生物处理理论与应用

No.1水处理工程（二）河南城建学院余海静第三篇：生物处理理论与应用厌氧生物处理No.2第18章厌氧生物处理18.118.218.318.418.518.6厌氧生物处理的发展厌氧生物处理的主要特征厌氧生物处理基本原理厌氧消化的影响因素与控制要求两级厌氧与两相厌氧处理厌氧生物处理工艺与反应器

能源ENERGY

资源RESOURCE

环境ENVIRONMENTAL短缺恶化发达国家用于废水处理的能耗已经占到了全国总电耗的1%左右

No.3No.4低能高效的污水处理技术Compact、LowCost、HighEfficiencyASepticTankSystemNo.618.1厌氧生物处理的发展18.1.1厌氧微生物学的发展概况18.1.2厌氧处理工艺的发展概况18.1.3厌氧生物处理工艺的分类18.1.4厌氧生物处理技术在废水处理中的地位No.718.1.1厌氧微生物学的发展概况1、国外的发展概况2、我国学者的研究现状No.81、国外的发展概况1630年，VamHelmeut第一次发现由生物质厌氧消化产生可燃的甲烷气体。1776年，意大利物理学家Volta认为甲烷气体产生与湖泊沉积物中植物体的腐烂有关。1868年，Becbamp首次指出甲烷形成过程是一种微生物学过程。1875年，俄国学者Popoff也发现沼气发酵是由微生物所引起的。1901年，荷兰的N.L.Soehngen(DELFT)对产甲烷菌的形态特性及其转化作用提出了一个比较清楚的概念，观察到低级脂肪酸可转化为甲烷和二氧化碳，氢和二氧化碳发酵可形成甲烷。No.91902年，Maze获得了一种产甲烷的微球菌，后命名为马氏甲烷球菌。1916年，V.L.Omeliansky分离到1株不产芽孢、发酵乙醇产甲烷菌，后被命名为奥氏甲烷杆菌，现证实其并非一个纯菌种。1934年，VanNiel提出二氧化碳还原为甲烷的理论。1936年，Barker采用化学合成培养基培养阴沟污泥，获得了能很好的发酵乙醇、丙醇和丁醇的有机体。HeukeVeleian和Heinemann提出了一个计算甲烷菌近似数目的技术。1950年，R.E.Hungate发明了厌氧培养技术，为厌氧微生物的分离培养转化提供了一种有效的方法，为以后对甲烷菌的研究创造了条件。No.101967年，M.P.Bryant采用改良的Hungate技术将共生的Omeliansky甲烷杆菌分纯。证明了它是甲烷杆菌MOH菌株和“S”有机体的共生体，使长达51年来一直认为是纯种的经典甲烷菌得以弄清楚其本来的面目。使产甲烷菌和产氢菌之间的相互关系得到了证实。揭示了种间分子氢转移的理论，为正确认识厌氧消化过程中氢的产生、消耗和调节规律奠定了基础。1977年，Thaner等全面阐述了关于厌氧化能营养型细菌中的能量转化的生物力能学。No.1170～80年代中Widdel等分离得到了多种性能各异的硫酸盐还原菌，命名了多个新属，开阔了人们对硫酸盐还原菌的认识。至1989年，已分离获得的产甲烷菌有3目16科13属43种。至1991年已收集了产甲烷菌65种。并阐明了产甲烷菌的基质、辅酶、培养条件、能量代谢以及与不产甲烷厌氧菌之间的关系。No.122、我国学者的研究现状由于厌氧消化细菌的生长繁殖要求极其严格的厌氧条件，研究厌氧消化细菌工作较为困难。直至1978年我国才开始这方面的研究工作。1980年美国著名微生物学家，厌氧操作技术的发明者Hungate教授被应邀来华讲学，对我国厌氧消化微生物的研究工作起到了指导和推动作用。随后我国学者结合我国蓬勃开展的大办沼气事业和废水厌氧处理，对厌氧发酵微生物学进行了大量的研究工作，取得很大进展。No.13（1）厌氧消化中产甲烷菌的研究1980年以来我国学者对厌氧消化产甲烷菌进行了深入的研究，产甲烷菌纯培养的获得和研究，开发了我国产甲烷菌的资源宝库，也使我们对产甲烷菌的生活习性有了深入的了解。No.141986张辉嗜热甲酸甲烷赵一章、杆菌HB121989拉布雷微粒甲烷赵一章等菌Z倪水松、钱1987泽澍球状产甲烷菌SN19851985张辉、许宝孝史氏甲烷短杆赵一章、菌H13、HX嗜热自养甲烷杆陈美慈、钱1988

