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　 在生物處置中，廢水中的有機物作為微生物的營養(yǎng)源被微生物應用，最終降解為穩(wěn)定的無機物或降解細胞物質而以污泥物態(tài)由水中別離，從而使廢水得到凈化。在好氧處置工藝中，微生物經過應用氧氣將有機污染物氧化為CO2和微生物的細胞物質(污泥)。隨著氧化降解過程，大量能量被釋放，用于微生物降解有機物轉化為細胞物質，即好氧污泥;而厭氧處置工藝則是在無氧的條件下，大多數有機污染物的能量轉化為甲烷的方式，結果只要很少局部用于降解細胞物質，而產生的沼氣可作為熱能被再應用。因而從生物反響的原理上，顯而易見，厭氧處置存在很大的優(yōu)勢。

　　整個厭氧過程分為水解、發(fā)酵、產乙酸產氫階段、產甲烷階段。

　　1.水解階段

　　高分子有機物因相對分子量宏大，不能透過細胞膜，因而不可能為細菌直接應用。因而它們在第一階段被細菌胞外酶降解為小分子。例如纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，淀粉被淀粉酶降解麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被蛋白酶降解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產物可以溶解于水并透過細胞膜為細菌所應用。

　　2.發(fā)酵(或酸化)階段

　　在這一階段，上述小分子的化合物在發(fā)酵細菌(即酸化菌)的細胞內轉化為更為簡單的化合物并分泌到細胞外。這一階段的主要產物有揮發(fā)性脂肪酸(簡寫為VFA)、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等。與此同時，酸化細菌也應用局部物質降解新的細胞物質，因而未經酸化廢水厭氧處置時會產生更多的剩余污泥。酸化菌對pH有很大的容忍性，產酸可在pH到4的條件下實行，產甲烷菌則有它本人的最佳pH：6.5～7.5，超出這個范圍則轉化速度將減慢。同時能夠查看中國污水處置工程網更多技術文檔。

　　3.產乙酸產氫階段

　　在此階段，上一階段的產物被進一步降解為乙酸(又稱醋酸)、氫和二氧化碳，這是最終產甲烷反響的反響底物。

　　4.產甲烷階段(最高的階段)

　　產甲烷菌是一種嚴厲的厭氧微生物，與其它厭氧菌比擬，其氧化復原電位十分低(<-330mV)。

　　【有機污水處置工藝技術特性】

　　1、無需曝氣，儉省用電。理論上講，好氧曝氣去除1kgBOD需求耗電1.67kWh,而經過厭氧處置，能夠節(jié)約電耗80%。

　　2、產生有價值的能源——沼氣。理論上講，厭氧降解1kgCOD能夠產生0.4～0.5m3沼氣，每m3沼氣的熄滅熱值大約為23000～27000kJ/ m3,如用于發(fā)電，1立方米沼氣可發(fā)電1.50～1.80度。

　　3、產生污泥量少，顆粒污泥同時是有價值的接種產品。通常好氧去除1kgBOD產生0.4kg很難處置的好氧污泥;而厭氧去除1kgCOD只產生0.05kg左右的厭氧污泥，而且無需處置，能夠作為有價值的種泥商品。

　　4、由于降解重生細胞少，降解細胞所需的氮、磷營養(yǎng)鹽也少。好氧反響對氮、磷的需求比例是：BOD:N:P=100:5:1,而厭氧反響對應的比例為：BOD:N:P=300:5:1。

　　5、處置容積負荷高，占地小。

　　6、抗沖擊負荷性強。

　　7、普通好氧法處置氨氮大約在30%左右，而好氧與厭氧分離氨氮的處置才能能夠到達80%左右。

　　固然厭氧在處置高濃度有機廢水方面具有較大優(yōu)勢,但是它同時也存在一定的缺陷,如運轉啟動時間較長,需求較高的管理程度,容易產生臭味，特別是關于范圍較小的工業(yè)處置工程更是如此。但是在厭氧反響中能夠放棄反響時間長、控制條件請求高的甲烷發(fā)酵階段，將反響控制在酸化階段，這樣較之全過程的厭氧反響具有以下優(yōu)點：

