根據有機物在厭氧處理中所要求達到的分解程度,可將其分為兩種類型,即酸發酵(水解酸化) 和甲烷發酵。前者以有機酸為主要發酵產物,而后者則以甲烷為主要發酵產物。酸發酵是一種不徹底的有機物厭氧轉化過程,其作用在于使復雜的不溶性高分子有機物經過水解和產酸,轉化為溶解性的簡單低分子有機物, 為后續厭氧處理中產乙酸產氫和產甲烷微生物或好氧處理準備易于氧化分解的有機底物(即提高廢水的BOD5 / COD ,改善廢水的可生化性) 。因而,它常作為生物預處理工序或厭氧-好氧聯合生化處理工藝中的前處理工序。

厭氧- 好氧工藝是中、高濃度有機廢水處理的適宜工藝。這是因為:

1. 厭氧法多適用于高濃度有機廢水的處理, 能有效地降解好氧法不能去除的有機物, 具有抗沖擊負荷能力強的優點,但其出水綜合的指標往往不能達到處理要求;

2. 厭氧法能耗低和運行費便宜,尤其在高濃度有機廢水時,厭氧法要比好氧法經濟得多;

3. 好氧法則多適用于中低濃度有機廢水的處理, 對于高濃度且水質、水量不穩定的廢水的耐沖擊負荷能力不如厭氧法,尤其當進水中含有高分子復雜有機物時,其處理效果往往受到嚴重的影響。厭氧- 好氧聯合處理工藝可大大改善水質及運行的穩定性,但由于厭氧段實現了甲烷過程,因而對運行條件和操作要求較為嚴格,同時因原水中大量易于降解的有機物質在厭氧處理中被甲烷化后,剩余的有機物主要為難生物降解和厭氧消化的剩余產物, 因而盡管其后續的好氧處理進水負荷得到大大降低,但處理效率仍較低。此外,該工藝須考慮復雜的氣體回收利用設施,從而增加基建費用。而水解酸化工藝則將厭氧處理控制在產酸階段, 不僅降低了對環境條件(如溫度、p H、DO 等) 的要求, 使厭氧段所需容積縮小,同時也可不考慮氣體的利用系統,從而節省基建費用。由于厭氧段控制在水解酸

化階段,經水解后原水中易降解物質的減少較少,而原來難以降解的大分子物質則被轉化為易生物降解的物質,從而使廢水的可生化性及降解速率得到較大幅度的提高。因此,其后續好氧處理可在較短的HRT下達到較高的處理率。兩相厭氧消化工藝即是將厭氧消化中的產酸相和產甲烷相分開,以便獲得各自最優的運行工況。與水解酸化過程相比, 其產酸段對產物的要求是不同的(以乙酸為其產物) 。

水解酸化、混合厭氧和兩相厭氧由于各自的作用不同、對產物要求及處理程度的不同, 對各自的運行和操作要求也不同:

1. Eh 不同。在混合厭氧消化系統中,由于承擔水解和酸化功能的微生物與產甲烷菌共處于一個反應器中,整個反應器的氧化還原電位Eh 須嚴格控制在- 300mV 以下以滿足甲烷菌的要求,因而其水解酸化菌也是在此Eh 值下工作的。兩相厭氧消化系統則將產酸相的Eh 控制在- 100～ - 300mV 之間。對水解酸化- 好氧工藝而言,只要將Eh 控制在+ 50mV 下即可發生有效的水解酸化作用;

2. pH 要求不同。混合厭氧處理系統中,由于控制處理效能的步驟是產甲烷,因而其p H 通常控制在甲烷菌生長的最佳范圍(6. 8～7. 2) 以內。兩相工藝中則為控制其產物的形態而將pH 嚴格控制在6. 0～6. 5 之間,p H 的變化將引起產物的變化而造成對產甲烷相的抑制。對水解酸化工藝而言,由于其后續處理為好氧工藝, 因而對p H 的要求并不十分嚴格, 且由于水解酸化菌對p H 的適應性較強,因而其適宜p H 范圍較寬(適宜值為3. 5～10 ,最優值為5. 5～6. 5) ;具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。

3. 溫度( T) 的不同。對于混合厭氧系統和兩個系統而言,對溫度的要求均嚴格,要么控制在中溫(30～35 ℃) ,要么控制在高溫(50～55 ℃) 。而水解酸化工藝則對溫度無特殊要求,在常溫下仍可獲得滿意的效果。研究表明,當溫度在10～20 ℃之間變化時,水解酸化反應速率變化不大,說明水解酸化微生物對低溫變化的適應能力較強；

4. 參與微生物種群及產物的不同。混合厭氧工藝中,由于嚴格控制在厭氧條件下運行,其優勢微生物種群為專性厭氧菌,因而完成水解作用的微生物以厭氧菌為主。兩相工藝中則因所控制的Eh 值的不同而以不同菌群存在。如Eh 較低時,以專性厭氧菌為主,而Eh 值較高時則以兼性菌為主。水解酸化工藝通常可在兼性條件下運行,因而其微生物菌群多以厭氧和兼氧菌的混合菌群,有時也以兼性菌為主。微生物種群的差異導致不同工藝的產物也不同。表1 列出了不同工藝的運行工況要求。作者：沈耀良, 王寶貞，哈爾濱建筑大學市政環境工程學院