菌TH-6

泽澍1985刘聿太LYC1987马光廷甲烷杆菌G-86.11984马氏甲烷八叠赵一章、球菌C-44

尤爱达、1987赵一章嗜热甲烷八叠球张辉、菌CB1987凌代文PC03，PC25刘光烨、赵1987一章等布氏甲烷杆菌CS1984甲酸甲烷杆菌钱泽澍TC7081987陈革、钱泽澍活动甲烷微菌CC811984嗜树木甲烷短钱泽澍杆菌TC713建荣JZl杨秀山BTC菌株分离

年份钱泽澍、竺1987分离者产甲烷菌

苗名亨氏甲烷螺菌年份1980分离者分离产甲烷菌

菌名巴氏八叠球菌周孟津、No.15（2）厌氧消化中非产甲烷菌的研究刘克鑫，徐洁泉等(1980)分离出肠杆菌科和芽孢杆菌科中6株产氢细菌；廖连华(1986)从污水处理厂污泥中分离出1株中温性纤维素分解菌，纤维二糖棱菌。谭蓓英(1987)从猪粪玉米秸作原料的甲烷发酵液中分离出了1株C菌株的纤维分解细菌。凌代文等(1987)从豆制品废水发酵液中分离出水解发酵性细菌。No.16刘聿太(1987)分离到了氧化丁酸盐的沃氏互营单胞菌和产甲烷菌的互营培养物；钱泽澍、马晓航(1989)详细研究了丁酸盐降解菌沃氏互营单胞菌和氢营养菌共培养物的组成和互营联合条件。赵宇华、钱泽澍(1990)研究了能降解20个碳的硬脂酸的产氢产乙酸菌和产甲烷的互营培养物。闵航(1990)获得了1株嗜热性苯甲酸厌氧降解菌和产甲烷菌共培养物，并分离到1株能从H2／CO2形成乙酸又能利用乙酸的硫酸盐还原菌新种嗜热氧化乙酸脱硫肠状菌。对专性互营的产氢产乙酸菌和产甲烷菌共培养物的研究也取得了进展。No.1718.1.2厌氧处理工艺的发展概况废水厌氧生物处理技术发展至今，已有120多年了。1、国外的发展。2、国内的发展。No.18早在1860年法国人LouisMouras把简易沉淀池改进作为污水污泥处理构筑物使用。1881年法国Cosmos杂志上登载了介绍Mouras创造的处理污水污泥的自动净化器(AutomaticScasenger)。美国学者McCarty建议把1881年作为人工厌氧处理废水的开始，称Mouras是第一个应用厌氧消化处理的创始人。1、国外的发展No.191890年，Scott-Moncrieff建造了第一个初步的厌氧滤池（AnaerobicFilter）：建造了一个底部空、上边铺一层石子的消化池。石子的作用是拦截废液中的固体，这种装置长期未受重视，没有发展，直至现在处理工业废水时，才又被人们所认识。1894年，A.N.Talbot设计了一个与Mouras自动净化器相似的罐，主要是中间多了一些垂直挡板，阻挡流过的废水。世界上第一个厌氧化粪池(SepticTank)，1895年Donald设计了世界上第一个厌氧化粪池,见下图。厌氧化粪池的创建，是厌氧处理工艺发展史上的一个重要里程碑。从此，厕所等家庭用生活污水可通过化粪池得到较好的处理，减轻了粪便对河流的污染。Cameron并重视对沼气的利用，两年后沼气被利用于加热和照明。进水浮渣污泥

No.20出水No.21

Imhoff池(隐化池、双层沉淀池)1903年Travi。发明了Travis池，如图所示。废水从一端流入，从另一端流出，两侧沉淀区分离出的污泥，在池中间的中下部分消化，产生的沼气从中间上部分排出，不会影响两侧的沉淀区。沉淀沉淀消化污泥