　　(1)由于反響控制在水解、酸化階段反響疾速，故水解池體積小;

　　(2)不需求搜集產生的沼氣，簡化了卻構，降低了造價，便于維護;

　　(3)關于污泥的降解功用完整和消化池一樣，產生的剩余污泥量少。

　　(4)油脂分子在水解酶作用下生成甘油與脂肪酸，大分子有機物被降解為小分子物質，經水解反響后廢水中的溶解性COD增加，可生化性進步，有利于微生物對基質的攝取，在微生物的代謝過程中減少了一個重要環(huán)節(jié)，這將加速有機物的降解，為后續(xù)生物處置發(fā)明更為有利的條件。

　　微生物的固定化技術：

　　一、 固定化微生物

　　以與固定化酶相同的固定辦法將酶生機強的微生物體固定在載體上，微生物體自身是多酶體系的固定化載體，將整個細胞固定化更有利于堅持其原有活性，以至可進步活性。有死細胞固定化和生長細胞固定化兩種。

　　二、 固定化微生物的特性

　　固定化微生物普遍比未固定化的微生物性能好、穩(wěn)定、降解有機物性才能強、耐毒、抗雜菌、耐沖擊負荷。將固定化微生物制備成顆粒狀、膜狀和包埋制成凝膠，充填到反響器中用于連續(xù)流運轉，微生物不會流失。

　　三、 固定化微生物的固定辦法

　　固定化辦法有載體分離法、交聯法、包埋法、逆膠束酶反響系統(tǒng)和孔網狀載體截陷固定技術。

　　1、 載體分離法。

　　以共價分離、離子分離和物理吸附等將微生物固定在非水溶性的載體上。載體有葡聚糖、活性炭、膠原、瓊脂糖、多孔玻璃珠、高嶺土、硅膠、氧化鋁、羧甲基纖維素等。在生活和工業(yè)污水處理中，這種固定方式請求生物膜載體外表具某種活性基團，通?？蓪d體外表實行改性，到達攜帶活性基的目的。

　　2、 交聯法

　　將微生物與2個或2個以上的官能團的試劑反響構成共價鍵的固定辦法。交聯劑有：戊二醇、雙重氮聯苯胺和六亞甲基二異氰酸酯。細胞間自交聯是自然界普遍存在的一種現象，如活性污泥系統(tǒng)中菌膠團的構成以及厭氧污泥床中顆粒污泥的產生均是經過細胞間自交聯完成的。為了進一步強化細胞間或酶間的這種自交聯水平，能夠以為的參加一些交聯劑構成細胞間的穩(wěn)定分離。交聯劑在活性污泥系統(tǒng)中也有應用，有時以為地向曝氣池內投加一定量的交聯劑能得到更好的菌膠團，它有利于二沉池中泥水別離及有助于控制曝氣池內微生物濃度。同時能夠查看中國污水處置工程網更多技術文檔。

　　3、 包埋法。

　　將微生物包埋在凝膠微小格子中，或者將微生物包裹在半透性的聚合物膜內的固定辦法。格子型的包埋資料：聚丙烯酰胺(PACAM)凝膠、聚乙烯醇(PVA)、瓊脂、硅膠等。微膠囊型的包埋資料有尼龍、乙基纖維素和硝酸纖維素。包埋技術是經過某些多聚體化合物包裹微生物，從而到達固定微生物的目的。它有兩大特性，一是可快速、簡捷地取得固定微生物;二是能夠選擇性地同時固定不同菌屬的微生物。目前，該種技術在文獻中已有大量報道，特別是在生物工程范疇。由于研討目的的不同，所選用的多聚體包埋劑也不盡相同。在污水生物處置中，人們應用較多的包埋劑為PVA及海藻酸等。經過多聚體包埋處置后的微生物分別于多聚體骨架內，能夠將它們制成顆?；蚍綁K狀等不同外形的資料。值得強調的是，多聚體在包埋處置了微生物后，普通其機械強度不夠理想，加之微生物在包埋體的增長，使的包埋體的破損率較高。這些無疑在一定水平上限制了多聚體包埋技術在污水生物處置中的大范圍應用