环境工程学课件第15章

第15

章厌氧生物处理The

Anaerobic

Processes由于厌氧微生物的分离和纯种培养十分困难,致使人们对厌氧生物处理的认识和利用远远落后于好氧生物处理。直到最近20年,厌氧生物技术的完善和发展,为废水处理的可持续发展方法的实现提供了新的途径。经过厌氧生物处理的废水可以同时实现环境保护与能源生产,其产物可以被积极利用而产生经济价值。厌氧处理与好氧处理厌氧法的优缺点厌氧法的基本原理厌氧法的工艺和设备厌氧法的影响因素15.1厌氧处理与好氧处理的区别15.2厌氧生物处理法优缺点厌氧生物处理法优点厌氧生物处理法缺点厌氧生物处理法优点：应用范围广能耗低氮、磷营养需要量较少有杀菌作用污泥易贮存（1）应用范围广因供氧限制，好氧法一般适用于中、低浓度有机废水的处理，而厌氧法适用于中、高浓度有机废水。有些有机物对好氧生物处理法来说是难降解的，但对厌氧生物处理是可降解的，如固体有机物、着色剂蒽醌和某些偶氮染料等。(2)能耗低好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用随着有机物浓度的增加而增大，而厌氧法不需要充氧，而且产生的沼气可作为能源。废水有机物达一定浓度后，沼气能量可以抵偿消耗能量。研究表明，当原水BOD5达到1500mg/L时，采用厌氧处理即有能量剩余。有机物浓度愈高，剩余能量愈多。一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的1/10。（3）氮、磷营养需要量较少好氧法一般要求BOD:N:P为l00:5:1，而厌氧法的BOD:N:P为l00:2.5:0.5，对氮、磷缺乏的工业废水所需投加的营养盐量较少。（4）有杀菌作用厌氧处理过程有一定的杀菌作用，可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。（5）污泥易贮存厌氧活性污泥可以长期贮存，厌氧反应器可以季节性或间歇性运转。厌氧生物处理法缺点:（1）厌氧微生物增殖缓慢，因而厌氧设备启动和处理所需时间比好氧设备长；（2）出水往往达不到排放标准，需要进一步处理，故一般在厌氧处理后串联好氧处理；（3）厌氧处理系统操作控制因素较为复杂。（4）厌氧过程会产生气味对空气有污染。15.3厌氧生物处理原理厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物(包括兼氧微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称为厌氧消化。与好氧过程的根本区别在于不以分子态氧作为受氢体，而以化合态氧、碳、硫、氮等作为受氢体。厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成。复杂有机物的厌氧降解有机物厌氧消化产甲烷的过程是一个由多种微生物共同作用的非常复杂的生化过程。关于厌氧消化过程的原理主要有两种学说,即两阶段学说和三阶段学说。1.

两阶段学说1930年,Buswell和Neave指出,有机物厌氧消化过程分为酸性发酵和碱性发酵两个阶段,即两阶段学说,如图15-2所示。(1)第一阶段糖类、脂类和蛋白质等复杂的有机物,在产酸菌

(厌氧菌和兼性厌氧菌)的作用下被分解成为以脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸)、醇类(乙醇等)、C02和H2等为主的产物。由于大量脂肪酸的产生会使发酵液的pH降低,所 以,该阶段称为酸性发酵阶段,或产酸阶段。此时的微生物具有生长速度快及对环境条件的适应性较强的特点。(2)第二阶段产甲烷菌(专性厌氧菌)将第一阶段的产物最终转化为CH4和CO2等小分子。由于有机酸不断被转化为CH4和CO2,同时系统中有

