厭氧生物處理技術(shù)由于運行能耗低的特點(diǎn)，在處理高濃度有機廢水中有不可比擬的優(yōu)勢.厭氧過(guò)程涉及的微生物有:發(fā)酵性細菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌、同型產(chǎn)乙酸菌、利用H2和CO2產(chǎn)甲烷菌(占30%)、分解乙酸的產(chǎn)甲烷菌(占70%).顆粒內不同厭氧微生物類(lèi)群通過(guò)緊密而協(xié)調地相互作用，把廢水中復雜有機污染物轉化為甲烷及CO2.產(chǎn)甲烷菌在反應器中能自發(fā)形成緊密的聚合體，所以在保持厭氧顆粒形狀及活性等方面具有重要作用.厭氧過(guò)程還能對難降解有機物進(jìn)行有效降解，如多氯聯(lián)苯(PCBs)，其中高氯代同系物的脫氯反應只有在厭氧條件下才能進(jìn)行.厭氧生物處理具備負荷高、剩余污泥少、營(yíng)養物需求低等優(yōu)點(diǎn)，但也存在初次啟動(dòng)緩慢、反應條件苛刻等缺點(diǎn)，本課題組研究發(fā)現，甲烷菌等容易被焦化廢水中的毒性物質(zhì)所抑制，在實(shí)際工程應用中很難實(shí)現，甚至10d的水力停留時(shí)間也不能實(shí)現高濃度焦化廢水的厭氧分解.因此，甄別抑制因素成為厭氧技術(shù)突破的難點(diǎn)。
水解法利用非嚴格厭氧的兼性微生物對有機物進(jìn)行初級分解，兼性水解菌的胞外酶將廢水中不溶性的固體物質(zhì)轉化為溶解性物質(zhì)，使大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)，將難生物降解物質(zhì)轉化為易生物降解的物質(zhì)，從而改善廢水的可生化性.對于好氧菌無(wú)法處理、產(chǎn)甲烷菌容易受抑制的難降解高分子有機物(如芳香族化合物和鹵代烴等)，水解菌具有更強的適應能力.沒(méi)有產(chǎn)甲烷階段的限速影響，廢水經(jīng)水解生物處理所需的反應時(shí)間一般為4—18h，COD去除率一般在10%—30%.經(jīng)水解法處理后的廢水COD還比較高，需要后續好氧生物處理才能使有機物完全氧化。具體聯(lián)系污水寶或參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
好氧法用氧分子作為氫的接受體，有機物的分解比較徹底，釋放的能量多，故有機物轉化速率快，廢水能在較短的停留時(shí)間內獲得高的COD去除率.好氧法的不足之處在于，受供氧的限制一般只適用于中、低濃度有機廢水的處理，曝氣能耗較高，高濃度時(shí)因剪切力作用過(guò)強而難以形成顆粒污泥;高分子難降解有機物因分子質(zhì)量較大，不能透過(guò)細胞膜，不能被好氧菌所直接利用，在處理含難降解高分子有機物的廢水時(shí)，好氧法的效率不高。
針對煤化工焦化廢水，應當改變傳統的工藝思路，考慮難降解有機物特別是典型污染物存在的特點(diǎn)，根據若干工程經(jīng)驗以及對國內外十余個(gè)工程的考察與資料分析，認為首先通過(guò)好氧工藝的選擇性降解作用削減生物可利用的有機物，使出水中難降解有機物的濃度基于COD值的比例大為提高，再輔以功能微生物與電化學(xué)過(guò)程結合的強化作用，轉化難降解有機物的分子結構向有利于生物降解的方向發(fā)展.由此提出將生物過(guò)程分解為除碳過(guò)程與脫氮過(guò)程的兩個(gè)步驟.已經(jīng)有4800m3·d-1規模的工程實(shí)踐證明了這種工藝思想的有效性.這種思路突破傳統的工藝思想，可以明顯縮短整個(gè)生物處理過(guò)程的水力停留時(shí)間，降低工程造價(jià)與運行費用.基于這個(gè)問(wèn)題，有必要圍繞選擇好氧-水解耦合過(guò)程中關(guān)鍵菌群的結構與功能、功能微生物的培養以及基因工程菌的構建等方面的內容開(kāi)展基礎理論研究，通過(guò)實(shí)驗數據分析論證這種工藝思想的化學(xué)機制。
