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【純水設備http://www.seoarticles.cn】水解(酸化)罐和厭氧反應器有什么不同?原則上水解(酸化)是厭氧消化過程的第一階段和第二階段，但水解(酸化)過程和厭氧消化追求不同的目標，因此它們是完全不同的處理方法。由于處理目的的不同，其運行環(huán)境和條件有明顯的差異，主要表現在以下幾個方面:不同的Eh，不同的pH值，不同的溫度。

首先，厭氧的四個階段理論

1. 水解階段

    水解過程是指在水解酶的作用下，將復雜的固體有機物轉化為簡單的可溶性單體或二聚體。微生物不能直接代謝碳水化合物(如淀粉、木質纖維素等)、蛋白質、脂肪等生物大分子，這些大分子必須降解為可溶性聚合物或單體化合物才能被酸化細菌利用。淀粉被酶水解成麥芽糖、葡萄糖和糊精。纖維素是由糖的苦味鍵結合成纖維二糖再聚合而成純水設備，在多種纖維素酶的協同作用下水解成糖。由于天然纖維素通常與木質素在高聚合狀態(tài)下結合以抵抗微生物的分解，纖維素降解是沼氣發(fā)酵的限速步驟之一。蛋白質是植物合成的重要產物。它在蛋白酶的作用下打破肽鍵，產生二肽和多肽。脂肪的作用下首先脂肪水解酶水解的長鏈脂肪酸和甘油,甘油激酶催化下生成甘油流酸甘油,然后被氧化流ErQing丙酮酸,然后通過異構化生成磷酸甘油酸,糖酵解途徑轉化為丙酮酸,最終進入糖酵解途徑實現完整的氧化和利用率。

2. 酸化階段

    產酸發(fā)酵是指將溶解的單體或二聚體有機物轉化為以短鏈脂肪酸或醇為主的最終產物。這些水解單體將被微生物進一步降解成揮發(fā)性脂肪酸、乳酸、酒精、氨等酸化產物以及氫氣和二氧化碳，并分泌到細胞外。產酸細菌是一種快速生長的細菌，它們傾向于產生醋酸，而醋酸為它們的生長提供了高能量。最終產物的組成取決于參與生化反應的灰分氧、底物和微生物的降解條件。同時降解首先通過氧化還原氮反應實現脫氨生成有機酸、氫和二氧化碳。

3.生產氫和乙酸的階段

    這一階段主要是將水解階段產生的兩個以上碳的有機酸或醇轉化為醋酸等可直接被產甲烷菌利用的小分子物質的過程。在標準條件下純水設備，有機酸制氫乙酸的過程不能自發(fā)進行，而氫氣會抑制這一步的過程，降低系統(tǒng)的氫氣分壓有利于產品的生產。如果氫的分壓超過大氣壓力，有機酸的濃度就會增加，甲烷的生成就會受到抑制。在這個階段，避免氫的積累尤為重要。厭氧過程中，氫分壓的降低必須由氫營養(yǎng)菌來完成。4、甲烷化階段

    產甲烷階段是由嚴格專性厭氧的產甲烷細菌將乙酸、一碳化合物和H2、CO2等轉化為CH4和CO2的過程。大約的甲烷來自于乙酸的分解，是由乙酸歧化菌通過代謝乙酸鹽的甲基基團生成，剩下的28%由CO2和H2合成。產甲烷細菌的代謝速率一般較慢，對于溶解性有機物厭氧消化過程，產甲烷階段是整個厭氧消化工藝的限速。

二、水解(酸化)池與厭氧反應器的區(qū)別

    從原理上講，水解(酸化)是厭氧消化過程的第一、二兩個階段但水解(酸化)工藝和厭氧消化追求的目標不同，因此是截然不同的處理方法。

    水解(酸化)系統(tǒng)中的的目的主要是將原水中的非溶解態(tài)有機物轉變?yōu)槿芙鈶B(tài)有機物，特別是工業(yè)廢水處理，主要是將其中難生物降解物質轉變?yōu)橐咨锝到馕镔|，提高廢水的可生化性，以利于后續(xù)的好氧生物處理。考慮到后續(xù)好氧處理的能耗問題，水解(酸化)主要用于低濃度難降解廢水的預處理。在混合厭氧消化系統(tǒng)中，水解酸化是和整個消化過程有機地結臺在一起，共處于一個反應器中，水解、酸化的目的是為混合厭氧消化過程中的甲烷化階段提供基質。而兩相厭氧消化中的產酸段(產酸相)是將混合厭氧消化中的產酸段和產甲烷段分開，以便形成各自的最佳環(huán)境，同時，產酸相對所產生的酸的形態(tài)也有要求(主要為乙酸)。此外，廢水中如含有高濃度的硝咳鹽、亞硝酸鹽、硫酸盆、亞硫酸鹽時，這些物質及其轉化產物不僅對甲烷苗有毒，而且影響沼氣的質量，也在產酸相中予以去除。因此，盡管水解(酸化)一好氧處理工藝中的水解(酸化)段、兩相法厭氧發(fā)酵工藝中的產酸相和混合厭氧消化工藝中的產酸過程均產生有機酸，但由于三者的處理目的不同，各自的運行環(huán)境和條件存在著明顯的差異，主要表現在以下幾個方面：

(1)Eh不同

    在混合厭氧消化系統(tǒng)中，由于完成水解、酸化的微生物和產甲烷微生物共處于同一反應器中，整個反應器的氧化還原電位Eh的控制必須首先滿足對Eh要求嚴格的甲烷菌，一般為一300mV以下，因此。系統(tǒng)中的水解(酸化)微生物也是在這一電位值下工作的。而兩相厭氧消化系統(tǒng)中，產酸相的氧化還原電位一般控制在一100mV一一300mV之間。據研究，水解(酸化)一好氧處理工藝中的水解(酸化)段為——典型的兼性過程，只要置Eh控制在+50mv以下，該過程即可順利進行。