NH4+的存在,发酵液的pH不断升高。所以,该阶段称为碱性发酵阶段,或称产甲烷阶段。产甲烷菌生长很慢且对环境条件非常敏感。2.三阶段学说1979年,Bryant根据对产甲烷菌和产氢产乙酸菌的研究结果,认为两阶段理论不够完善,进而提出了更为细化的三阶段理论。该理论认为产甲烷菌不能将除乙酸、H2、CO2和甲醇等之外的有机酸和醇类转化为CH4和CO2,长链脂肪酸和醇类必须经过产氢产乙酸菌转化为乙酸H2和CO2等后,才能被产甲烷菌利用。1.水解阶段：碳水化合物（脂肪、蛋白质）在水解发酵菌作用下转化为糖类、脂肪酸、氨基酸、水和二氧化碳；产氢产乙酸阶段：脂肪酸在产氢产乙酸菌作用下转化成H2、CO2、乙酸

CH3CH2COOH→CO2+CH3COOH+H2产甲烷阶段：最后两组生理不同的产甲烷菌，有共同的产物复杂有机物较高级有机酸乙酸CH44H2+CO2→CH4+2H2O2CH3COOH→2CH4+2CO24%76%（1/3）CO2还原（2/3）乙酸脱羧H228%72%生成甲烷水解与发酵20%生成乙酸与脱羧上述三个阶段的反应速度依废水性质而异，在含纤维素、半纤维素、果胶和脂类等污染物为主的废水中，水解易成为速度限制步骤；简单的糖类、淀粉、氨基酸和一般的蛋白质均能被微生物迅速分解，对含这类有机物为主的废水，产甲烷易成为限速阶段。15.4

厌氧法的工艺和设备处理污水的厌氧反应器:第一阶段是普通厌氧消化池,它的代表反应器是化粪池,其沉淀过程与厌氧发酵过程同时进行,厌氧菌浓度低,细菌与有机污染物接触差,处理效果差;第二阶段以提高微生物浓度和停留时间、缩短液体停留时间的反应器为代表,如厌氧生物滤池、厌氧流化床、上流式厌氧污泥床等;第三阶段的反应器主要解决了上流式厌氧污泥床的传质问题,扩大了水力负荷和有机负荷,厌氧颗粒污泥膨胀床研究应用比较多。15.4.1悬浮式厌氧生物处理工艺典型的悬浮式厌氧生物处理工艺包括普通消化工艺、厌氧接触工艺、两相(或两段)厌氧消化工艺和上流式厌氧污泥床工艺等。主要涉及的构筑物有传统的化粪池、普通消化池、沉淀池及污泥回流装置、升流式厌氧污泥床反应器等。1.普通消化工艺化粪池普通消化池化粪池用于处理来自厕所的粪便污水。曾广泛应用于不设污水处理厂的合流制排水系统,也可用于郊区的别墅式建筑。化粪池是一个矩形密闭的池子,用隔墙分为两室或三室,各室之间用水下连接管接通:污水进入第一室,水中悬浮物或沉于池底,或浮于池面,池水一般分为三层,上层为浮渣层,下层为污泥层,中间为水流。然后污水进入第二室,阻拦底泥和浮渣流出池子。污水在池内的停留时间一般为12-24h。悬浮物沉于池底后进行缓慢的厌氧消化,各室的顶盖上设有入孔,可定期(一般为数月)将消化后的污泥挖出,供作农肥,出水不能直接排入水体。普通消化池又称传统或常规消化池消化池常用密闭的圆柱形池，废水定期或连续进入池中，经消化的污泥和废水分别由消化池底和上部排出，所产沼气从顶部排出。池径从几米至三、四十米，柱体部分的高度约为直径的1/2，池底呈圆锥形，以利排泥。为使进水与微生物尽快接触，需要一定的搅拌。常用搅拌方式有三种：(a)池内机械搅拌；(b)沼气搅拌；(c)循环消化液搅拌。螺旋桨(机械)搅拌的消化池循环消化液搅拌式消化池普通消化池的特点:可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液。厌氧消化反应与固液分离在同一个池内实现，结构较简单。缺乏持留或补充厌氧活性污泥的特殊装置，消化器中难以保持大量的微生物细胞。对无搅拌的消化器，还存在料液的分层现象严重，微生物不能与料液均匀接触的问题。温度不均匀，消化效率低。2.厌氧接触法为了克服普通消化池不能持留或补充厌氧活性污泥的缺点,在消化池后增设沉淀池,将沉淀污泥回流至消化池以维持较高的污泥浓度,便形成了厌氧接触法。厌氧接触法实质上是厌氧活性污泥法，不需要曝气而需要脱气。厌氧接触法对悬浮物高的有机废水(如肉类加工废水等)效果很好，悬浮颗粒成为微生物的载体，并且很容易在沉淀池中沉淀。在混合接触池中，要进行适当搅拌以使污泥保持悬浮状态。搅拌可以用机械方法，也可以用泵循环池水。厌氧接触法的特点:（a）通过污泥回流，保持消化池内污泥浓度较高，一般为10-15g/L，耐冲击能力强；（b）消化池的容积负荷较普通消化池高，中温消化时，一般为2-l0kgCOD/m3·d，水力停留时间比普通消化池大大缩短，如常温下，普通消化池为15-30天，而接触法小于10天；（c）可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液，不存在堵塞问题；（d）混合液经沉降后，出水水质好；（e）但需增加沉淀池、污泥回流和脱气等设备；（f）厌氧接触法存在混合液难于在沉淀池中进行固液分离的缺点。几种脱气方法:真空脱气，由消化池排出的混合液经真空脱气器(真空度为0.005MPa)，将污泥絮体上的气泡除去，改善污泥的沉降性能；热交换器急冷法，将从消化池排出的混合液进行急速冷却。絮凝沉降，向混合液中投加絮凝剂，使厌氧污泥易凝聚成大颗粒，加速沉降；用超滤器代替沉淀池，以改善固液分离效果。3.二段厌氧处理法消化可将水解酸化过程和甲烷化过程分开在两个反应器内分阶段进行，以使两类微生物都能在各自的最适条件下生长繁殖。第一段的功能是：水解和液化固态有机物为有机酸缓冲和稀释负荷冲击与有害物质截留难降解的固态物质 第二段的功能是：保持严格的厌氧条件和pH值，以利于甲烷菌的生长降解、稳定有机物，产生含甲烷较多的消化气截留悬浮固体，以改善出水水质二段式厌氧处理法可以采用不同构筑物予以组合。例如对悬浮物高的工业废水，采用厌氧接触法与上流式厌氧污泥床反应器串联的组合，其流程如下图。二段式厌氧处理法的特点优点：运行稳定可靠能承受pH值、毒物的冲击有机负荷率高消化气中甲烷含量高缺点：使用设备较多

