厭氧生物處理是利用厭氧微生物的代謝特性將有機物轉化為甲烷和二氧化碳的過程。 厭氧生物處理具有許多優點，包括能耗更低、有機物去除率更高、殘留汙泥更少。 本文將介紹厭氧生物處理的基本原理和厭氧發酵的基本原理。
1.厭氧生物處理的基本原理。
厭氧生物處理的基本原理是利用厭氧微生物的代謝特性，將有機物轉化為甲烷和二氧化碳。 在厭氧生物處理過程中，有機物的轉化過程包括水解酸化、製氫制醋酸、甲烷化三個階段。
水解酸化階段：在厭氧環境中，大分子有機物在水解酶的作用下分解成氨基酸、單醣、脂肪酸等小的有機化合物。 然後，這些有機小分子進入產氫醋酸生產階段。
產氫和產醋酸階段：在這個階段，小分子有機物在產氫產醋酸細菌的作用下轉化為乙酸和氫氣。 同時，一些乙酸進一步轉化為甲烷。 該階段是厭氧生物處理過程中最關鍵的一步，因為它是水解酸化階段和甲烷化階段之間的橋梁。
甲烷化階段：在甲烷化階段，乙酸和氫氣轉化為甲烷和二氧化碳。 這個過程是由一組稱為甲烷細菌的特殊厭氧微生物完成的。 甲烷菌在厭氧環境中生長緩慢，繁殖緩慢，因此需要足夠的反應時間和良好的環境條件來保證其生長和代謝。
2.厭氧發酵的基本原理。
厭氧發酵是指在沒有氧氣參與的情況下，通過發酵將有機物轉化為穩定物質，同時釋放能量的過程。 厭氧發酵可分為三個階段：水解發酵階段、製氫和產醋酸階段、甲烷生產階段。
水解發酵階段：在這個階段，纖維素和蛋白質等大分子有機化合物轉化為氨基酸、單醣和脂肪酸等小有機化合物。 這個過程需要酶的作用，並產生二氧化碳、氨和水等產品。
產氫和產醋酸階段：在這個階段，小分子有機物在產氫產醋酸細菌的作用下轉化為乙酸和氫氣。 同時，一些乙酸進一步轉化為甲烷。 該過程是厭氧發酵過程中最關鍵的步驟，因為它是水解發酵階段和產甲烷階段之間的橋梁。
產甲烷階段：在產甲烷階段，乙酸和氫氣轉化為甲烷和二氧化碳。 這個過程是由甲烷細菌完成的。 甲烷菌在厭氧環境中生長緩慢，繁殖緩慢，因此需要足夠的反應時間和良好的環境條件來保證其生長和代謝。
綜上所述，厭氧生物處理和厭氧發酵都是利用厭氧微生物的代謝特性來轉化有機物的過程。 在厭氧生物處理中，有機物轉化為甲烷和二氧化碳; 在厭氧發酵過程中，有機物轉化為更穩定的物質並釋放能量。 在實際應用中，根據不同的處理目標和條件，可以選擇不同的厭氧處理工藝，以實現有機物的有效轉化和能量的最佳利用。