什么是厌氧废水处理

　　厌氧废水处理是一种在无氧或缺氧条件下，利用厌氧微生物(主要是厌氧菌)分解废水中有机物的废水处理方法。以下是详细介绍：

　　一、基本原理

　　水解阶段

　　复杂的大分子有机物，如蛋白质、多糖、脂肪等，首先在厌氧微生物分泌的胞外酶的作用下被分解为小分子的溶解性有机物。例如，蛋白质会被水解为氨基酸，多糖会被分解为单糖。这一过程就像把一个复杂的机器拆解成一个个小零件，为后续的反应提供合适的底物。

　　酸化阶段

　　水解后的小分子有机物在产酸菌的作用下被转化为短链脂肪酸(如乙酸、丙酸、丁酸等)、醇类、二氧化碳和氢气等。这些短链脂肪酸是后续产甲烷过程的重要底物，例如，葡萄糖在酸化过程中可以转化为乙酸和氢气。

　　产甲烷阶段

　　这是厌氧处理的关键阶段。产甲烷菌利用酸化阶段产生的短链脂肪酸、氢气和二氧化碳等，生成甲烷和二氧化碳。甲烷是一种重要的能源气体，其产生过程可以用化学方程式简单表示，如乙酸分解：。产甲烷菌是一类非常特殊的微生物，它们对环境条件要求苛刻，生长缓慢，是厌氧处理过程中的限速步骤。

　　二、厌氧反应器类型

　　厌氧消化池

　　这是最传统的厌氧反应器。它一般是一个大型的、密封的池子，废水在池中停留较长时间(一般数天到数十天)，以保证有机物的充分分解。它的优点是结构简单、处理能力较大，能够处理高浓度的有机废水。但是，它的缺点是水力停留时间长，占地面积大，处理效率相对较低。例如，在处理城市污水厂的污泥时，厌氧消化池可以将污泥中的有机物分解，减少污泥的体积，同时产生沼气。

　　厌氧接触反应器

　　这种反应器在厌氧消化池的基础上增加了污泥回流系统。通过污泥回流，可以使反应器内保持较高的微生物浓度，提高处理效率。它的工作过程是废水进入反应器后，与厌氧污泥充分接触，有机物被分解，处理后的废水流出反应器，而部分污泥则被回流到反应器的前端。它的水力停留时间比单纯的厌氧消化池短，处理效果更好，适用于处理中高浓度的有机废水。

　　上流式厌氧污泥床(UASB)反应器

　　UASB 反应器是目前应用较为广泛的高效厌氧反应器。它的主要结构包括底部的布水系统、中部的反应区(污泥床区和悬浮污泥区)和顶部的三相分离器。废水从底部进入，均匀地分布在反应器中，向上流动过程中与污泥床中的厌氧污泥充分接触。污泥床中的微生物分解有机物，产生的沼气带动污泥颗粒向上运动。在顶部的三相分离器中，沼气被分离出来，污泥则返回反应区，处理后的水流出反应器。UASB 反应器的处理效率高，水力停留时间短，能够处理高浓度有机废水，如食品加工废水、造纸废水等。

　　三、厌氧废水处理的优点

　　能耗低

　　与好氧处理相比，厌氧处理不需要曝气设备向水中充入大量氧气，从而节省了大量的电能。因为在好氧处理中，曝气所消耗的电能占总能耗的很大一部分，而厌氧处理是在无氧环境下进行的，减少了这部分能耗。

　　产生沼气可利用

　　厌氧处理过程中产生的沼气主要成分是甲烷，甲烷是一种优质的清洁能源。可以将沼气收集起来，用于发电、供热等。例如，在一些大型的污水处理厂，通过厌氧处理产生的沼气可以用于厂内的设备运行，减少对外界能源的依赖。

　　剩余污泥量少

　　厌氧微生物分解有机物主要是将其转化为甲烷和二氧化碳等气体，相对于好氧处理，产生的剩余污泥量较少。这不仅减少了污泥处理的成本，也降低了污泥处置过程中可能带来的环境风险。

　　四、厌氧废水处理的缺点和局限性

　　处理时间较长

　　尤其是对于一些复杂的有机物，厌氧处理需要足够的时间来完成各个阶段的反应。例如，对于含有难降解有机物的工业废水，可能需要数天甚至数周的时间才能达到较好的处理效果，而好氧处理可能在数小时到数天内就能完成。

　　对环境条件敏感

　　厌氧微生物对温度、pH 值等环境条件非常敏感。例如，产甲烷菌适宜的温度一般在 35 - 38℃左右，pH 值在 6.8 - 7.2 之间。如果温度或 pH 值超出适宜范围，微生物的活性会受到抑制，甚至死亡，从而影响处理效果。

　　出水水质一般

　　厌氧处理后的出水通常还含有一定量的有机物，不能直接排放。一般需要进一步进行好氧处理或其他深度处理，以满足排放标准。因为厌氧处理主要是将复杂的有机物分解为简单的有机物和气体，对于一些小分子的溶解性有机物的去除效果有限。