流程和操作复杂不能对各种废水都提高负荷上流式厌氧污泥床反应器（upflow

anaerobicsludgeblanket

reactor)，简称UASB反应器，是由荷兰的G.Lettnga等人在70年代初研制开发的。污泥床反应器内没有人工载体，反应器内微生物以自身聚集生长，为颗粒污泥状态存在，因而能达到高生物量和高效高负荷。4.升流式厌氧污泥床反应器UASB上流式厌氧污泥床的池形有圆形、方形、矩形。小型装置常为圆柱形，底部呈锥形或圆弧形。大型装置为便于设置气、液、固三相分离器，则一般为矩形，高度一般为3-8m，其中污泥床1-2m，污泥悬浮层2-4m，多用钢结构或钢筋混凝土结构。UASB反应器示意图，、由图可见，UASB工作时，废水从反应器底部进入与污泥床层的高浓度颗粒污泥接触，污染物被分解产生沼气。污水、污泥和沼气一起向上流动，进入反应器的上部的三相分离器，完成气液、固三相的分离。被分离的消化气从上部导出，被分离的污泥则自动滑落到悬浮污泥层。出水则从澄清区流出。UASB的构造UASB反应器的组成进水配水系统将废水尽可能均匀地分配到整个反应器，并有水力搅拌功能。反应区其中包括污泥床区和污泥悬浮层区，有机物主要在这里被厌氧菌所分解。三相分离器由沉淀区、回流缝和气封组成，其功能是把沼气、污泥和液体分开。出水系统其作用是把沉淀区表层处理过的水均匀地加以收集，排出反应器。气室，也称集气罩，其作用是收集沼气。浮渣清除系统其功能是清除沉淀区液面和气室表面的浮渣，根据需要设置。排泥系统其功能是均匀地排除反应区的剩余污泥。上流式厌氧污泥床反应器的优点有机负荷居第二代反应器之首,水力负荷满足要求;污泥颗粒化后使反应器对不利条件的抗性增强;在一定的水力负荷下，可以靠反应器内产生的气体来实现污泥与基质的充分接触。（a）反应器内污泥浓度高一般平均污泥浓度为30-40g/L，其中底部污泥床(sludgebed)污泥浓度60-80g/L，污泥悬浮层(sludge

