第九章 厌氧生物处理.ppt

第九章厌氧生物处理
§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
厌氧发酵过程
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:
CH3COOH CH4 + CO2
CO2 + 4H2 CH4 + 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。