一體化污水凈化器工廠
水解酸化工藝機理
水解酸化工藝是考慮到產(chǎn)甲烷菌與水解產(chǎn)酸菌生長速度不同,將厭氧處理控制在反應(yīng)時間段短的厭氧處理第1 階段,即在大量水解細(xì)菌、產(chǎn)酸菌作用下將不溶性有機物水解為溶解性有機物,將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)的過程。水解酸化工藝作為各種生化處理的預(yù)處理,可改進(jìn)廢水的可生化性,為廢水的有效處理創(chuàng)造良好的條件。厭氧生物降解的基本模式為水解階段,固體物質(zhì)降解為溶解性的物質(zhì),大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì);產(chǎn)酸階段,碳水化合物降解為短鏈的揮發(fā)性酸,主要是醋酸、丁酸和丙酸;甲烷化階段是整個厭氧消化過程的控制階段。
厭氧生化處理過程:高分子有機物的厭氧降解過程可以被分為四個階段:水解階段、發(fā)酵(或酸化)階段、產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。
1、水解階段
水解可定義為復(fù)雜的非溶解性的聚合物被轉(zhuǎn)化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。
2、發(fā)酵(或酸化)階段
發(fā)酵可定義為有機物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程,在此過程中溶解性有機物被轉(zhuǎn)化為以揮發(fā)性脂肪酸為主的末端產(chǎn)物,因此這一過程也稱為酸化。
3、產(chǎn)乙酸階段
在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下,上一階段的產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細(xì)胞物質(zhì)。
4、甲烷階段
這一階段,乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳和新的細(xì)胞物質(zhì)。
水解酸化分析
高分子有機物因相對分子量巨大,不能透過細(xì)胞膜,因此不可能為細(xì)菌直接利用。它們在水解階段被細(xì)菌胞外酶分解為小分子。例如,纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖,淀粉被*分解為麥芽糖和葡萄糖,蛋白質(zhì)被蛋白質(zhì)酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產(chǎn)物能夠溶解于水并透過細(xì)胞膜為細(xì)菌所利用。水解過程通常較緩慢,多種因素如溫度、有機物的組成、水解產(chǎn)物的濃度等可能影響水解的速度與水解的程度。
酸化階段,上述小分子的化合物在酸化菌的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更為簡單的化合物并分泌到細(xì)胞外。發(fā)酵細(xì)菌絕大多數(shù)是嚴(yán)格厭氧菌,但通常有約1%的兼性厭氧菌存在于厭氧環(huán)境中,這些兼性厭氧菌能夠起到保護嚴(yán)格厭氧菌免受氧的損害與抑制。這一階段的主要產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等,產(chǎn)物的組成取決于厭氧降解的條件、底物種類和參與酸化的微生物種群。
水解是指有機物進(jìn)入微生物細(xì)胞前、在胞外進(jìn)行的生物化學(xué)反應(yīng)。微生物通過釋放胞外自由酶或連接在細(xì)胞外壁上的固定酶來完成生物催化反應(yīng)。
酸化是一類典型的發(fā)酵過程,微生物的代謝產(chǎn)物主要是各種有機酸。
從機理上講,水解和酸化是厭氧消化過程的兩個階段,但不同的工藝水解酸化的處理目的不同。水解酸化-好氧生物處理工藝中的水解目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑杂袡C物,特別是工業(yè)廢水,主要將其中難生物降解的有機物轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到獾挠袡C物,提高廢水的可生化性,以利于后續(xù)的好氧處理??紤]到后續(xù)好氧處理的能耗問題,水解主要用于低濃度難降解廢水的預(yù)處理?;旌蠀捬跸に囍械乃馑峄哪康氖菫榛旌蠀捬跸^程的甲烷發(fā)酵提供底物。而兩項厭氧消化工藝中的產(chǎn)酸相是將混合厭氧消化中的產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分開,以創(chuàng)造各自的環(huán)境。
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