blanket)污泥浓度5-7g/L；污泥床中的污泥由活性生物量占70-80％的高度发展的颗粒污泥(sludge

granules)组成，颗粒的直径一般在0.5-5.0mm之间，颗粒污泥是UASB反应器的一个重要特征。有机负荷高，水力停留时间短，中温消化，COD容积负荷在小试验和中型试验中可高达20-40kgCOD/（m3·d）在大型生产装置中可达到6-8kgCOD/（m3·d）。反应器内设三相分离器，被沉淀区分离的污泥能自动回流到反应区，一般无污泥回流设备；简化了工艺，节约了投资和运行费用。无混合搅拌设备。投产运行正常后，利用本身产生的沼气和进水来搅动；污泥床内不填载体，提高了容积利用率，节省造价及避免堵塞问题。（a）大型装置内会有短流现象（要求配水装置性能要好）（b）进水SS要求≤200mg/L，以免对污泥颗粒化不利或减少反应区的有效容积，甚至引起堵塞（c）在没有颗粒污泥接种的情况下，启动时间长（d）对水质和负荷突然变化比较敏感（e）要求水温高些，最好35℃左右。上流式厌氧污泥床反应器的缺点UASB反应器的启动运行直接启动：用颗粒污泥接种，所需时间较短，负荷上升 较快；间接启动：用絮状污泥启动，首先需要培养颗粒污泥。 颗粒污泥的培养对于反应器的稳定高效运行十分关键， 一般需要按以下步骤进行：①

投加接种污泥：厌氧消化污泥，或剩余活性污泥等；接种量一般为10~20kgVSS/m3；② 启动初期的污泥负荷应低于0.1~0.2kgCOD/kgSS.d，容积负荷应小于0.5kgCOD/m3.d；5.厌氧折流板反应器厌氧折流板反应器(ABR)是P,LMcCarty等人于1982年研制的新型厌氧生物处理装置,是一种厌氧污泥层工艺,按水的流向划分,属于平流式。ABR不但大大提高了厌氧反应器的负荷和处理效率,而且使其稳定性和对不良因素(如有毒物质)的适应性太为增强。ABR内部有若干组垂直折流板,把长条形的反应器分成若干个串联的反应室,该结构迫使水流以上下折流的形式通过反应器。反应器内各室累积着较多厌氧污泥,当废水通过ABR时,要自下而上与大量的活性污泥发生多次接触,从而大大提高了反应器的容积利用率。就单个反应室而言,因产生沼气的搅拌作用,水流流态基本上是完全混合的,但各个反应室之间是串联的,具有塞流流态。由此可见,ABR相当于把若干完全混合态反应器串联在一起,因此,理论上比单一的完全混合态反应器处理效率高。ABR中的每个反应室内都有一个厌氧污泥层,其功能与UASB反应区相似,所不同的是上部未专设三相分离器。产生的沼气通过反应器上部的集气室,一同由导管排出反应器外。ABR的升流条件使厌氧污泥可形成颗粒污泥的形式。另外,采用部分出水回流,可缓解第一室中由于大量繁殖的产酸菌产酸导致的pH下降,同时也使得塞流系统向完全混合系统过度。ABR的特点:①上下折流的水流形式使水中的有机物和微生物充分接触,有利于提高微生物的利用率;②无需单独设置三相分离器,无填料,无需搅拌设备,因而反应器构造简单;③不易发生污泥膨胀现象,不会发生大量污泥流失现象,出水悬浮物含量较低;④易形成沉降性能好的颗粒污泥,维持较高的生物量;⑤因没有填料,不易发生堵塞现象。15.4.2固着式厌氧生物处理工艺固着式厌氧生物处理工艺主要是厌氧生物膜法,包括厌氧生物滤池、厌氧附着膜膨胀床、厌氧流化床、厌氧生物转盘等处理方法。与悬浮式厌氧生物工艺相比,该方法有许多优点,如由于厌氧生物膜中的生物在填料表面固着生长,故能够在很短的水力停留时间里获得较长的,甚至长达10O天以上的污泥停留时间。同时,该方法很好地提高了溶解性有机污染废水厌氧处理过程中微生物的沉降性,降低了流失率,从而使反应器内维持一个较高的生物量水平。1.厌氧生物滤池(Anaerobic

