厌氧生物处理技术
来源：高等教育出版社《环境工程学》（摘录） / 录入时间：2008-10-23 / 点击数：8188
厌氧生物处理是在无氧的条件下，利用兼性菌和厌氧菌分解有机物的一种生物处理法。厌氧生物处理技术最早仅用于城市污水厂污泥的稳定处理。有机物厌氧生物处理的最终产物是以甲烷为主体的可燃性气体（沼气），可以作为能源回收利用；处理过程产生的剩余污泥量较少且易于脱水浓缩，可作为肥料使用；运转费也远比好氧生物处理低。因此，在当前能源日趋紧张的形式下，厌氧处理作为一种低能耗，可回收资源的处理工艺，重新受到世界各国的重视。最近的研究结果表明，厌氧生物处理技术不仅适用于污泥稳定处理，而且适用于高浓度和中等浓度有机废水的处理。有得国家还对低浓度城市污水进行厌氧处理研究，并取得了显著进展。
有机物的厌氧分解（又称厌氧消化）过程在微生物学上可分为两个阶段——酸性消化（或酸性发酵）阶段和碱性消化（或碱性发酵）阶段，分别由两类微生物群体完成。
酸性消化阶段
厌氧消化过程中，首先发生的是酸性消化阶段，参与这一阶段的微生物主要是产酸细菌（又称酸性腐化细菌或水解细菌），它们属于兼性厌氧细菌或专性厌氧细菌。在这一阶段中，不溶性的有机物在细菌释放的外酶的作用下，水解生成水溶性的有机物。例如，淀粉和纤维素水解为单糖，蛋白质水解为肽和氨基酸，脂肪水解为丙三醇和脂肪酸。接着，水解产物渗入细胞，在内酶的作用下，转化为丁酸、丙酸、乙酸等挥发性有机酸类和醇、氨、硫化物、二氧化碳、氢等无机物和能量。
酸性消化前期，由于细菌首先分解的是碳水化合物，产生大量有机酸，溶液的pH迅速下降至6以下，有时甚至可以达到5以下，故称为酸性发酵期。随着碳水化合物的减少，有机酸及含氮化合物开始分解，生成氨、胺、碳酸盐等碱性物质，pH不再下降，并逐渐上升到6.6~6.8左右，同时放出硫化氢、吲哚、硫醇等恶臭气体，称为酸性减退期。产酸细菌对pH及温度的适应性很强，几分钟到几小时即可繁殖一代，多属于异养型兼性细菌群。
碱性消化阶段
酸性消化阶段后期，随着pH的逐渐回升，甲烷细菌经一段时间的适应后，开始分解有机酸，使溶液pH上升，产气量增加，有机物厌氧分解进入碱性消化阶段，当pH达到7.0~7.5时，产气量达到最大值。
在碱性消化阶段，起主要作用的甲烷细菌是专性很强的一类绝对厌氧菌。甲烷菌能利用产酸菌产生的挥发性脂肪酸、挥发醇、氢作为营养来源，代谢产物为甲烷、二氧化碳、微量硫化氢、氨和氢组成的气体。一般生活污水污泥厌氧消化所产生的气体中，甲烷占50%~75%，是一种很好的燃料。
甲烷细菌对pH的要求很严格；甲烷细菌对温度的适应性较差，在一定温度下训话的甲烷细菌，温度变化1~2摄氏度就可能使消化过程受到破坏；甲烷菌的繁殖很慢；同时专一性很强，每种菌只能代谢特定的基质，因此，有机物的厌氧分解往往是不完全的。
正常的厌氧消化过程应保持酸的形成速率与甲烷的形成速率向平衡。由于甲烷细菌的世代期比产酸细菌长，对环境的适应性差，甲烷的形成速率缓慢，所以碱性消化阶段控制着整个系统的反应速率，整个过程中必须维持有效的碱性消化条件。
常见的厌氧处理工艺有升流式厌氧污泥床（UASB）等。