Imhoff池(隐化池、双层沉淀池)1906年德国人Imhoff对Travis池作了改进，设计了Imhoff池，又称隐化池，我国也称双层沉淀池，其构造如图所示。这种池型构造把污水的沉淀与污泥的消化完全分开，彼此不发生干扰。这种装置在本世纪20年代被广泛应用与欧美各国。化粪池和双层沉淀池至今在排水工程中仍占有重要地位。

No.22消化

污泥沉淀沉淀Iomhff池

传统消化池(Conventionaldigestor)1912年在英国伯明翰市建成一

浮渣上清液(Conventionaldigestor)，又称普通消化池，而且也是最早采用的二级消化池。

污泥

No.23个用土堤围起来的露天敞开式的厌氧消化池，由于不加热，消化时间长约l00d左右。由于池子不加盖，污泥消化效果不好，并向周围环境散发恶臭。德国人Kremer提出了加盖的密进料闭式消化池，如图所示。这种池形一般称为传统消化池出料沼气No.241920年英国的Watson将Kremer的二级消化池加以改进，采用沼气作为动力用泵对消化池的污泥进行机械搅拌，应用于科尔—霍尔污水处理厂。1925年德国的Ruhrverbandn在埃森市，1926年美国多尔-奥利佛公司在威斯康辛州安替哥市，都建成了安装有加热设备和集气装置的密封式消化池，其处理效果很快超过了Imhoff池。

高速消化池(HighRateDigestor)为了提高传统消化池的产气率和缩小装置的体积，人们不断对传统消化池作了改进，其措施有两种：一是加热，使消化池内温度适应细菌快速繁殖。据研究发现，厌氧菌适宜的温度范围有中温35℃左右和高温50-55℃两种；二是增设搅拌设备，使有机物与微生物良好接触。经加热和安装搅拌设备后，传统厌氧消化池就演变成了效能较高的高速消化池(HighRateDigestor)，见图。

No.25进料沼气、CO2

出料 加热 装置No.26厌氧澄清器(AnaerobicClaridigestor)1950年南非人Stander已发现了在厌氧反应器中保持大量细菌的重要性，开发了一种处理酒厂和药厂废液的装置称为厌氧澄清器(AnaerobicClaridigestor)，如图所示，这种装置把厌氧消化和沉淀合建在一起。废水从池底流进以后通过污泥区与里面的细菌接触。污泥中产生甲烷和CO2气体上升时起搅拌作用，气体从一侧管道被分离出，液体则向上流经中间小洞进入沉淀区，沉淀下来的污泥通过小洞返回消化部分，使消化区保持较多微生物。由于液体要通过小洞上流，沉淀的污泥要通过小洞下掉，这就可能会产生堵塞问题。沼气

出水进水沉淀 消化 污泥No.27厌氧接触法(AnaerobicContactProcess)。1956年,Schroefer等人开发成功了厌氧接触法(AnaerobicContactProcess)。标志着现代废水厌氧生物工艺的诞生。厌氧接触法的工艺流程如下图所示。消化

沼气进水厌氧接触法

出水

沉淀此法与活性污泥法相似，由于采用回流可以在消化池中保持足够数量的厌氧菌，使反应器的容积负荷率提高，从而提高了反应器的处理效能。

回流 剩余厌氧污泥No.2920世纪70年代开发高效节能的废水处理新工艺各种新的厌氧处理工艺层出不穷能源危机No.30厌氧滤池(AF:AnaerobicFilter)1967年J.C.Young和P.L.McCarty开发成了厌氧滤池(AnaerobicFilter),其原理图如图所示。开始出现的厌氧滤池采用块石作为填料，为厌氧微生物的附着提供支撑，可保留足够的厌氧微生物，使厌氧滤池具有较高的处理效能，引起了人们的关注。这种装置的特点是：只限于用在处理可溶性工业废水，处理悬浮固体多的废水时可能要引起堵塞。另一缺点是空间大部分被块石所占据，有效容积较小，从而需要较大的池子体积。不过，近年来填料材质有了很大改进。如采用轻质高强比表面大的填充物(如塑料填料)替代块石后，使厌氧滤池获得广泛应用。No.31厌氧滤池(AnaerobicFilter)卵石填料沼气 出水进水No.32

