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2024-05-21
普羅生物
1537
在無(wú)氧條件下，兼性菌和厭氧細(xì)菌能夠?qū)?fù)雜大分子有機(jī)物分解為CH4、CO2、無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和腐殖質(zhì)等簡(jiǎn)單化合物，其過(guò)程分為四個(gè)階段。
圖1 厭氧消化四階段理論示意圖
第一階段：水解和發(fā)酵性細(xì)菌群將復(fù)雜有機(jī)物（如纖維素、淀粉等）水解為單糖，再酵解為丙酮酸；將蛋白質(zhì)水解為氨基酸，脫氨基成有機(jī)酸和氨；脂質(zhì)水解為各種低級(jí)脂肪酸和醇。
第二階段：產(chǎn)氫和產(chǎn)乙酸細(xì)菌群把第一階段的產(chǎn)物進(jìn)一步分解為乙酸和H2。
第三階段：同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌將H2和CO2轉(zhuǎn)化為乙酸。
第四階段：專性厭氧產(chǎn)甲烷菌群將H2和CO2或CO合成CH4；將乙酸脫羧生成CH4和CO2，或利用甲酸、甲醇、及甲基胺裂解為CH4。
圖2 電鏡下的甲烷絲菌
上述階段的反應(yīng)速度依廢水性質(zhì)而異，對(duì)含纖維素、半纖維素、果膠和脂類等污染物為主的廢水，水解階段為限速步驟；簡(jiǎn)單的糖類、淀粉、氨基酸和一般的蛋白質(zhì)均能被微生物迅速分解，對(duì)含這類有機(jī)物為主的廢水，產(chǎn)甲烷階段通常成為限速步驟。
在厭氧反應(yīng)器中，以上四個(gè)階段同時(shí)進(jìn)行并保持某種程度的動(dòng)態(tài)平衡，這種平衡一旦被pH值、溫度、有機(jī)負(fù)荷等外加因素破壞，會(huì)首先使產(chǎn)甲烷階段受到抑制，最終導(dǎo)致低級(jí)脂肪酸的積累和厭氧進(jìn)程的異常變化。
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