废水厌氧生物处理是指在无需提供氧气的情况下,通过厌氧微生物(包括兼氧微生物)的作用,将废水中的各种复杂有机物分解转化成二氧化碳和甲烷等物质的过程。这个过程有三个阶段:第一阶段水解酸化阶段,第二阶段产氢产乙酸阶段,第三阶段产甲烷阶段,这三个阶段是同时进行的。处理电镀废水利用厌氧法的低成本废水技术,不必要到第三阶段,只到用水解酸化阶段就可以了,因此厌氧池又叫水解酸化池。
(1)水解(酸化)工艺原理与特征。高分子有机物因相对分子质量大,不能水解,因此不能为细菌直接利用,它要先在细胞外酶的作用下分解为小分子,这些小分子的水解产物能够溶解于水,并透过细胞膜为细菌所利用,这个过程包括一些悬浮有机物的水解液化和大分子有机物转化为小分子有机物的过程。
1)酸化(发酵)。已产生的小分子有机物在发酵细腻细胞内转化为更简单的化合物,并分泌到细胞外,这一步的主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等,并从这一步转为好氧工艺,至于酸化后产生甲烷气体就不是我们关心的问题了。
2)水解。水解是指有机物(底物)进入微生物细胞前,在胞外进行的生物化学反应。细胞外微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应,生物催化反应主要表现为大分子物质的断链和水溶酸化,是一类典型的发酵过程,这一阶段的基本特征是微生物的代谢产物主要为各种有机酸(如乙酸、丙酸、丁酸等)。在厌氧条件下的混合微生物系统中,即使严格地控制条件,水解和酸化也无法截然分开,这是因为水解菌实际上是一种有水解能力的发酵细菌。水解是耗能过程,发酵细菌付出能量进行水解的目的是为了取得进行发酵的水溶性底物,并通过胞内的生化反应取得能源,同时挑出代谢产物(厌氧条件下主要为各种有机酸)。
(2)影响水解(酸化)过程的重要因素:
1)pH值,最佳为5.5~6.5。
2)水温。(www.daowen.com)
3)底物的种类和形态。
4)COD浓度越大,水解速度就越大。
5)同类有机物,相对分子质量越大,水解越困难。
6)水力停留时间越久,水解效率也就高,最佳水力停留时间通过试验确定。
厌氧系统中有毒物质会不同程度地对过程产生抑制作用,重金属被认为是最普遍及最主要的元素,它通过与微生物酶中的巯基、氨基、羧基等相结合,使酶失活,或者通过金属氢氧化物凝聚作用使酶沉淀,其影响按Cr>Cu>Zn>Ni递减。
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