升流式厌氧污泥床(UASB:UpflowAnaerobicSludgeBlanket)反应器1974年Wageningen农业大学(WAU)的C.Lettinga等人开发成功了升流式厌氧污泥床(UpflowAnaerobicSludgeBlanket)反应器，简称UASB反应器。如图所示，该反应器具有高的处理效能，获得广泛应用，对废水厌氧生物处理具有划时代意义。No.33UASBinfluenteffluentNo.34厌氧膨胀床(AnaerobicExpandedBed)和 厌氧流化床(AnaerobicFiudizedBed)1978年W.J.Jewell等人和1979年R.P.Bowker分别开发出了厌氧膨胀床(AnaerobicExpandedBed)和厌氧流化床(AnaerobicFiudizedBed)。该两种处理工艺的原理图如图所示，反应器内均充填着细颗粒载体，如细砂子。为了使充填物膨胀或流化，均需要使一部分出水回流。这当然会增加一部分动力消耗，但是由于载体的颗粒很细，具有巨大的表面积，为微生物的附着提供了良好的条件，使反应器具有很高的生物量，所以反应器的处理能力很大，受到了各国学者很大关注。No.35厌氧膨胀床(AnaerobicExpandedBed)和 厌氧流化床(AnaerobicFiudizedBed)出水进水回流沼气No.36厌氧生物转盘(AnaerobicRotatingBiologicalReactor)1980年S.J.Tait等人开发成了厌氧生物转盘(AnaerobicRotatingBiologicalReactor)新工艺。这是在好氧生物转盘基础上开发的。其工艺示意图如图所示。No.37厌氧折流板反应器(AnaerobicBaffledReactor)1982年McCarty等人认为厌氧生物转盘的转动与否对处理效果影响不大，于是开发成了厌氧折流板反应器(AnaerobicBaffledReactor)，见图。No.38新型高效厌氧反应器20世纪80年代里，在这些废水处理新工艺的基础上，又不断派生出一批新的高效厌氧处理工艺，如1982把UASB反应器与厌氧滤池结合开发出了UBF(UpoowAnaerobicBed-Filter)反应器，又称厌氧复合反应器。1982年在UASB反应器的基础上开发出了以处理含高固体的废水反应器USR(UpflowSolidReator)，并在UASB可形成颗粒污泥的基础上1981年开发成功了EGSB(ExpandedGranularSludgeBed)反应器和1985年开发出内循环厌氧反应器，即IC(InternalCimulation)反应器等。No.39我国农民在古代早已开始应用厌氧发酵技术沤制粪肥，进行粪便无害化处理，而且至今仍在应用。我国是世界上利用厌氧消化技术制取和利用沼气最早的国家之一。2、国内的发展NO1No.40(1)中华国瑞天然瓦斯库台湾省新竹县的罗国瑞，抱着为民族解决燃料的意愿，立志研究沼气池。亲自设计和施工，经过十余年的努力，终于在1920年前后，把沼气池的结构的建造和应用完善起来，形成了我国比较完整的有实用价值的“中华国瑞天然瓦斯库”，如图所示。他先后在13个省建造了数百座沼气池，其中最大容积达108m3。可以认为罗国瑞是我国水压式沼气池的创始人。他于1931年在上海创办了中华国瑞瓦斯总行.No.41中华国瑞天然瓦斯库No.42(2)我国农村大办沼气20世纪50年代我国农村大办沼气，目的是为了解决农村的炊事用能。70年代，由于农村生活燃料的严重短缺，在四川、江苏和河南等省农村又一次掀起发展办沼气的热潮。这种以传统厌氧消化原理为基础的沼气池发展很快，总数达到了700万个。No.43(3)厌氧消化池50年代末，西安、上海和太原等城市污水厂相继采用厌氧消化池进行污泥处理。工业废水厌氧处理以酒精废醪为先导，南阳酒精厂第一个建成了两座2000m3半地下隧道式厌氧消化池，日处理300~400m3酒精废醪。80年代初，南通柠檬酸厂建成了1000m3发酵罐两个，轻工部环保所在南阳酒精厂设计了单池容积5000m3，总池容10000m3的厌氧发酵罐。No.44(4)厌氧滤池80年代中期，中科院广州能源所，上海工业微生物研究所等，分别在广州和上海建立l00m3和60m3的厌氧滤池生产性装置，用以处理糖蜜酒精废液和豆制品废水。No.45(5)UASB国内研究UASB反应器大约始于1981年。1982年7月报道了北京环境保护科学研究所和化学工业部设计公司共同协作在石家庄华北制药厂进行了容积为140L的UASB反应器装置处理丙丁废醪的试验，并把试验结果很快地应用于生产中。清华大学环境工程系1983年起比较系统地进行了在UASB反应器内培养颗粒污泥规律的研究，不仅在中温而且在常温下均成功地培养出了厌氧颗粒污泥。并迅速地把成果应用于处理啤酒废水，建成了总容积为2000m3的UASB反应器。No.46(6)管道厌氧消化器浙江农大1982年开始了管道厌氧消化器的研究。这在国内外是一个创新，他们把研究成果应用于柠檬酸废水处理，获得很大成功。No.47“七五”（1986～1990）高浓度有机废水厌氧生物处理技术掀起了废水厌氧生物处理研究的高潮。清华大学环境工程系、哈尔滨建工学院、天津大学、河北轻化工学院、重庆建工学院、北京工业大学、首都师范大学、西安冶金建筑学院、浙江省环保所、吉林省环保所、化工部第三设计研究院、中科院生态中心、西南市政工程设计院、北京市太阳能研究所等14个单位共同参加了攻关研究。No.48对现代厌氧反应器，如UASB反应器、UBF(厌氧复合反应器)、AF反应器、AFB（厌氧流化床）两相厌氧工艺以及垂直折流厌氧反应器等等进行了全面深入的研究，同时开展了无机和有机有毒物质对厌氧消化影响的研究。上述研究成果，1991年获教委科技进步一等奖，1993年获国家级科技进步三等奖。这批研究成果的取得，大大缩小了在废水厌氧生物处理技术领域与国外的差距。有不少成果达到了国际先进水平。推动了我国废水厌氧生物处理技术的向前发展。No.49世界范围内厌氧工艺统计（1999.3；1303个项目）

