厌氧生物降解.pdf

长安大学水利与环境学院 一、厌氧生物处理 二、厌氧生物处理过程：酸性发酵、碱性发酵 兼性微生物在含微量氧的水中生存繁殖， 可把大分子有机物断裂成小分子有机物， 并进一步使这些小分子有机物转变成有 机酸,即所谓酸性发酵. 甲烷菌是绝对厌氧菌，只能在完全没有 氧的水中生存繁衍。它们能把有机酸进 一步分解为甲烷、CO 以及少量的NH 、 2 3 H S等气体产物，称为碱性发酵. 2 这两种微生物往往处于同一设施之中协同作用. 三、厌氧生物分解有机物的过程 两阶段: 液化(酸化) 液态污泥的pH迅速下降， 转化产物中有机酸是主体 消化过程 气化(甲烷化) 产生消化气，主体是CH4 三、厌氧生物分解有机物的过程 三阶段: 三、厌氧生物分解有机物的过程 三、厌氧生物分解有机物的过程 产甲烷过程由两组生理上不同的产甲烷菌完成， 一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组从乙酸 或乙酸盐脱羧产生甲烷，前者约占总量的l/3后者 约占2/3 。 上述三个阶段的反应速度依废水性质而异，在含 纤维素、半纤维素、果胶和脂类等污染物为主的 废水中，水解易成为速度限制步骤； 简单的糖类、淀粉、氨基酸和一般的蛋白质均能 被微生物迅速分解，对含这类有机物为主的废水， 产甲烷易成为限速阶段。 三、厌氧生物分解有机物的过程 厌氧生物处理可以分为4阶段： 三、厌氧生物分解有机物的过程 厌氧生物处理可以分为4阶段： 第一阶段为 水解阶段。复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞 外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物。 第二阶段为 发酵 （酸化）阶段。溶解性小分子有机物进入发酵 菌 （酸化菌）细胞内，在胞内酶作用下分解产生挥发性有机酸、 醇类、醛类等。这个阶段主要产生较高级脂肪酸。 第二阶段为 产氢产乙酸阶段。在产氢产乙酸细菌的作用下，第 一阶段产生的各种有机酸被分解转化成乙酸和H ，在降解奇数碳 2 素有机酸时还形成CO 。 2 第三阶段为 产甲烷阶段。产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO 和 2 H 等转化为甲烷。 2 四、厌氧消化微生物 1）发酵细菌 （产酸细菌）：主要包括梭菌属，拟杆菌属，丁酸 弧菌属等。这类细菌的主要功能是先通过胞内酶的作用将不溶性 有机物水解成可溶性有机物，再将可溶性大分子有机物转化成脂 肪酸、醇类等。 2 ）产氢产乙酸菌：主要包括互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌 属等，这类细菌能把各种挥发性脂肪酸降解为乙酸和氢气。产氢 气产乙酸菌可能是绝对厌氧菌或兼性厌氧菌。 3）产甲烷细菌：产甲烷菌大致可分为两类，一类主要利用乙酸 产生甲烷，另一类数量较少，利用氢气和二氧化碳的合成产生甲 烷。也有极少量细菌，既能利用乙酸，也能利用氢。产甲烷菌的 增殖速率慢，繁殖世代期长。 参与厌氧消化的微生物类群 参与厌氧消化的微生物类群 Ⅲ类微生物：产甲烷菌 （Methanogenic Bacteria or Methane-producing Bacteria）只能利用一碳单位的有 机物 （如甲酸、甲醇和H /CO 等）和唯一的二碳单位的 2 2 乙酸，将其转化为甲烷。该类微生物的生长速度很慢， 世代时间一般为3-5天，产甲烷菌代谢速度较慢，对环境 的敏感度比其他几类菌高。因此在通常情况下，厌氧消 化系统的启动过程即是产甲烷菌的适应和富集过程。因 此