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分類瀏覽 厭氧消化
        厭氧消化,係利用厭氧性微生物或兼性微生物,在缺氧之狀態下,將有機物經由一連串之基質異化作用,先將大部分複雜之大分子有機物,水解為簡單之物質,微生物再從此消化中獲取細胞生存或合成所需要之能量,最後轉化為二氧化碳、甲烷、氮、硫化氫等物質。  
    
        厭氧菌在新陳代謝過程中,因所產生之能量較低,故細菌之生長緩慢,世代時間(Generation Time)較長,以葡萄糖之分解為例,好氧性分解每摩爾之葡萄糖可獲得六百八十六卡能量,而厭氧分解僅可得五十二卡,故要獲得相等之能量,厭氧性細菌細胞消化之物質,當為好氧性細菌者之十倍以上,此即為高濃度之有機廢水或污泥常利用厭氧消化法處理之原因所在,且因此厭氧消化
所需之營養劑如氮、磷等均較少,而消化後之污泥也相對減少。   
    
        控制厭氧消化之因素可分成基本因素與環境因素兩類,基本因素有菌種、食物、接觸,及時間等;環境因素則包括溫度、pH值和毒性。  

        一、菌種:厭氧消化細菌有酸生成菌與甲烷生成菌兩類,兩菌種之作用應協調一致,缺一不可。酸生成菌包括酵母菌、乳酸菌、丙酸菌、大腸菌、丁酸菌、蛋白質分解菌、脂肪分解菌等,在污水與污泥中存在極多;甲烷生成菌之生長速率則較前者慢很多,且對環境非常敏感,故甲烷生成菌是厭氧消化速率限制之關鍵。甲烷生成菌之特性為: 

        (一)絕對厭氧,故操作過程應防止氧氣滲入。

        (二)生長緩慢,在攝氏三十五度,世代時間需要四至十二天。

        (三)對pH值很敏感,適合生長之pH值在六•五至七•六之間。 

        (四)數目很少,原因是其最終產物為高能量之甲烷,故能量損失大,而可供生長之能量就相對減少。  

        二、食物:因厭氧菌細胞消化之物質為好氧菌者之十倍以上,故需大量之有機物。

        三、接觸:細菌必須與食物接觸才能發生作用,攪拌是使其接觸之最好辦法,攪拌之方法有機械攪拌翼法及回流氣體攪拌法。攪拌除可使被消化有機物和細菌接觸良好外,並可使消化槽內溫度均勻分布,消除浮渣之堆積,使反應生成物如硫化氫或氨,自液相轉換到氣相而逸出。  

        四、時間和溫度:溫度為決定消化日數之重要因素,消化速率從攝氏零度或更低溫度開始,溫度愈高速率愈大,直至攝氏五十五度或略高止,最大速率發生在攝氏三十七度和五十至五十五度。一般仍以在攝氏三十至三十五度範圍內,消化操作較為經濟。 

        五、pH值:甲烷生成菌適於pH值介於六•五至七•六之間,而以七•○時之作用力最強。當有機酸之生成率高於甲烷生成率時,則pH值降低,大量產生CO2,因此必須控制pH值。 

        六、毒性物質:無機鹽類和氨在低濃度時有助厭氧微生物之分解速率,到達某一濃度後,分解速率開始減退,以至終止。例如:鈉離子之有益濃度為一百至二百公絲╱公升,抑制濃度為三千五百至五千五百公絲╱公升,毒性濃度為八千公絲╱公升;鉀離子之有益濃度為二百至四百公絲╱公升,抑制濃度為二千五百至四千五百公絲╱公升,毒性濃度為一萬二千公絲╱公升;鈣離子有益濃度為一百至二百公絲╱公升,抑制濃度為二千五百至四千公絲╱公升,毒性濃度為八千公絲╱公升,鎂離子有益濃度為七十五至一百五十公絲╱公升,抑制濃度為一千至一千五百公絲╱公升,毒性濃度為三千公絲╱公升;銨離子之有益濃度為五十至二百公絲╱公升,抑制濃度為一千五百至三十公絲╱公升,毒性濃度為三千公絲╱公升。  
    
        硫化物濃度在pH近於中性時不得大於二百公絲╱公升,而其他重金屬如銅、鋅、鎳等,在低濃度時亦對厭氧菌具毒性,其容許濃度視存在之硫化物濃度而定,雖然硫化物本身對厭氧消化系統具有毒性,但可與重金屬離子作用生成不溶解性硫化物。(楊萬發)

 
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