產(chǎn)乙酸反應(yīng)階段

  產(chǎn)乙酸，顧名思義就是末端產(chǎn)物為乙酸。在發(fā)酵酸化反應(yīng)階段我們提到由于底物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的差別，經(jīng)過反應(yīng)之后末端產(chǎn)物是不同的。發(fā)酵酸化已經(jīng)有部分乙酸生成，但還會(huì)伴有其他物質(zhì)，比如丁酸、乳酸等。乙酸菌具有將他們進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成乙酸、氫氣和二氧化碳的功能，近些年來研究所發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)乙酸菌種類很多，主要有互營(yíng)單孢菌屬(Syntrophomonas)、互營(yíng)桿菌屬 (Syntrophobacter) 、暗桿菌屬(Pelobscter)、梭菌屬(Clostridium)等。因?yàn)橥耆珔捬醴磻?yīng)的產(chǎn)甲烷過程只能利用一種底物，那就是乙酸，所以必須把全部的有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為乙酸。而并不是只有有機(jī)酸分子可以轉(zhuǎn)化為乙酸，還有碳酸和甲醇，用方程表示為 :

2HCO, +4H?+H+_→ CH?COOH+4H? O

4CH;OH+2CO2->3CHCOOH+H?O

  乙醇、丁酸和丙酸在形成乙酸的反應(yīng)過程中要求反應(yīng)器中氫的分壓很低，否則反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行。當(dāng)氫分壓低至能將反應(yīng)導(dǎo)向生成乙酸時(shí)，反應(yīng)將釋放一定的能量。而碳酸和乙醇在反應(yīng)產(chǎn)生乙酸時(shí)需要消耗一定的能量?？梢哉f產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌是絕對(duì)厭氧菌或是兼性厭氧菌。另外產(chǎn)乙酸反應(yīng)除了能產(chǎn)生乙酸外，還會(huì)產(chǎn)生氫氣，如果不能及時(shí)將反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣有效利用或消耗的話，就會(huì)影響產(chǎn)乙酸反應(yīng)的正常進(jìn)行，甚至是停止。產(chǎn)甲烷反應(yīng)是消耗氫的反應(yīng)，所以能否高效進(jìn)行產(chǎn)乙酸反應(yīng)，可以利用高效產(chǎn)甲烷反應(yīng)來保證。

  有研究測(cè)算，產(chǎn)酸過程中所產(chǎn)生的氫從產(chǎn)生到被消耗平均移動(dòng)距離為 0.1mm，這個(gè)距離恰恰在絮體污泥或顆粒污泥的范圍之內(nèi)，這表明在污泥中，特別是厭氧的顆粒污泥中形成了一個(gè)良好的微生態(tài)系，即產(chǎn)乙酸菌會(huì)靠近可以消耗氫的細(xì)菌生長(zhǎng)，而需要利用氫的細(xì)菌就會(huì)靠近產(chǎn)生氫的產(chǎn)酸菌和產(chǎn)乙酸菌生長(zhǎng)，這樣就形成了一種互利共生的生態(tài)關(guān)系。

  如果每一個(gè)聚集的細(xì)菌群體內(nèi)都包含有嗜氫菌和產(chǎn)氫菌(即產(chǎn)甲烷菌和產(chǎn)氫菌)，且兩類細(xì)菌能夠在氫的產(chǎn)生與利用上達(dá)到平衡，那么氫的傳遞效率就可以大大地提高。一個(gè)細(xì)菌的聚集體內(nèi)細(xì)菌之間的距離只有分散時(shí)細(xì)菌間距離的幾十分之一到幾百分之一。所以氫的傳遞速率可以獲得幾十倍甚至幾百倍的提高。這就是顆粒污泥的凈化效率和污染負(fù)荷可以大大提高的理論依據(jù)。因此，一個(gè)具有多種功能的細(xì)菌的聚集體形成一個(gè)穩(wěn)定的微生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)于提高厭氧反應(yīng)器的凈化效率是非常重要的，即在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)如何引導(dǎo)其形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的顆粒污泥是提高反應(yīng)器效率的關(guān)鍵。

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