厭氧生物濾池菌種怎么看好壞
在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，厭氧消化在理論、技術(shù)和應(yīng)用上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于好氧生物處理的發(fā)展。20世紀(jì)60年代以來，世界能源短缺問題日益突出，這促使人們對(duì)厭氧消化工藝進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)，對(duì)處理工藝和反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及甲烷回收進(jìn)行了大量研究，使得厭氧消化技術(shù)的理論和實(shí)踐都有了很大進(jìn)步，并得到廣泛應(yīng)用。厭氧消化具有下列優(yōu)點(diǎn)：無需攪拌和供氧，動(dòng)力消耗少；能產(chǎn)生大量含甲烷的沼氣，是很好的能源物質(zhì)，可用于發(fā)電和家庭燃?xì)?；可高濃度進(jìn)水，保持高污泥濃度，所以其溶劑有機(jī)負(fù)荷達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)仍需要進(jìn)一步處理；初次啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)；對(duì)溫度要求較高；對(duì)毒物影響較敏感；遭破壞后，恢復(fù)期較長(zhǎng)。污水厭氧生物處理工藝按微生物的凝聚形態(tài)可分為厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法。厭氧活性污泥法包括普通消化池、厭氧接觸消化池、升流式厭氧污泥床（upflow anaerobic sludge blanket,UASB）、厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）等；厭氧生物膜法包括厭氧生物濾池、厭氧流化床和厭氧生物轉(zhuǎn)盤。
- 中文名
- 厭氧生物處理
- 外文名
- Anaerobic Process
- 分 類
- 厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法
- 工作原理
- 水解，發(fā)酵、產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷階段
- 優(yōu) 點(diǎn)
- 動(dòng)力消耗少；能產(chǎn)生大量甲烷
- 使用范圍
- 可用于發(fā)電和家庭燃?xì)?/strong>
- pH值
- 6.5～7.5之間
目錄
- 1 主要內(nèi)容
- ? 定義
- ? 分類
- ? 區(qū)別
- 2 主要特征
- 3 工作原理
- ? 水解階段
- ? 發(fā)酵階段
- ? 產(chǎn)乙酸階段
- ? 甲烷階段
主要內(nèi)容
定義
厭氧生物處理（Anaerobic Process）是在厭氧條件下,形成了厭氧微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)條件和環(huán)境條件,通過厭氧菌和兼性菌代謝作用，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行生化降解的過程。 [1]
分類
污水厭氧生物處理工藝按微生物的凝聚形態(tài)可分為厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法。
厭氧活性污泥法包括普通消化池、厭氧接觸消化池、升流式厭氧污泥床（upflow anaerobic sludge blanket,UASB）、厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）等；厭氧生物膜法包括厭氧生物濾池、厭氧流化床和厭氧生物轉(zhuǎn)盤。
區(qū)別
好氧生物處理效率高，應(yīng)用廣泛，已成為城市污水處理的主要方法。但好氧生物處理的能耗較高，剩余污泥量較多，特別不適宜處理高濃度有機(jī)廢水和污泥。厭氧生物處理與好氧生物處理的顯著差別在于：
1、不需供氧；
2、最終產(chǎn)物為熱值很高的甲烷氣體，可用作清潔能源；
3、特別適宜于處理城市污水處理廠的污泥和高濃度有機(jī)工業(yè)廢水。 [1]
主要特征
1、處理過程中可以大大降低能耗，而且還可以回收生物能（沼氣）；
2、污泥產(chǎn)量很低，厭氧微生物的增值速率比好氧微生物低得多，產(chǎn)酸菌的產(chǎn)率Y為0.15~0.34 kgVSS/kgCOD，產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)率Y為0.03 kgVSS/kgCOD左右，而好氧微生物的產(chǎn)率約為0.25~0.6 kgVSS/kgCOD；
3、厭氧微生物有可能對(duì)好氧微生物不能降解的一些有機(jī)物進(jìn)行降解或部分降解；
4、反應(yīng)過程較復(fù)雜，厭氧消化是由多種不同性質(zhì)、不同功能的微生物協(xié)同工作的一個(gè)連續(xù)的微生物過程；
5、對(duì)溫度、pH值等環(huán)境因素較敏感；
6、單獨(dú)使用厭氧處理，其出水水質(zhì)很難達(dá)標(biāo)，需進(jìn)一步利用好氧法進(jìn)行處理；
7、氣味較大，特別是有臭味；
8、對(duì)氨氮的去除效果不好等。 [2]
工作原理
高分子有機(jī)物的厭氧降解過程可以被分為四個(gè)階段：水解階段、發(fā)酵(或酸化)階段、產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。 [3]
水解階段
