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　 在生物處置中，廢水中的有機(jī)物作為微生物的營(yíng)養(yǎng)源被微生物應(yīng)用，最終降解為穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物或降解細(xì)胞物質(zhì)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(jīng)過(guò)應(yīng)用氧氣將有機(jī)污染物氧化為CO2和微生物的細(xì)胞物質(zhì)(污泥)。隨著氧化降解過(guò)程，大量能量被釋放，用于微生物降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為細(xì)胞物質(zhì)，即好氧污泥;而厭氧處置工藝則是在無(wú)氧的條件下，大多數(shù)有機(jī)污染物的能量轉(zhuǎn)化為甲烷的方式，結(jié)果只要很少局部用于降解細(xì)胞物質(zhì)，而產(chǎn)生的沼氣可作為熱能被再應(yīng)用。因而從生物反響的原理上，顯而易見(jiàn)，厭氧處置存在很大的優(yōu)勢(shì)。

　　整個(gè)厭氧過(guò)程分為水解、發(fā)酵、產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段、產(chǎn)甲烷階段。

　　1.水解階段

　　高分子有機(jī)物因相對(duì)分子量宏大，不能透過(guò)細(xì)胞膜，因而不可能為細(xì)菌直接應(yīng)用。因而它們?cè)诘谝浑A段被細(xì)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(zhì)被蛋白酶降解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產(chǎn)物可以溶解于水并透過(guò)細(xì)胞膜為細(xì)菌所應(yīng)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(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。這一階段的主要產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸(簡(jiǎn)寫(xiě)為VFA)、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等。與此同時(shí)，酸化細(xì)菌也應(yīng)用局部物質(zhì)降解新的細(xì)胞物質(zhì)，因而未經(jīng)酸化廢水厭氧處置時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的剩余污泥。酸化菌對(duì)pH有很大的容忍性，產(chǎn)酸可在pH到4的條件下實(shí)行，產(chǎn)甲烷菌則有它本人的最佳pH：6.5～7.5，超出這個(gè)范圍則轉(zhuǎn)化速度將減慢。同時(shí)能夠查看中國(guó)污水處置工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。

　　3.產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段

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

　　4.產(chǎn)甲烷階段(最高的階段)

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

　　【有機(jī)污水處置工藝技術(shù)特性】

　　1、無(wú)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(jīng)過(guò)厭氧處置，能夠節(jié)約電耗80%。

　　2、產(chǎn)生有價(jià)值的能源——沼氣。理論上講，厭氧降解1kgCOD能夠產(chǎn)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(chǎn)生污泥量少，顆粒污泥同時(shí)是有價(jià)值的接種產(chǎn)品。通常好氧去除1kgBOD產(chǎn)生0.4kg很難處置的好氧污泥;而厭氧去除1kgCOD只產(chǎn)生0.05kg左右的厭氧污泥，而且無(wú)需處置，能夠作為有價(jià)值的種泥商品。

　　4、由于降解重生細(xì)胞少，降解細(xì)胞所需的氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽也少。好氧反響對(duì)氮、磷的需求比例是：BOD:N:P=100:5:1,而厭氧反響對(duì)應(yīng)的比例為：BOD:N:P=300:5:1。

　　5、處置容積負(fù)荷高，占地小。

　　6、抗沖擊負(fù)荷性強(qiáng)。

　　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(dá)80%左右。

　　固然厭氧在處置高濃度有機(jī)廢水方面具有較大優(yōu)勢(shì),但是它同時(shí)也存在一定的缺陷,如運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng),需求較高的管理程度,容易產(chǎn)生臭味，特別是關(guān)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(shí)間長(zhǎng)、控制條件請(qǐng)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(guò)程的厭氧反響具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　(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(chǎn)生的沼氣，簡(jiǎn)化了卻構(gòu)，降低了造價(jià)，便于維護(hù);

　　(3)關(guān)于污泥的降解功用完整和消化池一樣，產(chǎn)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(jī)物被降解為小分子物質(zhì)，經(jīng)水解反響后廢水中的溶解性COD增加，可生化性進(jìn)步，有利于微生物對(duì)基質(zhì)的攝取，在微生物的代謝過(guò)程中減少了一個(gè)重要環(huán)節(jié)，這將加速有機(jī)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(shù)：

　　一、 固定化微生物

　　以與固定化酶相同的固定辦法將酶生機(jī)強(qiáng)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(gè)細(xì)胞固定化更有利于堅(jiān)持其原有活性，以至可進(jìn)步活性。有死細(xì)胞固定化和生長(zhǎng)細(xì)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(jī)物性才能強(qiáng)、耐毒、抗雜菌、耐沖擊負(fù)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(yùn)轉(zhuǎn)，微生物不會(huì)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(lián)法、包埋法、逆膠束酶反響系統(tǒng)和孔網(wǎng)狀載體截陷固定技術(shù)。

　　1、 載體分離法。

　　以共價(jià)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(qǐng)求生物膜載體外表具某種活性基團(tuán)，通常可對(duì)載體外表實(shí)行改性，到達(dá)攜帶活性基的目的。

　　2、 交聯(lián)法

　　將微生物與2個(gè)或2個(gè)以上的官能團(tuán)的試劑反響構(gòu)成共價(jià)鍵的固定辦法。交聯(lián)劑有：戊二醇、雙重氮聯(lián)苯胺和六亞甲基二異氰酸酯。細(xì)胞間自交聯(lián)是自然界普遍存在的一種現(xiàn)象，如活性污泥系統(tǒng)中菌膠團(tuán)的構(gòu)成以及厭氧污泥床中顆粒污泥的產(chǎn)生均是經(jīng)過(guò)細(xì)胞間自交聯(lián)完成的。為了進(jìn)一步強(qiáng)化細(xì)胞間或酶間的這種自交聯(lián)水平，能夠以為的參加一些交聯(lián)劑構(gòu)成細(xì)胞間的穩(wěn)定分離。交聯(lián)劑在活性污泥系統(tǒng)中也有應(yīng)用，有時(shí)以為地向曝氣池內(nèi)投加一定量的交聯(lián)劑能得到更好的菌膠團(tuán)，它有利于二沉池中泥水別離及有助于控制曝氣池內(nèi)微生物濃度。同時(shí)能夠查看中國(guó)污水處置工程網(wǎng)更多技術(shù)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(nèi)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(shù)是經(jīng)過(guò)某些多聚體化合物包裹微生物，從而到達(dá)固定微生物的目的。它有兩大特性，一是可快速、簡(jiǎn)捷地取得固定微生物;二是能夠選擇性地同時(shí)固定不同菌屬的微生物。目前，該種技術(shù)在文獻(xiàn)中已有大量報(bào)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(yīng)用較多的包埋劑為PVA及海藻酸等。經(jīng)過(guò)多聚體包埋處置后的微生物分別于多聚體骨架內(nèi)，能夠?qū)⑺鼈冎瞥深w?；蚍綁K狀等不同外形的資料。值得強(qiáng)調(diào)的是，多聚體在包埋處置了微生物后，普通其機(jī)械強(qiáng)度不夠理想，加之微生物在包埋體的增長(zhǎng)，使的包埋體的破損率較高。這些無(wú)疑在一定水平上限制了多聚體包埋技術(shù)在污水生物處置中的大范圍應(yīng)用