纤维素水解,纤维素初步水解的二糖
在厌氧条件下,营造出适合厌氧微生物繁衍的养分及环境条件,便开启了有机物的厌氧生物处理过程,其最终产物包括甲烷和二氧化碳。
高分子有机物的厌氧降解过程被细分为四个连续阶段:首先是水解阶段,将复杂的非溶解性聚合物转化为简单的溶解性单体;接着是发酵(或酸化)阶段,此阶段中有机物既作为电子受体也作为电子供体进行生物降解,进而将溶解性有机物转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物;然后是产乙酸阶段,该阶段中,特定菌群作用下上一阶段的产物被进一步转化;最后是甲烷化阶段,该阶段将多种化合物转化为甲烷和新的细胞物质。
酸化池的运作基于水解、酸化及产乙酸反应,此过程中pH值会有所降低,工艺相对简单且易于操作,能有效去除部分化学需氧量(COD),并提高废水的生化性。而厌氧池中的水解、酸化、产乙酸及甲烷化过程同步进行,需调节pH值,操作控制相对不易,主要目的是去除大量的COD。
缺氧池内则发生水解反应,并在脱氮工艺中起到反硝化去除硝态氮的作用,同时降解部分生物需氧量(BOD)。缺氧环境也有助于提高废水的生化性。
水解酸化池内不设曝气装置,通过控制停留时间来实现水解和酸化阶段的顺利进行。这两个阶段的COD去除率虽不高,但它们的主要作用是将大分子有机物转化为小分子有机物。通常,产气阶段的硫化氢气体需进行除臭处理,且该阶段的停留时间较长,需呈现厌氧状态。
相比之下,缺氧池内需设置曝气装置,以控制溶解氧在特定水平,利用兼氧微生物及生物膜来降解废水中的有机物。在选择曝气器时需谨慎,既要确保足够的供氧量,又要有利于生物膜的脱落和更新。
好氧池是通过曝气等措施维持水中溶解氧含量在适宜水平,从而为好氧微生物提供生长繁殖的环境,进而处理水中的污染物质。而厌氧池则通过厌氧菌的作用在无氧环境中去除废水中的有机物,通常这一过程需要较长时间。
在厌氧处理过程中,水解酸化产物主要为小分子有机物,这些物质可显著提高废水中溶解性有机物的含量。微生物更倾向于摄取溶解性的小分子物质,因此这一过程对于提高废水可生化性至关重要。
不同的氧环境孕育着不同的微生物群落,这些微生物能够根据环境变化调整其行为,从而达到有效去除各类污染物质的目的。
好氧池的活动性污泥通过有氧呼吸进一步将有机物分解为无机物,从而实现污染物的去除。为达到最佳效果,需严格控制含氧量及其他微生物生长条件。
总体而言,厌氧处理利用了厌氧菌的力量,是一个时间跨度较大的过程,然而它却能有效去除废水中的有机物。整个过程虽然复杂,但每个阶段都有其特定的微生物群落和化学反应,共同构成了这一高效的污水处理系统。
通过精确控制各种环境因素和生物反应条件,我们可以实现污水中污染物的有效去除,从而保护环境并确保水资源的可持续利用。
以上便是关于厌氧生物处理及各阶段详细过程的描述。