filter,AF)又称厌氧固定膜反应器，是60年代末开发的新型高效厌氧处理装置。滤池呈圆柱形，池内装放填料，池底和池顶密封。厌氧微生物附着于填料的表面生长，当废水通过填料层时，在填料表面的厌氧生物膜作用下废水中的有机物被降解，并产生沼气，沼气从池

顶部排出。滤池中的生物膜不断地进行新陈代谢，脱落的生物膜随出水流出池外。废水从池底进入，从池上部排出，称升流式厌氧滤池；废水从池上部进入，以降流的形式流过填

料层，从池底部排出，称降流式厌氧滤池。填料可采用拳状石质滤料，如碎石、卵石等,粒径在

40mm左右，也可使用塑料填料,质轻、孔隙率高、价格较贵。厌氧生物滤池的特点及改进：在厌氧生物滤池中，厌氧微生物大部分存在于生物膜中，少部分以厌氧活性污泥的形式存在于滤料的孔隙中。厌氧微生物总量沿池高度分布是很不均匀的，在池进水部位高，相应的有机物去除速度快。当废水中有机物浓度高时，特别是进水悬浮固体浓度和颗粒较大时，进水部位容易发生堵塞现象。对厌氧生物滤池采取如下改进：（a）出水回流；（b）部分充填载体；（c）采用软性填料。主要优点：处理能力较高滤池内可以保持很高的微生物浓度不需另设泥水分离设备、出水SS较低设备简单、操作方便主要缺点：滤料费用较贵滤料容易堵塞尤其是下部,生物膜很厚,堵塞后,没有简单有效的清洗方法。因此,悬浮物含量高的废水不适用。2.厌氧附着膜膨胀床(Anaerobic

attach

film

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bed,AAFEB)厌氧附着膜膨胀床是一种高效厌氧生物膜工艺,是

Jewell于2O世纪7O年代中期研制的厌氧消化工艺,已成功地用于处理不同类型和浓度的有机污水。在反应器内,厌氧微生物被固定在载体上,形成具有生物膜结构的颗粒污泥,从而为厌氧附着膜膨胀床反应器高效稳定地运行创造了重要的条件。运行过程反应器密闭(上部收集产气)，废水从反应器底部进入后上升流动，大部分有机物在床中经厌氧发酵并转化为气体，搅动床层并使废水回流，控制床层膨胀率为10

