第15章：厌氧处理(1)

第15章：厌氧处理(1)厌氧生物处理§9-1厌氧生物处理的基本原理§9-2厌氧处理技术的发展§9-3厌氧处理的主要优点§9-4厌氧反应器的设计厌氧生物处理的基本原理9.1.1厌氧发酵过程9.1.2甲烷菌在发酵中的重要地位厌氧发酵过程一、早期的理论二、厌氧处理的四阶段（三阶段）理论早期理论有机物的厌氧分解分为两个阶段——酸性发酵和碱性发酵阶段，其中酸性发酵──产酸菌利用胞外酶将复杂的大分子水解成小分子，并进一步转化为有机酸。此阶段也称产酸阶段。碱性发酵──甲烷细菌利用上阶段产生的有机酸为底物，生成甲烷和CO2。此阶段又称为甲烷发酵阶段。厌氧处理的四阶段理论两阶段理论作为厌氧处理的基本理论，多年来一直为人们所认可。直到60年代末期，人们对厌氧过程进行了深入的研究，尤其是对其中发挥重要作用的甲烷细菌的研究表明，甲烷细菌在厌氧处理过程中发挥了极其重要的作用，它只能以乙酸、甲酸氢等极少数的物质为底物。因此，厌氧过程中还应该有产生甲烷菌底物的步骤。于是，厌氧处理理论发展为三阶段（或四阶段）理论。厌氧处理的四阶段理论1、水解阶段2、酸化阶段3、产乙酸阶段4、甲烷化阶段三阶段（四阶段）理论见图9-1-1水解阶段兼性和部分专性厌氧细菌发挥作用，复杂的大分子有机物被胞外酶水解成小分子的溶解性有机物酸化阶段溶解性有机物由兼性或专性厌氧细菌经发酵作用转化为有机酸、醇、醛、CO2和H2。有时将上述两个阶段合为一个阶段，称水解酸化阶段。产乙酸阶段专性厌氧的产氢产乙酸细菌将上阶段的产物进一步利用，生成乙酸和H2、CO2；同时同型乙酸细菌将H2和CO2合成乙酸，有时也将乙酸分解成H2和CO2。甲烷化阶段产甲烷菌（最严格的专性厌氧菌）利用乙酸、H2、CO2和一碳化合物产生CH4。转化的途径为：CH3COOHCH4+CO2CO2+4H2CH4+2H2O上述阶段不再象以前认为的那样是简单的接续关系，而是一个复杂平衡的生态系统，存在着互生、共生关系。