赤峰市溶氣氣浮機一體化設備自主研發

厭氧生物處理中的基本生物過程——階段性理論‍

1、兩階段理論：20世紀30~60年代，被普遍接受的是“兩階段理論”階段：發酵階段，又稱產酸階段或酸性發酵階段；主要功能是水解和酸化，主要產物是脂肪酸、醇類、CO2和H2等；主要參與反應的微生物統稱為發酵細菌或產酸細菌；

這些微生物的特點是：

1）生長速率快，

2）對環境條件的適應性（溫度、pH等）強。第二階段：產甲烷階段，又稱堿性發酵階段；是指產甲烷菌利用前一階段的產物，并將其轉化為CH4和CO2；主要參與反應的微生物被統稱為產甲烷菌（Methane producing bacteria）；

產甲烷細菌的主要特點是：

1）生長速率慢，世代時間長；

2）對環境條件（溫度、pH、抑制物等）非常敏感，要求苛刻。

2、三階段理論對厭氧微生物學的深入研究后，發現將厭氧消化過程簡單地劃分為上述兩個過程，不能真實反映厭氧反應過程的本質；厭氧微生物學的研究表明，產甲烷菌是一類十分特別的古細菌（Archea），除了在分類學和其特殊的學報結構外，其Z主要的特點是：產甲烷細菌只能利用一些簡單有機物作為基質，其中主要是一些簡單的一碳物質如甲酸、甲醇、甲基胺類以及H2/CO2等，兩碳物質中只有乙酸，而不能利用其它含兩碳或以上的脂肪酸和甲醇以外的醇類；上世紀70年代，Bryant發現原來認為是一種被稱為“奧氏產甲烷菌”的細菌，實際上是由兩種細菌共同組成的，一種細菌首先把乙醇氧化為乙酸和H2（一種產氫產乙酸細菌），另一種細菌則利用H2和CO2產生CH4（一種真正意義上的產甲烷細菌——嗜氫產甲烷細菌）；因而，Bryant提出了厭氧消化過程的“三階段理論”：水解、發酵階段：產氫產乙酸階段：產氫產乙酸菌，將丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等轉化為乙酸、H2/CO2；產甲烷階段：產甲烷菌利用乙酸和H2、CO2產生CH4；一般認為，在厭氧生物處理過程中約有70%的CH4產自乙酸的分解，其余的則產自H2和CO2。

3、四階段理論（四菌群學說）：幾乎與Bryant提出“三階段理論”的同時，又有人提出了厭氧消化過程的“四菌群學說”：實際上，是在上述三階段理論的基礎上，增加了一類細菌——同型產乙酸菌，其主要功能是可以將產氫產乙酸細菌產生的H2/CO2合成為乙酸。但研究表明，實際上這一部分由H2/CO2合成而來的乙酸的量較少，只占厭氧體系中總乙酸量的5%左右。總體來說，“三階段理論”、“四階段理論”是目前*的對厭氧生物處理過程較全面和較準確的描述。

4、 多階段理論 但是，當利用厭氧生物處理工藝處理含有復雜有機物的時候，在厭氧反應器中發生的反應會遠比上述“三階段理論”、“四階段理論”中所描述的反應過程復雜

赤峰市溶氣氣浮機一體化設備自主研發