～20%，当载体上附有生物膜而反应器产气量又趋稳定时转入正常运行。厌氧附着膜膨胀床特点:①微生物优先选择载体上的微孔、裂缝和凹陷部位附着和生长繁殖，在局部形成生物膜;②厌氧生物膜形成过程是一个微生物种群演变的过程。随着载体上生物膜的形成和发展,微生物组成由球菌占优势,逐步过渡为索氏甲烷丝菌占优势;③反应器运行中生物膜活性呈上升趋势,运行效能逐渐提高;④厌氧附着膜膨胀床的高效稳态运行取决于反应器中能否形成活性高的生物膜。存在问题目前该工艺在实际应用中的一个较突出的问题是载体生物膜的形成过程需经历较长的时期,反应器启动时间长。因此,如果对厌氧附着膜膨胀床反应器内的载体先经一定时间的好氧预挂膜处理,就可加快厌氧生物膜的附着生长,并形成生物颗粒,进而缩短反应器的启动时间,减少人力、物力和财力的消耗。3.厌氧流化床流化床反应器以颗粒较小的填料粒子为载体(如沙粒、塑料、活性炭、沸石、玻璃等，粒径多在0.2-0.7mm,为球形或半球形),依靠在惰性的载体表面形成的生物膜来保留厌氧污泥,同时液体与污泥的混合、物质的传递依靠这些流态化的带有生物膜的微粒来实现。流化床反应器的主要特点①流化态能最大程度使厌氧污泥与被处理的废水接触;②由于颗粒与流体相对运动速度高,液膜扩散阻力小,且由于形成的生物膜较薄,传质作用强，因此生物化学过程进行较快,允许废水在反应器内有较短的水力停留时间;③克服了厌氧滤器堵塞的问题;④较高的反应器容积负荷可减少反应器体积,同时由于其高度与直径的比例大于其他厌氧反应器,因此可以减少占地面积。存在的问题为了实现良好的流态化并使污泥和填料不致从反应器流失,必须使生物膜颗粒保持均匀的形状、大小和密度,但这几乎难以做到,因此稳定的流态化也难以保证;一些较新的研究认为,流化床反应器需要有单独的预酸化反应器;为取得较高的上流速度以保证流化态,流化床反应器需要大量的回流水,这样导致能耗加大,成本上升。由于以上原因,流化床反应器至今没有生产规模的设施运行。一般认为膨胀率为10％～20％称膨胀床，颗粒略呈膨胀状态，但仍保持互相接触；膨胀率为20％～70％时，称为流化床，颗粒在床中作无规则自由运动。4.厌氧生物转盘在）了空封封置厌氧生物转盘的构造与好氧生物转盘相似,不同之处于盘片大部分（

70%以上或全部浸没在废水中；为收集沼气和防止液面上的间有氧存在，上部加盖密。厌氧生物转盘由盘片、密的反应槽、转轴及驱动装等组成。厌氧生物转盘特点:①微生物浓度高,可承受较高的有机物负荷;②废水在反应器内按水平方向流动,不需提升废水,节能;③不需进行水回流,与厌氧膨胀床和流化床相比较既节能又便于操作;④处理含悬浮物含量较高的废水,不存在堵塞问题;⑤由于转盘转动,不断使老化生物膜脱落,使生物膜经常保持较高的活性;⑥有承受冲击负荷的能力,处理过程稳定性较强;⑦可采用多级串联,各级微生物处于最佳生存条件;⑧便于运行管理。厌氧生物处理工艺的运行管理1、运行管理指标废水厌氧生物处理的运行管理指标主要有：COD去除率、有机容积负荷、有机污泥负荷、水力停留时间、剩余污

