厌氧生物处理是利用厌氧微生物的代谢特性将有机物转化为甲烷和二氧化碳的过程。 厌氧生物处理具有许多优点，包括能耗更低、有机物去除率更高、残留污泥更少。 本文将介绍厌氧生物处理的基本原理和厌氧发酵的基本原理。
1.厌氧生物处理的基本原理。
厌氧生物处理的基本原理是利用厌氧微生物的代谢特性，将有机物转化为甲烷和二氧化碳。 在厌氧生物处理过程中，有机物的转化过程包括水解酸化、制氢制醋酸、甲烷化三个阶段。
水解酸化阶段：在厌氧环境中，大分子有机物在水解酶的作用下分解成氨基酸、单糖、脂肪酸等小的有机化合物。 然后，这些有机小分子进入产氢醋酸生产阶段。
产氢和产醋酸阶段：在这个阶段，小分子有机物在产氢产醋酸细菌的作用下转化为乙酸和氢气。 同时，一些乙酸进一步转化为甲烷。 该阶段是厌氧生物处理过程中最关键的一步，因为它是水解酸化阶段和甲烷化阶段之间的桥梁。
甲烷化阶段：在甲烷化阶段，乙酸和氢气转化为甲烷和二氧化碳。 这个过程是由一组称为甲烷细菌的特殊厌氧微生物完成的。 甲烷菌在厌氧环境中生长缓慢，繁殖缓慢，因此需要足够的反应时间和良好的环境条件来保证其生长和代谢。
2.厌氧发酵的基本原理。
厌氧发酵是指在没有氧气参与的情况下，通过发酵将有机物转化为稳定物质，同时释放能量的过程。 厌氧发酵可分为三个阶段：水解发酵阶段、制氢和产醋酸阶段、甲烷生产阶段。
水解发酵阶段：在这个阶段，纤维素和蛋白质等大分子有机化合物转化为氨基酸、单糖和脂肪酸等小有机化合物。 这个过程需要酶的作用，并产生二氧化碳、氨和水等产品。
产氢和产醋酸阶段：在这个阶段，小分子有机物在产氢产醋酸细菌的作用下转化为乙酸和氢气。 同时，一些乙酸进一步转化为甲烷。 该过程是厌氧发酵过程中最关键的步骤，因为它是水解发酵阶段和产甲烷阶段之间的桥梁。
产甲烷阶段：在产甲烷阶段，乙酸和氢气转化为甲烷和二氧化碳。 这个过程是由甲烷细菌完成的。 甲烷菌在厌氧环境中生长缓慢，繁殖缓慢，因此需要足够的反应时间和良好的环境条件来保证其生长和代谢。
综上所述，厌氧生物处理和厌氧发酵都是利用厌氧微生物的代谢特性来转化有机物的过程。 在厌氧生物处理中，有机物转化为甲烷和二氧化碳; 在厌氧发酵过程中，有机物转化为更稳定的物质并释放能量。 在实际应用中，根据不同的处理目标和条件，可以选择不同的厌氧处理工艺，以实现有机物的有效转化和能量的最佳利用。