
同型產乙酸菌,它們既能利用H2、CO2生成乙酸,也能代謝糖類生成乙酸.
2CO2+4H2→CH3COOH+2H2O
C6H12O6→3CH3COOH
（4）第四階段:產甲烷階段（耗乙酸產喊腔甲烷菌、耗氫產甲烷菌）
由嚴格厭氧的產甲烷菌群來完成,其主要功能是將產乙酸菌的產物乙酸、甲醇、甲胺、H2/CO2等轉化為CH4和CO2 .
生成CH4的主要反應如下：
CH3COOH→CH4+CO2
CH3COONH4+H2O→CH4+NH4HCO3
4H2+CO2→CH4+2H2O
4HCOOH→CH4+3CO2+2H2O
4CH3OH→3CH4+CO2+2H2O
在此過程中,可降解的有機物逐漸被厭氧菌群分解利用,產生沼氣,有機氮被分解形成氨氮,有機分解形成磷酸鹽,導致厭氧消化液的高氨氮高磷特性.
厭氧生物處理的基本原理如下：
其基本原理是通過控制厭氧微生物的生長和代謝過程,將有機廢水中的有機物質轉化為沼氣和有機肥料,從而達到凈化態簡水質的目的。
水的凈化方法：物理處理法、化學處理法、物理化學法和生物處理法。
水的凈化方法不只靜置沉淀、吸附沉淀、過濾、蒸餾，這些歸類在物理凈化中，大量的凈化水，如實驗室用水一般用去離子水，采用離子交換的方法獲得，屬于物化方法。具體的凈化水方法有四大類：即物理處理法、化學處理法、物理化學法和生物處理法。
物理處理法，通過物理作用，以分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態污染物質（包括油膜和油珠），常用的有重力分離法、離心分離法、過濾法等。
化學處理法，向污水中投加某種化學物質，利用化學反應來分離、回收污水中的污染物質，常用的有化學沉淀法、混凝法、中和法、氧化還原（包括電解）法等。
物理化學法，利用物理化學作纖和用去除廢水中的污染物質，主要有吸附法、離子交換法、膜分離法、萃取法等。
生物處理法，通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微細懸浮狀態的有機性污染物質轉化為穩定、無害的物質，可分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法。
常用的水凈化方法如下：
靜置沉淀法：利用明礬溶于水后生成的膠狀物對雜質的吸附，使雜質沉淀，來達到凈水的目的。
吸附沉淀法：用具有吸附作用的固體過濾液體，可以濾去液體中的不溶性物質，還可以吸附一些溶解的雜質，除去臭味。如：有些凈水器就是利用活性炭來吸附、過濾水中的雜質的。經過凈化后的水雖然邊澄清了，但所得的水仍然不是純水。
過濾：把不溶于液體的固體物質與液體分開的一種方法。
蒸餾：根據各物質沸點不同的原理把相互溶解的液體物質進行分離的一種方法。凈化程度相對較高。制取蒸餾水的過程是物理變化。
殺菌：水中含有細菌、病菌。可放入適量的藥物進行殺菌、消毒。如：漂白粉、氯氣及新帆豎褲型消毒劑二氧化氯等。
煮沸：溶有較多含鈣、鎂物質的水是硬水，長期飲用硬水對人體健康不利，生活中可用煮沸的方法減少或消除硬水的危害。
凈水器凈化：可以過濾水中的一些致癌物質和殺死的病毒等。
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。 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，淀粉被淀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于水并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氏瞎水解的程度。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） 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并分泌到細胞外。發酵細菌絕大多數是嚴格厭氧菌，但通常有約1%的兼性厭氧菌存在于厭氧環境中，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，產物的組成取決于厭氧降解的條件、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余污泥。
在厭氧降解過程中，酸化細菌對酸的耐衡核罩受力必須加以考慮。酸化過程pH下降到4時能可以進行。但是產甲烷過程，因此pH值的下降將會減少甲烷的生成和氫的消耗，并進一步引起酸化末端產物組成的改變。 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 —咐鬧> 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 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，后者約占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、淀粉、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，并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。
好氧生物處理：在有游離氧（分子氧）存在的條件下，好氧微生物降解有機物，使其穩定、無害化的處理方法。微生物利用廢水中存在的有機污染物（以溶解狀與膠體狀的為主），作為營養源進行好氧代謝。
這些高能位的有機物質經過一系列的生化反應，逐級釋放能量，最終以低能位的無機物質穩定下來，達到無害化的要求，以便返回自然環境或進一步處置。適用于中、低濃度的有機廢水，或者說BOD5濃度小于500mgL的有機廢水。
厭氧生物處理：在沒有游離氧存在的條件下，兼性細菌與厭氧細菌降解和穩定有機物的生物處理方法。在厭氧生物處理過程中，復雜的有機化合物被降解、轉化為簡單的化合物，同時釋放檔螞能量。適用于有機污泥和高濃度有機廢水（一般BOD5≥2000mg/L）
擴展資料：
在生活污水、食品加工和造紙等工業廢水中，含有碳水化合物、蛋白質、油脂、木質素等有機物質。
這些物質以懸浮或溶團拍解狀態存在于污水中，可通過微生物的生物化學作用而分解。在其分解過程中需要消耗氧氣，因而被稱為耗氧污染物。這種污染物可造成水中溶解氧減少，影響魚類和其他水生生物的生長。
水中溶解氧耗盡后，有機物進行或埋行厭氧分解，產生硫化氫、氨和硫醇等難聞氣味使水質惡化。水體中有機物成分非常復雜，耗氧有機物濃度常用單位體積水中耗氧物質生化分解過程中所消耗的氧量表示。
