淺談UASB厭氧反響器厭氧反響的四個階段

 

UASB厭氧反響器的原理 在UASB反響器中，廢水被盡可能均勻的引進反響器的底部，污水向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反響發生在廢水和污泥顆粒接觸的進程中。在厭氧狀態下發生的沼氣(主要是甲烷和二氧化碳)引起了內部的循環，這有利于顆粒污泥的構成和維持。 在污泥層構成的一些氣體附著在污泥顆粒上，向反響器***部上升，上升到表面的污泥撞擊三相分離器氣體發射板的底部，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡開釋后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，而氣體則被收集到三相分離器的集氣室。

 

厭氧反響的四個階段

 

1、水解反響

 

水解可界說為復雜的非溶解性的聚合物被轉化成簡略的溶解性單體和二聚體的進程。水解反響針對不同的廢水類型差別很***，這要取決于胞外酶能否有用的接觸到底物。因而，***的顆粒比小顆粒底物要難降解許多，比如造紙廢水、印染廢水和制藥廢水的木質素、***分子纖維素就很難水解。

水解速度的可由以下動力學方程加以描述：

ρ=ρo/(1+Kh.T)

ρ ——可降解的非溶解性底物濃度（g/l）；

ρo———非溶解性底物的初始濃度（g/l）；

Kh——水解常數（d－1）；

T——停留時間（d）。

 

2、發酵酸化反響

 

發酵可以被界說為有機化合物既作為電子受體也作為電子供體的生物降解進程，在此進程中有機物被轉化成以揮發性脂肪酸為主的末端產品。酸化進程是由***量的、多種多樣的發酵細菌來完成的，在這些細菌中***部分是專性厭氧菌，只有1%是兼性厭氧菌，但正是這1%的兼性菌在反響器遭到氧氣的沖擊時，能迅速消耗掉這些氧氣，堅持廢水低的氧化復原電位，一起也保護了產甲烷菌的運行條件。

 

3、產乙酸反響

 

發酵階段的產品揮發性脂肪酸VFA在產乙酸階段進一步降解成乙酸，其常用反響式如以下幾種：

CH3CHOHCOO-+2H2O —> CH3COO-+HCO3-+H++2H2 ΔG’0=-4.2KJ/MOL

CH3CH2OH+H2O－> CH3COO-+H++2H2O ΔG’0=9.6KJ/MOL

CH3CH2CH2COO-+2H2O－> 2CH3COO-+H++2H2 ΔG’0=48.1KJ/MOL

CH3CH2COO-+3H2O－> CH3COO-+HCO3-+H++3H2 ΔG’0=76.1KJ/MOL

4CH3OH+2CO2－> 3CH3COO-+2H2O ΔG’0=-2.9KJ/MOL

2HCO3-+4H2+H+－>CH3COO-+4H2O ΔG’0=-70.3KJ/MOL

 

4、產甲烷反響

 

在厭氧反響中，***約有70%左右的甲烷由乙酸歧化菌發生，這也是這幾個階段中遵從莫諾方程反響的階段。另一類發生甲烷的微生物是由氫氣和二氧化碳構成的。在正常條件下，他們***約占30%左右。其間約有一般的嗜氫細菌也能使用甲酸發生甲烷。主要的產甲烷進程反響有：

CH3COO-+H2O－>CH4+HCO3- ΔG’0=-31.0KJ/MOL

HCO3-+H++4H2－>CH4+3H2O ΔG’0=-135.6KJ/MOL

4CH3OH－>3CH4+CO2+2H2O ΔG’0=-312KJ/MOL

4HCOO-+2H+－>CH4+CO2+2HCO3- ΔG’0=-32.9KJ/MOL