FB（流化床）,2% EGSB,11%CSTR,10% AF（厌氧滤池）, 8%其它,10%

UASB,59%UASBAF（厌氧滤池）CSTREGSBFB（流化床）其它AF+UASB,0.90%No.50

其他,11.00%厌氧滤池（AF）, 1.40%UASB,58%国内厌氧装置按类型分（219家）

全混,28.80%

全混 其他 厌氧滤池（AF）AF+UASBUASBNo.5118.1.3厌氧生物处理工艺的分类1、按发展年代分类2、按厌氧反应器的流态分类3、按厌氧微生物在反应器内的生长情况不同分类4、衍生的厌氧反应器5、按厌氧消化阶段分类No.521、按发展年代分类•把20世纪50年代以前开发的厌氧消化工艺称为第一代厌氧反应器，•而把60年代以后开发的厌氧消化工艺称为第二代或现代厌氧反应器。No.53No.54第一代厌氧反应器，化粪池和隐化池(双层沉淀池)主要用于处理生活废水下沉的污泥，传统消化池与高速消化池用于处理城市污水厂初沉池和二沉池排出的污泥。第二代厌氧反应器主要用于处理各种工业排出的有机废水。No.55第一代厌氧反应器(传统厌氧消化池和高速厌氧消化池)它们的特点是污泥龄(SRT)等于水力停留时间(HRT)。为了使污泥中的有机物达到厌氧消化稳定，必须维持较长的污泥龄，即较长的水力停留时间。所以反应器的容积很大，反应器的处理效能较低。No.56第二代厌氧反应器的特点是污泥龄(SRT)与水力停留时间(HRT)分离，两者不相等。