(2)pH值不同

    在混合厭氧消化系統(tǒng)中，消化液的pH值控制在甲烷菌生氏的最佳pH范圍，一般為6.8—7.2。而在兩相厭氧消化系統(tǒng)中，產酸相的pH值一般控制在6.o一6.5之間，pH降低時，盡管產酸的速率增大，但形成的有機酸形態(tài)將發(fā)生變化，丙酸的相對含量增大，而丙酸對后續(xù)的甲烷相中的產甲烷菌會產生強烈的抑制作用實驗室水處理設備。對于水解(酸化)一好氧處理系統(tǒng)來說，由于后續(xù)處理為好氧氧化，不存在丙酸的抑制問題，因此，控制的pH范圍也較寬，從而可獲得較高的水解(酸化)速率，一般pH維持在5.5—6.5之間。

(3)溫度不同

    三種工藝對溫度的控制也不同，通?；旌蠀捬跸到y(tǒng)以及兩相厭氧消化系統(tǒng)的溫度均嚴格控制，要么中溫消化(30一35oC)，要么高溫消化(50一55oC)。而水解(酸化)一好氧處理工藝中的水解(酸化)段對工作溫度無特殊要求，通常在常溫下運行，也可獲得較為滿意的水解(酸化)效果。

三、影響水解(酸化)過程的主要因素

1)基質的種類和形態(tài)

   基質的種類和形態(tài)對水解(酸化)過程的速率有著重要影響。就多糖、蛋白質和脂肪三類物質來說，在相同的操作條件下，水解速率依次減小。同類有機物，分子量越大，水解越困難，相應池水解速率就越小純水設備。比如，就糖類物質來說，二聚糖比三聚糖容易水解；低聚糖比高聚糖容易水解。就分子結構來說，直鏈比支鏈易于水解；支鏈比環(huán)狀易于水解；單環(huán)化合物比雜環(huán)或多環(huán)化合物易于水解。

2)水解液的pH值

    水解液的pH值主要影響水解的速率、水解(酸化)的產物以及污泥的形態(tài)和結構。大量研究結果表明，水解(酸化)微生物對pH值變化的適應性較強，水解過程可在pH值寬達3.5—10.0的范圍內順利進行，但最佳的pH值為5.5—6.5。pH朝酸性方向或堿性方向移動時，水解速率都將減小。水解液pH值同時還影響水解產物的種類和含量。

 3)水力停留時間

    水力停留時間是水解反應器運行控制的重要參數之一。它對反應器的影響，隨著反應器的功能不同而不同。對于單純以水解為目的的反應器，水力停留時間越長，被水解物質與水解微生物接觸時間也就越長，相應地水解效率也就越高。一般為3-4小時。

4)溫度

    水解反應是一典型的生物反向，因此.溫度變化對水解反應的影響符合一般的生物反應規(guī)律，即在一定的范圍內，溫度越高，水解反應的速率越大。但研究表明，當溫度在10一20 oC之間變化時，水解反應速率變化不大，由此說明，水解微生物對低溫變化的適應較強。

5)粒徑

    粒徑是影響顆粒狀有機物水解(酸化)速率的重要因素之—粒徑越大，單位重量有機物的比表面積越小.水解速率也就越小。由于顆粒態(tài)有機物的粒徑對水解速宰相效率影響較大，因此，一些研究者建議，對含顆粒態(tài)有機物濃度較高的廢水或污泥，在進入水解反應器前可利用泵或研磨機破碎，以減小污染物的粒徑，從而加快水解反應的進行。

四、影響厭氧消化的主要因素

1)溫度

   在厭氧消化過程中，溫度的范圍是很寬泛的，從低溫到高溫都存在。例如北極下水道中發(fā)現有極低溫度下存活的甲烷菌。通常我們依據微生物活性把溫度范圍分為三類：一類是嗜寒的，溫度范圍從10℃~20℃；　—類是嗜溫的，溫度范圍從20℃~45℃：，通常使用37℃；一類是嗜熱的，溫度范圍從50~65℃，通常是55℃。

2)碳氮比

    碳氮比的關系是指有機原料中總碳和總氮的比例。厭氧消化過程中碳氮比是有最適范圍的，一般是從20:1到30:1，既不能太高也不能太低實驗室水處理設備，否則都會對厭氧發(fā)酵過程產生影響。不合適的碳氮比會造成大量的氨態(tài)氮的釋放或是揮發(fā)性脂肪酸的過度累積，而氨態(tài)氮和摔發(fā)性脂脅酸郁是厭氧消化中重要的中間產物純水設備，不合適的濃度都會抑制甲烷發(fā)酵過程。

3)酸堿度

    pH值是反映水相體系中酸濃度的重耍指標之一。厭氧發(fā)酵菌尤其是產甲烷菌對反應體系中的酸濃度是極為敏感的。較低pH值條件下，甲烷菌的生長就會受到抑制。許多研究者己經研究厭氧消化中不同階段的最佳pH值。甲烷菌的最佳pH值是7.20左右。

4)有機負荷量

    有機負荷是指消化反應器單位容積單位時間內所承受的揮發(fā)性有機物量，它是消化反應器設計和運行的重要參數。有機負荷的高低與處理物料的性質、消化溫度、所采用的工藝等有關。研究表明，對于處理蔬菜、水果、廚余等易降解的有機垃圾，有機負荷一般為1～6.8kg VS/(m3·d)。公司可根據客戶要求制作各種流量的純水設備，超純水設備及軟水處理設備。 實驗室水處理設備，南通純水設備。