厌氧生物处理是指利用厌氧微生物(包括兼氧微生物）的代谢过程，在无氧条件下把污水中的有机污染物转化为无机物和少量细胞物质的污水处理方法,也称为厌氧消化。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。与好氧过程的根本区别：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。与好氧生物处理技术相比，它具有以下突出优点：
- 能耗低(约为好氧的10％～15％）
- 厌氧对n、p的含量要求
- cod:n:p=800:5:1即可满足营养要求
- 可回收生物能源（沼气）
- 产生的剩余污泥量少（相当于好氧的1/10～1/6）
- 节省污泥脱水费用，可承受的有机负荷高
- 占地少（人口密集、地价昂贵的地区）
- 可季节性运行或间断性运行（厌氧菌能保持至少1年以上的活性）
厌氧生物降解过程可分为四个阶段：
1. 水解阶段
水解细菌将不溶性有机物转变成可溶性有机物,将高分子溶性有机物转变成小分子有机物(通过细菌胞外酶作用)
- 纤维素被纤维素酶水解成纤维二糖和葡萄糖
- 淀粉被淀粉酶水解成麦芽糖和葡萄糖
- 蛋白质被蛋白酶水解成短肽和氨基酸
- 脂肪被脂肪酶水解成丙二醇和脂肪酸
2. 酸化阶段
水解阶段产生的小分子水解产物在酸化菌的细胞内转化为更简单的化合物并分泌到细胞外,这一阶段的主要产物有vfa\醇类\乳酸\co2\nh3\h2s等。与此同时，酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质。
3. 乙酸化阶段
在此阶段，酸化阶段的产物被进一步转化为乙酸、h2、碳酸等以及新的细胞物质。
4. 产甲烷阶段
在此阶段，乙酸、h2、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为ch4、co2和新的细胞物质。整个厌氧降解的速率取决于以上四个阶段中速度最慢的那个阶段，因为产甲烷菌的生长缓慢，所以产甲烷的反应较慢,所以一般产甲烷阶段是整个厌氧降解过程的速率限制性阶段。
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