淺談UASB厭氧反響器厭氧反響的四個(gè)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(jìn)反響器的底部，污水向上通過(guò)包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反響發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的進(jìn)程中。在厭氧狀態(tài)下發(fā)生的沼氣(主要是甲烷和二氧化碳)引起了內(nèi)部的循環(huán)，這有利于顆粒污泥的構(gòu)成和維持。 在污泥層構(gòu)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(fā)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(gè)階段

 

1、水解反響

 

水解可界說(shuō)為復(fù)雜的非溶解性的聚合物被轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)略的溶解性單體和二聚體的進(jìn)程。水解反響針對(duì)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(zhì)素、***分子纖維素就很難水解。

水解速度的可由以下動(dòng)力學(xué)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(shù)（d－1）；

T——停留時(shí)間（d）。

 

2、發(fā)酵酸化反響

 

發(fā)酵可以被界說(shuō)為有機(jī)化合物既作為電子受體也作為電子供體的生物降解進(jìn)程，在此進(jìn)程中有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成以揮發(fā)性脂肪酸為主的末端產(chǎn)品。酸化進(jìn)程是由***量的、多種多樣的發(fā)酵細(xì)菌來(lái)完成的，在這些細(xì)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(shí)，能迅速消耗掉這些氧氣，堅(jiān)持廢水低的氧化復(fù)原電位，一起也保護(hù)了產(chǎn)甲烷菌的運(yùn)行條件。

 

3、產(chǎn)乙酸反響

 

發(fā)酵階段的產(chǎn)品揮發(fā)性脂肪酸VFA在產(chǎn)乙酸階段進(jìn)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(chǎn)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(fā)生，這也是這幾個(gè)階段中遵從莫諾方程反響的階段。另一類發(fā)生甲烷的微生物是由氫氣和二氧化碳構(gòu)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(xì)菌也能使用甲酸發(fā)生甲烷。主要的產(chǎn)甲烷進(jìn)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