可以维持很长的污泥龄，但水力停留时间很短，即HRT<SRT。可以在反应器内维持很高的生物量，所以反应器有很高的处理效能。

被认为第一代厌氧反应器的厌氧接触法，由于采用了污泥回流，可以做到使HRT<SRT。所以它已具有第二代厌氧反应器的特征。一般把EGSB和IC反应器称为第三代厌氧反应器。No.572、按厌氧反应器的流态分类可分为活塞流型厌氧反应器和完全混合型厌氧反应器，或介于活塞流和完全混合两者之间的厌氧反应器。如化粪池，升流式厌氧滤池和活塞流式消化池接近于活塞流型。而带搅拌的普通消化池，和高速消化池是典型的完全混合反应器；而升流式厌氧污泥层反应器、厌氧折流板反应器和厌氧生物转盘等是介于完全混合与活塞流之间的厌氧反应器。No.583、按厌氧微生物在反应器内的生长情况不同分类厌氧反应器又可分成悬浮生长厌氧反应器和附着生长厌氧反应器。如传统消化池、厌氧接触法和UASB等，厌氧活性污泥以絮体或颗粒状悬浮于反应器液体中生长，称为悬浮生长厌氧反应器。而厌氧滤池，厌氧膨胀床，厌氧流化床和厌氧生物转盘等，微生物附着于固定载体或流动载体上生长。称为附着膜生长厌氧反应器。No.59把悬浮生长与附着生长结合在一起的厌氧反应器称为复合厌氧反应器.如UBF，其下面是升流式污泥床，而上面是充填填料厌氧滤池，两者结合在一起，故称为升流式污泥床-过滤反应器，英文缩写称UBF。No.604、衍生的厌氧反应器衍生的厌氧反应器有EGSB，IC反应器和USR等，这几种厌氧反应器均是在UASB反应器基础上衍生出的。EGSB相当于把UASB反应器的厌氧颗粒污泥处于流化状态。IC反应器则是把2个UASB反应器上下叠加，利用污泥床产生的沼气作为动力来实现反应器内混合液的循环。UASB反应器去掉三相分离器后就成了用于处理高固体的废液的USR。No.615、按厌氧消化阶段分类可分为单相厌氧反应器和两相厌氧反应器。单相反应器是把产酸阶段与产甲烷阶段结合在一个反应器中；而两相厌氧反应器则是把产酸阶段和产甲烷阶段分别在两个互相串联反应器进行。由于产酸阶段的产酸菌反应速率快，而产甲烷阶段的反应速率慢，因此两者分离，可充分发挥产酸阶段微生物的作用。从而提高了系统整体反应速率.No.6218.1.4厌氧生物处理技术在废水处理中的地位1、有机废水处理的技术路线2、厌氧生物处理的技术评估No.63有机废水，尤其是高浓度有机废水处理的途径，主要取决于废水的性质有机废水的性质大致可分为以下三大类：易于生物降解的;难生物降解的;有害的.1、有机废水处理的技术路线No.64易于生物降解的这类废水一般来自以农牧产品为原料的工业废水和禽畜粪便废水等。如轻工食品发酵废水和禽畜饲养场排放的废水等。这类废水一般易于生物降解，且数量大，有机物浓度很高，对环境污染严重.No.65这类废水中的有机组份主要是糖类、蛋白质和脂类，这类高浓度的有机废水的治理，1\先考虑回收有用物质，如玉米酒精废液采用蒸发浓缩技术回收干酒精糟，2\优先考虑采用厌氧处理技术，不仅效能高，能耗低，并能回收大量生物能，这是一种最佳的选择。No.66难生物降解的难生物降解的或对生物有害的，这种废水主要来自化学工业、石油化工和炼焦工业等。如制药厂、染料厂、人造纤维厂、焦化厂等排出的生产废水。No.67对于这类废水，由于废水中的有机物主要是难生物降解的高分子有机物，单独采用好氧生物法往往达不到满意的处理效果，而采用厌氧生物法则可降解或提高其可生化性。所以这类废水采用厌氧一好氧串联工艺是最佳的选择。如果这类废水中所含的有机物不仅是不可生化的而且是有毒的，则不宜采用生物法，而应考虑采用化学法或物化法进行处理。No.68有害的首先要通过适当的预处理，去除废水中有毒有害物质，仍可采用厌氧生物法。No.69结论对于高浓度有机废水，直接采用好氧生物法是不可取的，因为这不仅要耗用大量稀释水，而且要消耗大量电能。应优先考虑采用厌氧生物法，作为去除有机物的主要手段，或提高有机物的可生化性。高浓度有机废水，仅通过厌氧生物处理，往往达不到出水的排放标准。尚需采用好氧生物处理作为后处理，才能满足排放要求。因此，对于高浓度有机废水采用以厌氧生物处理为主，好氧生物处理为辅的技术路线，是最佳的选择。No.7118.2厌氧生物处理的主要特征

