Page 245 - 污水处理技术及工程应用

第八章 污水处理的综合系统设置

二、技术原理

( 一)厌氧—人工湿地系统的工作原理

在厌氧过程原理方面,认为对厌氧过程原理更全面、更准确的描述是三阶段
和四阶段理论.
２０ 世纪 ７０ 年代,布莱恩特发现它最初被认为是一种叫做 “ 嗅觉产甲烷菌”
的细菌.事实上,它是由两种细菌组成的.一种细菌首先将乙醇氧化为乙酸和
氢,另一种细菌利用氢和二氧化碳生成甲烷,因此,提出了 “ 三阶段理论”.
三阶段理论: １ 水解发酵阶段. ２ 产氢和乙酸阶段:产氢和乙酸的细菌将
丙酸、丁酸和乙醇等转化为乙酸、氢和二氧化碳. ３ 产甲烷阶段:产甲烷菌利
用乙酸、氢气和二氧化碳生成甲烷.一般认为,大约 ７０％ 的甲烷是在厌氧生物
处理过程中由乙酸分解产生的,其余的甲烷是由氢气和二氧化碳产生的.
四阶段理论 ( 四菌群理论):同型乙酸产生菌,将氢气和二氧化碳合成乙酸.
然而,事实上,这部分醋酸只占总醋酸的 ５％ .
厌氧生物处理技术是我国控制水污染的重要手段.目前,我国主要水污染物
为有机污染物和营养元素氮、磷;目前的情况是:能源价格昂贵,土地价格急剧
上涨,剩余污泥处理成本不断增加.厌氧工艺的突出优点是可以将有机污染物转
化为沼气,以低能耗、高有机负荷和少用地的方式使用;污泥产量小,剩余污泥
处理成本低.
厌氧消化过程中的主要微生物包括发酵菌 ( 产酸菌)、产氢和乙酸菌、产甲
烷菌等.
发酵菌 ( 产酸菌)的主要功能:水解———在胞外酶的作用下,将不溶性有机
物水解成可溶性有机物;酸化———将可溶性高分子有机物转化为脂肪酸、醇等.
主要细菌:梭菌、类杆菌、丁酸弧菌、双歧杆菌等;水解过程缓慢,受许多因素
( H 、有机物类型等)影响,有时限制厌氧反应速率的阶段也会发生变化.产酸
p
反应速度快;大多数是厌氧的,大部分是兼性厌氧菌;根据其功能可分为纤维素
降解菌、半纤维素降解菌、淀粉降解菌、蛋白质降解菌、脂肪降解菌等.
产甲烷菌: Hun g atem pp 在 ２０ 世纪 ６０ 年代开创了严格的厌氧微生物培养技
术.主要功能:将产氢和乙酸细菌产生的乙酸和氢二氧化碳转化为甲烷和二氧化
碳,使厌氧消化过程顺利进行.一般来说,产甲烷菌可分为两类:乙酸型和氢
型.一般来说,乙酸营养型产甲烷菌种类很少,只有甲烷八叠球菌和甲烷酵母

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