厌氧甲烷的产生量分析.pdf

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厌氧氧化阶段:
厌氧反应过程是对复杂物质(指高分子有机物以悬浮物
和胶体形式存在于水中)生物降解的复杂的生态系统。其反
应过程可分为四个阶段:
1水解阶段——被细菌胞外酶分解成小分子。例如:纤维
素被纤维酶水解为纤维二糖和葡萄糖,淀粉被淀粉酶分解为
麦牙糖和葡萄糖,蛋白质被蛋白酶水解为短肽和氨基酸等,
这些小分子的水解产物能被溶解于水,并透过细胞为细胞所
利用。
2发酵阶段——小分子的化合物在发酵菌(即酸化菌)的
细胞内转化为更为简单的化合物,并分泌到细胞外。这一阶
段主要产物为挥发性脂肪酸(VFA)醇类、乳酸、CO、氢、
2
氨、硫化氢等。
3产酸阶段——上一阶段产物被进一步转化为乙酸、氢、
碳酸以及新的细胞物质。
4产甲烷阶段——在这一阶段乙酸、氢、碳酸、甲酸和甲
醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新细胞物质。
a、水解阶段——含有蛋白质水解、碳水化合物水解和
脂类水解。
b、发酵酸化阶段——包括氨基酸和糖类的厌氧氧化,
以及较高级脂肪酸与醇类的厌氧氧化。
c、产乙酸阶段——含有从中间产物中形成乙酸和氧
气,以及氢气和二氧化碳形成乙酸。
d、产甲烷阶段——包括从乙酸形成甲烷,以及从氧、
二氧化碳形成甲烷。废水中有硫酸盐时,还会有硫酸盐
还原过程。
厌氧发酵以及氧化过程化学计算:
甲烷菌只能利用有限的几种基质,如下所示,其反应
定义为CO2型反应和甲基型反应,包括氢、甲酸、一氧化碳、
甲醇、甲胺、和醋酸盐氧化反应。
2HCOCH2HO
2242
4HCOO4HCH3CO2HO
422
4CO2HOCH3CO
242
4CHOH3CHCO2HO
3422
4CHNHO9CH3CO6HO4NH
3324223
CHCOOHCHCO
342
发酵过程中COD的变化一般用COD平衡而不用氧的消耗进行
计算。利用厌氧反应器中甲烷产生量可算出COD损失量。通
过化学计算即可确定甲烷COD的当量,甲烷的COD值是降甲
烷氧化变成二氧化碳和水时氧的需要量。
CH2OCO2HO
2222
有方程可知道:1mol甲烷COD为2(32gO/mol),即等于
2
64gO/molCH,在标准状态下,,
24
。

CH量=
464gCODmolCH4
4
备注:氧的摩尔质量8。
按照这几天进水水质分析:理论值。
进水COD=8487mg/L
出水COD=2500mg/L
进水流量Q=5M3
一天处理COD=(8487mg/L-2500mg/L)*24h*5M3
=5987mg/L*24h*5M3
=718440g
根据目前厌氧池常温处理:
CH量=(718440gCOD/d)*
44
=251M3/d
注解:以上计算不考虑厌氧细菌本身代谢消耗的一部分COD。
温度的变化对甲烷产生量的变化忽略不计。