厌氧好氧技术简介：
在生化废水处理厂，有机物被混和培养的微生物所转化。
好氧生物净化过程中有机物被氧化为二氧化碳和微生物细胞物质(污泥)。在形成二氧化碳过程中释放大量的能量并被微生物利用将有机物转化为自身细胞物质。相反，在厌氧生物转化过程中，大量的能量被转化为甲烷的形式存在，而仅仅极少部分能量会用于生成微生物细胞物质，当所产生的沼气在锅炉和/或加热器中燃烧时，这部分能量才被释放出来。工业废水的厌氧/好氧生物处理已被证明是去除有机污染物的有效的手段。
厌氧/好氧废水处理厂是一两相的处理厂，厌氧处理部分作为预处理步骤用于去除大部分的COD，而好氧部分作为进一步处理其主要作用为：
－去除经厌氧处理后剩余的有机污染物；
－去除水中的营养物质(N和P)；
－氧化有异味的物质(H2S)；
－降解和吸附悬浮的COD。
无论从技术上还是从运行上看，厌氧技术加好氧技术都是一强有力的组合。厌氧技术的缺点诸如营养物质(N和P)去除率低等能被好氧后处理所弥补，另一方面， 相对于好氧处理，采用厌氧预处理可大大减少能源的消耗及剩余污泥的产量。
一、 厌氧工艺
只有当污泥适应了复杂的(难以被降解的)基质后这些物质才能被转化。适应基质的时间与所需降解基质专门的微生物的生长密切相关。
厌氧消化过程可划分为四个相对独立但密不可分的步骤：水解阶段、酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。
酸化细菌完成厌氧消化过程的前两个步骤，即水解和酸化。它们通过胞外酶将聚合物如蛋白质、脂肪和碳水化合物水解为能进入细胞内部的小分子物质，在细胞内部氧化降解而形成二氧化碳(CO2)、氢(H2)和主要产物－挥发性脂肪酸(VFA)。
第二组微生物，产氢产乙酸菌在酸化过程中把上述产物转化为乙酸盐、氢及二氧化碳。
第三组微生物是产甲烷菌，它们将乙酸盐或氢和二氧化碳转化为甲烷。
其他可能存在而被产甲烷菌利用的基质诸如甲酸盐(HCOOH)，甲醇(CH3OH)、一氧化碳(CO)和甲胺等，在厌氧废水处理厂中处于次等重要地位。
1、水解反应
水解反应可定义为复杂的不溶于水的基质被微生物所分泌的胞外酶转化为较小的可溶于水的基质的过程。有机物被水解的过程是一个相当缓慢的过程，其反应速率与许多参数有关，其中pH值(最佳pH=6)、生物浓度和基质的亲和性最为重要。总的来说颗粒越大亲和力越低。
虽然大多数的生物聚合物是可生化降解的，但高度木质化的物质纤维素(草、木材等)极难水解，最初与纤维素的酶的反应取决于选择性微生物的活性。与纤维素不 同的半纤维素可被许多微生物所降解；第三种纤维素物质的主要成分－木质素在厌 氧条件下是不能被降解的。
脂肪的转化是一个相当缓慢的过程，由于废水中含有大量的脂肪物质，水解就成为整个转化过程的速率限制。在20℃时脂肪的转化率几乎为零。其他缓慢而复杂 的过程涉及许多不同种类的厌氧微生物对蛋白质的转化。
淀粉物质同样难以被水解。当处理淀粉厂废水时，在废水进入厌氧反应器之前必须首先除去废水中的颗粒物质或使之适当的水解，否则的话淀粉物质会在反应器内积累，酸化并引起对反应器极其有害的pH下降。通过控制足够的水力停留时间和控制废水pH值在6左右可获得适当的水解度。
2、酸化反应
在酸化过程中，溶解性有机物被主要转化为挥发性脂肪酸。在本步骤所形成的脂肪酸的类型主要取决于环境因素、起始物质及活性微生物种群。
在酸化反应器中转化葡萄糖(在酸化阶段和产甲烷阶段分别在不同的反应器内进行的两相系统的第一相)生成丁酸、乙酸、丙酸、乳酸、乙醇、氢和二氧化碳的混和物，接着有机脂肪酸和二氧化碳混和物产生之后，如果氨基酸被转化则氨就成为最终产物之一。