（1）、厌氧生物处理技术的优点1)厌氧生物处理可节省动力消耗;2)厌氧生物处理可产生生物能;3)厌氧生物处理的污泥产量少;4)对氮和磷的需要量较低;5)厌氧消化对某些难降解有机物有较好的降解能力.No.721)厌氧生物处理可节省动力消耗;由于厌氧菌分解有机物是营无分子氧呼吸，在分解有机物过程是不必提供氧气的，而好氧菌降解有机物是营分子氧呼吸，在分解有机物过程必须提供分子氧。理论上完全氧化1kgBOD5，必须提供1kg分子氧。一般的曝气设备，充lkg氧到水中约需消耗0.5-1.0度电。这也可以说，要完全氧化废水中lkgBOD5，约需消耗0.5-lkWh电力。No.73例1990年我国的城市废水排放总量以达354亿m3／a，如废水的平均BOD5以200mg／L计，BOD5去除率以90％计，要把这些BOD5用活性污泥法去除，每年的电耗将达31.86-63.72亿kWh，如在南方地区的城市生活废水采用厌氧法作为预处理，按BOD5去除率70％计，则可节省大量电能。这不是不可能的，如巴西和哥伦比亚等国，已采用UASB反应器处理城市废水，并取得了很大成功。No.74对于高浓度有机废水，采用厌氧生物法其节省的电耗更是大得惊人，如目前我国轻工业的造纸、食品发酵、皮革、制糖等行业每年排出的BOD5达200万t.如采用厌氧法，以去除BOD580％计，则年节电达8.0~16亿kwh。环境效益与经济效益十分显著。No.752)厌氧生物处理可产生生物能;①有机物转化为沼气的理论计算②COD转化为沼气的理论计算No.76①有机物转化为沼气的理论计算糖类厌氧发酵时，沼气产量较低，沼气中甲烷含量也较低，脂类产气量较高，沼气中甲烷含量也较高。由于温度、压力等不同，沼气产量会有所不同。No.77②COD转化为沼气的理论计算Buswell和Mualler的计算方法(0.5n−0.125a+0.25b)CO2+(0.5n+0.125a−0.25b)CH4CnHaOb+(n−0.25a−0.5b)H2O→该式可代表各种有机物厌氧发酵转化为沼气更为普遍的一般式。当然该反应式也未考虑细菌细胞合成所消耗的有机物量，只反映有机物厌氧消化全部转化为甲烷和二氧化碳的理论值。因此，只要知道有机物CnHaOb的分子式，就可求出该有机物厌氧发酵CH4和CO2的理论产量。No.78求出有机物厌氧转化为甲烷和二氧化碳的理论值，对科学研究和生产实践有理论指导意义。不仅可作为厌氧消化工程估算产气量的理论依据，并可以判别厌氧反应器的运行是否正常。便于及时发现问题，采取正确的对策。No.79沼气的能源价值沼气是一种生物能，lmol甲烷燃烧可产882.58kJ热量。在标准状态下(0℃，101.33kPa)，每m3甲烷可产生热量39400.8kJ,理论上相当电量10.94kWh(1.0kWh=3.6MJ)。据有关资料提供的数据，效率较高的沼气发电机，只能把沼气总含能量的30％左右转化成电能，并可把总含能量的40％左右以余热的形式回收，其余的能量以各种形式被损失掉。No.80城市污水厂的污泥厌氧消化，含水率96％的污泥，每m3污泥可产沼气约8-12m3。视污泥中有机物含量不同有所差别，其热值一般为20～24MJ／m3(沼气)，每m3沼气约可发电1.5-1.8kWh，并可回收余热约8-9MJ。利用沼气发的电可给本厂使用，其所产生的余热可作为消化池加热用，也可用于热水供应及采暖。No.813)厌氧生物处理的污泥产量少;