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　 在生物处置中，废水中的有机物作为微生物的营养源被微生物应用，最终降解为稳定的无机物或降解细胞物质而以污泥物态由水中别离，从而使废水得到净化。在好氧处置工艺中，微生物经过应用氧气将有机污染物氧化为CO2和微生物的细胞物质(污泥)。随着氧化降解过程，大量能量被释放，用于微生物降解有机物转化为细胞物质，即好氧污泥;而厌氧处置工艺则是在无氧的条件下，大多数有机污染物的能量转化为甲烷的方式，结果只要很少局部用于降解细胞物质，而产生的沼气可作为热能被再应用。因而从生物反响的原理上，显而易见，厌氧处置存在很大的优势。

　　整个厌氧过程分为水解、发酵、产乙酸产氢阶段、产甲烷阶段。

　　1.水解阶段

　　高分子有机物因相对分子量宏大，不能透过细胞膜，因而不可能为细菌直接应用。因而它们在第一阶段被细菌胞外酶降解为小分子。例如纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，淀粉被淀粉酶降解麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白酶降解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物可以溶解于水并透过细胞膜为细菌所应用。

　　2.发酵(或酸化)阶段

　　在这一阶段，上述小分子的化合物在发酵细菌(即酸化菌)的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸(简写为VFA)、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等。与此同时，酸化细菌也应用局部物质降解新的细胞物质，因而未经酸化废水厌氧处置时会产生更多的剩余污泥。酸化菌对pH有很大的容忍性，产酸可在pH到4的条件下实行，产甲烷菌则有它本人的最佳pH：6.5～7.5，超出这个范围则转化速度将减慢。同时能够查看中国污水处置工程网更多技术文档。

　　3.产乙酸产氢阶段

　　在此阶段，上一阶段的产物被进一步降解为乙酸(又称醋酸)、氢和二氧化碳，这是最终产甲烷反响的反响底物。

　　4.产甲烷阶段(最高的阶段)

　　产甲烷菌是一种严厉的厌氧微生物，与其它厌氧菌比拟，其氧化复原电位十分低(<-330mV)。

　　【有机污水处置工艺技术特性】

　　1、无需曝气，俭省用电。理论上讲，好氧曝气去除1kgBOD需求耗电1.67kWh,而经过厌氧处置，能够节约电耗80%。

　　2、产生有价值的能源——沼气。理论上讲，厌氧降解1kgCOD能够产生0.4～0.5m3沼气，每m3沼气的熄灭热值大约为23000～27000kJ/ m3,如用于发电，1立方米沼气可发电1.50～1.80度。

　　3、产生污泥量少，颗粒污泥同时是有价值的接种产品。通常好氧去除1kgBOD产生0.4kg很难处置的好氧污泥;而厌氧去除1kgCOD只产生0.05kg左右的厌氧污泥，而且无需处置，能够作为有价值的种泥商品。

　　4、由于降解重生细胞少，降解细胞所需的氮、磷营养盐也少。好氧反响对氮、磷的需求比例是：BOD:N:P=100:5:1,而厌氧反响对应的比例为：BOD:N:P=300:5:1。

　　5、处置容积负荷高，占地小。

　　6、抗冲击负荷性强。

　　7、普通好氧法处置氨氮大约在30%左右，而好氧与厌氧分离氨氮的处置才能能够到达80%左右。

　　固然厌氧在处置高浓度有机废水方面具有较大优势,但是它同时也存在一定的缺陷,如运转启动时间较长,需求较高的管理程度,容易产生臭味，特别是关于范围较小的工业处置工程更是如此。但是在厌氧反响中能够放弃反响时间长、控制条件请求高的甲烷发酵阶段，将反响控制在酸化阶段，这样较之全过程的厌氧反响具有以下优点：

　　(1)由于反响控制在水解、酸化阶段反响疾速，故水解池体积小;

　　(2)不需求搜集产生的沼气，简化了却构，降低了造价，便于维护;

　　(3)关于污泥的降解功用完整和消化池一样，产生的剩余污泥量少。

　　(4)油脂分子在水解酶作用下生成甘油与脂肪酸，大分子有机物被降解为小分子物质，经水解反响后废水中的溶解性COD增加，可生化性进步，有利于微生物对基质的摄取，在微生物的代谢过程中减少了一个重要环节，这将加速有机物的降解，为后续生物处置发明更为有利的条件。

　　微生物的固定化技术：

　　一、 固定化微生物

　　以与固定化酶相同的固定办法将酶生机强的微生物体固定在载体上，微生物体自身是多酶体系的固定化载体，将整个细胞固定化更有利于坚持其原有活性，以至可进步活性。有死细胞固定化和生长细胞固定化两种。

　　二、 固定化微生物的特性

　　固定化微生物普遍比未固定化的微生物性能好、稳定、降解有机物性才能强、耐毒、抗杂菌、耐冲击负荷。将固定化微生物制备成颗粒状、膜状和包埋制成凝胶，充填到反响器中用于连续流运转，微生物不会流失。

　　三、 固定化微生物的固定办法

　　固定化办法有载体分离法、交联法、包埋法、逆胶束酶反响系统和孔网状载体截陷固定技术。

　　1、 载体分离法。

　　以共价分离、离子分离和物理吸附等将微生物固定在非水溶性的载体上。载体有葡聚糖、活性炭、胶原、琼脂糖、多孔玻璃珠、高岭土、硅胶、氧化铝、羧甲基纤维素等。在生活和工业污水处理中，这种固定方式请求生物膜载体外表具某种活性基团，通常可对载体外表实行改性，到达携带活性基的目的。

　　2、 交联法

　　将微生物与2个或2个以上的官能团的试剂反响构成共价键的固定办法。交联剂有：戊二醇、双重氮联苯胺和六亚甲基二异氰酸酯。细胞间自交联是自然界普遍存在的一种现象，如活性污泥系统中菌胶团的构成以及厌氧污泥床中颗粒污泥的产生均是经过细胞间自交联完成的。为了进一步强化细胞间或酶间的这种自交联水平，能够以为的参加一些交联剂构成细胞间的稳定分离。交联剂在活性污泥系统中也有应用，有时以为地向曝气池内投加一定量的交联剂能得到更好的菌胶团，它有利于二沉池中泥水别离及有助于控制曝气池内微生物浓度。同时能够查看中国污水处置工程网更多技术文档。

　　3、 包埋法。

　　将微生物包埋在凝胶微小格子中，或者将微生物包裹在半透性的聚合物膜内的固定办法。格子型的包埋资料：聚丙烯酰胺(PACAM)凝胶、聚乙烯醇(PVA)、琼脂、硅胶等。微胶囊型的包埋资料有尼龙、乙基纤维素和硝酸纤维素。包埋技术是经过某些多聚体化合物包裹微生物，从而到达固定微生物的目的。它有两大特性，一是可快速、简捷地取得固定微生物;二是能够选择性地同时固定不同菌属的微生物。目前，该种技术在文献中已有大量报道，特别是在生物工程范畴。由于研讨目的的不同，所选用的多聚体包埋剂也不尽相同。在污水生物处置中，人们应用较多的包埋剂为PVA及海藻酸等。经过多聚体包埋处置后的微生物分别于多聚体骨架内，能够将它们制成颗粒或方块状等不同外形的资料。值得强调的是，多聚体在包埋处置了微生物后，普通其机械强度不够理想，加之微生物在包埋体的增长，使的包埋体的破损率较高。这些无疑在一定水平上限制了多聚体包埋技术在污水生物处置中的大范围应用