泥产量、产气量等。2、水质管理指标水质管理指标又称为监测项目，即通过水质监测，对厌氧反应器进行管理，使其达到运行要求；主要有：进水量、进出水水质（COD、BOD、SS、pH、VFA等）、污泥浓度、温度、产气量、气体成分等。厌氧生物处理工艺的运行管理3、安全问题甲烷易燃（5％～15％）：设备密封；严禁明火和电气火花。预防H2S和CO2在低凹处积聚。各种常见的厌氧生物工艺比较各种常见的厌氧生物工艺比较15.4.3有机固体废弃物厌氧处理厌氧堆肥化垃圾卫生填埋利用有机废弃物资源化制取乳酸1.厌氧堆肥化从发展趋势来看,土地填埋的场所一般难以保证,焚烧处理的成本太高,而且二次污染严重。我国的具体情况是垃圾量大,农业又要求提供大量的有机肥料作为土壤改良剂。因此,堆肥是一条可行的垃圾处理途径。厌氧堆肥是利用厌氧微生物完成固体废弃物的分解反应,空气与堆肥相隔绝,工艺比较简单,产品中氮保存量比较多。城市垃圾经过堆肥,可转化为腐殖肥料或饲料蛋白、乙醇及糖类,同时可回收沼气。因此,固体废物堆肥化是对有机固体废物实现资源化利用的无害化处理、处置的重要方法。2.垃圾卫生填埋垃圾填埋是目前应用最广的处置方法,许多固体废物约占总量50%以上的国家均沿用此法。填埋场内的垃圾降解实际上主要是微生物的厌氧消化过程,包括水解、酸化、产氢产乙酸和产甲烷过程。所谓卫生填埋的方式,就是在垃圾填埋场最底层铺设抗腐蚀、抗老化能力非常强的进口防渗膜,像大口袋一样将整个填埋区包裹起来,上面再铺上黄土、沙子、碎石,这样可确保垃圾处理过程中的渗滤液不会污染到周边土壤。而垃圾压实过程中产生的渗滤液将通过管道收集,进行处理,符合国家标准后排入城市污水管网。3.利用有机废弃物资源化制取乳酸目前用于发酵生产乳酸的原料,多采用玉米、小麦、大米、马铃薯等农作物淀粉,这些原料成本较高,因此考虑利用含丰富淀粉及纤维素类物质的废弃物进行乳酸发酵,无疑能大大降低生产成本。当前国际上常采用的有机废物原料为农业废弃物,如玉米渣、土豆渣、麦糠、麸皮、农作物秸秆以及废弃的甜菜叶、茎等。3.利用有机废弃物资源化制取乳酸利用淀粉及纤维素类物质进行发酵生产乳酸需要两个步骤,首先用酶或酸使原料水解为单糖或双糖,然后才能用乳酸菌发酵生产乳酸。目前使用淀粉酶生产乳酸的技术较为成熟,而对产纤维素酶高效菌株的获取是研究的热点之一。利用厨房垃圾生产乳酸也是该领域的热点之一。Sakai等人于2000年发现厨房垃圾的自然发酵会产生一定量的乳酸,在调整pH为7.0的情况下,37℃发酵3-5d,可得到27-45g/L的乳酸。3.利用有机废弃物资源化制取乳酸发酵菌种方面,在工业上应用最多的是德氏乳杆菌(链球菌属(Streptotoccus

sp

)、凝结芽孢杆菌(Bacillus

coagulans)以及霉菌中的米根霉(Rhizopusoryzae

sp.)等。Garde等人在2002年用戊糖乳杆菌(Lbpentosus)和短乳杆菌(Lb

brevis)联合发酵麦秸水解物,可使水解物中95%的半纤维素转化为乳酸。15.5

厌氧法的影响因素控制厌氧处理效率的基本因素有两类:一类是基础因素，包括微生物量(污泥浓度)、营养比、混合接触状况、有机负荷等；另一类是环境因素，如温度、pH值、氧化还原电位、有毒物质等。产甲烷细菌是决定厌氧消化效率和成败的主要微生物，对于一般工业废水，产甲烷阶段是厌氧过程速率的限制步骤。1.温度条件各类微生物适宜的温度范围是不同的，一般认为，产甲烷菌的温度范围为25-60℃。在

35℃和53℃上下可以分别获得较高的消化效率，温度为40-45℃时，厌氧消化效率较低。据产甲烷菌适宜温度条件的不同，厌氧法可分为常温消化、中温消化和高温消化三种类型。温度对厌氧消化过程的影响0246825

30

35

40

45

50

55

60温度（℃）有机物负荷(g/L.

d）01234产气量（L/L.d）有机负荷产气量2.pH值每种微生物可在一定的