厭氧生物法是一種既節(jié)能又產(chǎn)能的廢水處理工藝。隨著工業(yè)飛速發(fā)展和人口不斷增加，能源、資源和環(huán)境問題日趨嚴(yán)重，人們認(rèn)識到采用厭氧生物處理工藝處理有機(jī)廢水和有機(jī)廢物的重要性，經(jīng)過各國學(xué)者的不斷研究和所取得的進(jìn)展，厭氧生物法不僅可處理高濃度有機(jī)廢水，而且能處理中低濃度的有機(jī)廢水，是符合可持續(xù)發(fā)展原則的治理廢水途徑。

厭氧生物處理理論發(fā)展：

厭氧消化的階段性：

厭氧消化過程是一個(gè)連續(xù)的微生物學(xué)過程，根據(jù)所含微生物的種屬及其反應(yīng)特征的不同，可分為幾個(gè)主要階段，每個(gè)階段的微生物種群不完全相同，有其各自的明顯特征。厭氧消化的過程先后提出了兩階段、三階段和四階段理論。下面分別簡單加以介紹。

(1)兩階段理論

厭氧消化最早提出的是兩階段理論，這一理論認(rèn)為厭氧消化包括酸性發(fā)酵和產(chǎn)甲烷兩個(gè)階段。

酸性發(fā)酵階段是指微生物在分解有機(jī)物過程中產(chǎn)生大量的有機(jī)酸，主要是揮發(fā)性脂肪酸(VFA)和醇，使發(fā)酵環(huán)境中 pH值下降，呈現(xiàn)酸性。

產(chǎn)甲烷階段則是指微生物分解第一階段產(chǎn)生的有機(jī)酸和醇，通過無氧呼吸產(chǎn)生CH4、

CO2、HzS等，使發(fā)酵環(huán)境中 pH值上升，此時(shí)，水中的pH值可提高到7~8。參與這一階段的細(xì)菌為嚴(yán)格厭氧菌，主要是產(chǎn)甲烷細(xì)菌。因?yàn)楫a(chǎn)甲烷細(xì)菌代謝速率很慢，故這一階段需要較長的時(shí)間。

(2)三階段理論

在后來的研究中發(fā)現(xiàn)在酸性發(fā)酵階段中有較為明顯的產(chǎn)氫和產(chǎn)乙酸現(xiàn)象，故將這個(gè)階段獨(dú)立出來，分為三階段，即:水解酸化、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷。

(3)四階段理論

布萊恩特(Bryant)于1979年提出了四段理論，這一理論提出了一個(gè)獨(dú)立的同型產(chǎn)乙酸階段，目前應(yīng)用較多。

第一階段:水解酸化階段。這一階段是水解和發(fā)酵菌群將復(fù)雜有機(jī)物如纖維素、淀粉等水解為單糖后，再酵解為丙酮酸;將蛋白質(zhì)水

解為氨基酸，脫氨基成有機(jī)酸和氨;脂類水解為各種低級脂肪酸和醇，例如乙酸、丙酸、丁酸、長鏈脂肪酸、乙醇、二氧化碳、氫、氨和硫化氫等。

第二階段:產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。這一階段是產(chǎn)氫和產(chǎn)乙酸細(xì)菌把第一階段的產(chǎn)物進(jìn)一步分解為乙酸和氫氣。這一階段的微生物群落為產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸細(xì)菌，這群細(xì)菌只有少數(shù)被分離出來，此外，還有將第一階段發(fā)酵的三碳以上的有機(jī)酸、長鏈脂肪酸、芳香族酸及醇等分解為乙酸和氫氣的細(xì)菌和硫酸還原菌。

第三階段:同型產(chǎn)乙酸階段。這是同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌將H2和CO2轉(zhuǎn)化為乙酸的過程這一階段在厭氧消化中的作用目前仍在研究中。

第四階段:產(chǎn)甲烷階段。這一階段的微生物是兩組生理特性不同的專性厭氧的產(chǎn)甲烷菌群。一組是將O2和CO2合成CH4或CO和H2合成CH4；另一組是將乙酸脫羧生成CH4和CO2，或利用甲酸、甲醇、及甲基胺裂解為CH4。

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