水解可定義為復(fù)雜的非溶解性的聚合物被轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的溶解性單體或二聚體的過程。
高分子有機(jī)物因相對(duì)分子量巨大，不能透過細(xì)胞膜，因此不可能為細(xì)菌直接利用。它們?cè)诘谝浑A段被細(xì)菌胞外酶分解為小分子。例如，纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被蛋白質(zhì)酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產(chǎn)物能夠溶解于水并透過細(xì)胞膜為細(xì)菌所利用。水解過程通常較緩慢，因此被認(rèn)為是含高分子有機(jī)物或懸浮物廢液厭氧降解的限速階段。多種因素如溫度、有機(jī)物的組成、水解產(chǎn)物的濃度等可能影響水解的速度與水解的程度。水解速度的可由以下動(dòng)力學(xué)方程加以描述：ρ=ρo/(1+Kh·T)
ρ ——可降解的非溶解性底物濃度（g/L）；
ρo———非溶解性底物的初始濃度（g/L）；
Kh——水解常數(shù)（d-1）；
T——停留時(shí)間（d）
發(fā)酵階段
發(fā)酵可定義為有機(jī)物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程，在此過程中溶解性有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為以揮發(fā)性脂肪酸為主的末端產(chǎn)物，因此這一過程也稱為酸化。
在這一階段，上述小分子的化合物發(fā)酵細(xì)菌（即酸化菌）的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更為簡(jiǎn)單的化合物并分泌到細(xì)胞外。發(fā)酵細(xì)菌絕大多數(shù)是嚴(yán)格厭氧菌，但通常有約1%的兼性厭氧菌存在于厭氧環(huán)境中，這些兼性厭氧菌能夠起到保護(hù)像甲烷菌這樣的嚴(yán)格厭氧菌免受氧的損害與抑制。這一階段的主要產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等，產(chǎn)物的組成取決于厭氧降解的條件、底物種類和參與酸化的微生物種群。與此同時(shí)，酸化菌也利用部分物質(zhì)合成新的細(xì)胞物質(zhì)，因此，未酸化廢水厭氧處理時(shí)產(chǎn)生更多的剩余污泥。
在厭氧降解過程中，酸化細(xì)菌對(duì)酸的耐受力必須加以考慮。酸化過程pH下降到4時(shí)能可以進(jìn)行。但是產(chǎn)甲烷過程，因此pH值的下降將會(huì)減少甲烷的生成和氫的消耗，并進(jìn)一步引起酸化末端產(chǎn)物組成的改變。
產(chǎn)乙酸階段
在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下，上一階段的產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細(xì)胞物質(zhì)。
其某些反應(yīng)式如下：
CH3CHOHCOO-+2H2O —> CH3COO-+HCO3-+H++2H2 ΔG’0=-4.2KJ/MOL
CH3CH2OH+H2O－> CH3COO-+H++2H2O ΔG’0=9.6KJ/MOL
CH3CH2CH2COO-+2H2O－> 2CH3COO-+H++2H2 ΔG’0=48.1KJ/MOL
CH3CH2COO-+3H2O－> CH3COO-+HCO3-+H++3H2 ΔG’0=76.1KJ/MOL
4CH3OH+2CO2－> 3CH3COO-+2H2O ΔG’0=-2.9KJ/MOL
2HCO3-+4H2+H+－>CH3COO-+4H2O ΔG’0=-70.3KJ/MOL
甲烷階段
這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳和新的細(xì)胞物質(zhì)。
甲烷細(xì)菌將乙酸、乙酸鹽、二氧化碳和氫氣等轉(zhuǎn)化為甲烷的過程有兩種生理上不同的產(chǎn)甲烷菌完成，一組把氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷，另一組從乙酸或乙酸鹽脫羧產(chǎn)生甲烷，前者約占總量的1/3，后者約占2/3。
最主要的產(chǎn)甲烷過程反應(yīng)有：
CH3COO-+H2O－>CH4+HCO3- ΔG’0=-31.0KJ/MOL
HCO3-+H++4H2－>CH4+3H2O ΔG’0=-135.6KJ/MOL
4CH3OH－>3CH4+CO2+2H2O ΔG’0=-312KJ/MOL
4HCOO-+2H+－>CH4+CO2+2HCO3- ΔG’0=-32.9KJ/MOL
在甲烷的形成過程中，主要的中間產(chǎn)物是甲基輔酶M（CH3-S-CH2-SO3-）。
需要指出的是：一些書把厭氧消化過程分為三個(gè)階段，把第一、第二階段合成為一個(gè)階段，稱為水解酸化階段。在這里我們則認(rèn)為分為四個(gè)階段能更清楚反應(yīng)厭氧消化過程。
上述四個(gè)階段的反應(yīng)速度依廢水的性質(zhì)而異，在含纖維素、半纖維素、果膠和脂類等污染物為主的廢水中，水解易成為速度限制步驟；簡(jiǎn)單的糖類、淀粉、氨基酸和一般蛋白質(zhì)均能被微生物迅速分解，對(duì)含這類有機(jī)物的廢水，產(chǎn)甲烷易成為限速階段。雖然厭氧消化過程可分為以上四個(gè)過程，但是在厭氧反應(yīng)器中，四個(gè)階段是同時(shí)進(jìn)行的，并保持某種程度的動(dòng)態(tài)平衡。該平衡一旦被pH值、溫度、有機(jī)負(fù)荷等外加因素所破壞，則首先將使產(chǎn)甲烷階段受到抑制，其結(jié)果會(huì)導(dǎo)致低級(jí)脂肪酸的積存和厭氧進(jìn)程的異常變化，甚至導(dǎo)致整個(gè)消化過程停滯。