酸化细菌具有很宽的pH耐受性，随着酸性物质的不断形成，最终pH可降至4左右。产甲烷菌有它最佳的pH适应范围：pH6.5～7.5。一旦超出该pH范围会导致酸化 产物氢的消耗的减慢。
3、 产氢产乙酸反应
产酸菌的产物被产氢产乙酸菌转化为乙酸盐最终被产甲烷菌转化为氢和二氧化碳。
在标准状态下乙醇、丁酸盐、丙酸盐转化为乙酸盐和氢的过程中并不产生能量。只有在产甲烷菌和硫酸盐还原菌的作用下液体中乙酸盐的浓度，更重要的是液体中的氢分压足够低时则产氢产乙酸菌 才进行这些反应。
氢的转移时间仅仅在几分之一秒内，比如由于酸化作用和产甲烷作用之间的不平衡而导致的氢的积累会急速地抑制挥发性脂肪酸的转化。丙酸盐的转化会最先受 到影响，因为丙酸盐的降解从热力学上来说最不容易进行。
无论是水解还是酸化和还是产氢产乙酸阶段都未发生的COD显著减少，事实上仅仅是发生了COD从一种形式转化为另一种COD形式的转化反应，最终的COD去除发生在产甲烷阶段，在这里COD转化为甲烷而从水中去除。
4、 产甲烷反应
产甲烷菌属严格的厌氧菌且与其他大多数厌氧菌相比产甲烷菌的生长需要更低的氧化还原电位(<－330mV)。
产甲烷菌属可分为两个主要的种群：乙酸分解菌和氢利用菌(嗜氢菌)。另一小种群既能利用乙酸盐又能利用氢和二氧化碳产生甲烷。一些嗜氢产甲烷菌也能把甲酸盐 转化为甲烷。
在厌氧消化复杂的废水中，产酸菌和产乙酸菌协同作用，使产甲烷反应的底物乙酸盐和氢形成的比例相当恒定。所形成的甲烷有70～75%由乙酸盐转化而来其余 的则由氢和二氧化碳转化而来。
二、好氧工艺
相对于厌氧工艺来说，好氧工艺则相对简单。由于厌氧处理系统为高负荷的处理系统，厌氧反应的出水有机污染物浓度相对较高，因此厌氧处理的出水需经好氧后处理后，才能达到通常要求的排放标准。
好氧系统包括三个生物工艺过程。
1、有机碳的生物氧化
主要过程为有机污染物被生物氧化为CO2和H2O。
剩余的乙酸亦可被生物氧化，如下式所示：
这事实上是一净化过程。诚然其中一部分有机污染物将被作为碳源而用以合成新生的活性污泥即剩余污泥。为能获得满意的有机污染物转化率必须控制好两个参数。为保证能提供足够的氧给微生物，曝气池中必须保证有足够的溶解氧浓度。正常情况下溶解氧浓度达到1-3mg/l即可满足要求。另外曝气池中也必须保持足够的活 性污泥的浓度以获得满意的转化能力，视不同的水质情况，污泥浓度通常保持在 4～5gTSS/l。
在一定的底物(废水)中微生物的产生量(kgTSS产生/kgBOD去除)取决于污泥的负荷率(kgBOD/kgTSS/天)，在高负荷率下更多的底物会转化为细胞物质。由于剩余污泥作 为废弃物需另行处理，所以总希望保持污泥产量越少越好，故设计总以低污泥负荷率为主。
在温度较高的条件下生物过程进行的速率非常高，微生物污泥的矿化速率同样如此，因而较高温度下的生物污泥产量大大少于较低温度下(在污泥负荷率具有可比性的情况下)的污泥产量。如果污泥的矿化程度过高，则就有污泥的沉降性恶化的危险，如此污泥会被洗出导致污泥负荷率再次上升，使污泥的沉降性得到改善，污泥负荷率会 又一次降低。从另一角度来说过低的污泥负荷率会导致净化过程不稳定。
如果遇到这种不稳定的情况，通过降低污泥浓度(有规律的排泥)以提高污泥的负荷率会使情况得到改善。
除碳水化合物的氧化以外，以NH4＋为主的氮也将在系统中去除，这就是在好氧系统中发生第二个生物工艺过程－即硝化。
2、硝化作用
厌氧反应器的出水中的部分NH4＋- N会在系统中被用以合成新生污泥，但大部分的NH4＋-N会被自养性硝化细菌生物氧化为硝酸盐。
3、反硝化作用
在兼氧的条件下污泥会利用硝酸盐的氧氧化COD，在这个过程中硝酸盐被转化为氮气。这个过程被称作反硝化作用。
