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廢水厭氧生物處理是在無分子氧條件下通過厭氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，將廢水中的各種復(fù)雜有機物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程，也稱為厭氧消化。 

厭氧生物處理是一個復(fù)雜的微生物化學(xué)過程，依靠三大主要類群的細(xì)菌，即水解產(chǎn)酸細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌的聯(lián)合作用完成。因而粗略地將厭氧消化過程分為三個連續(xù)的階段，即水解酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。

第一階段為水解酸化階段。復(fù)雜的大分子、不溶性有機物先在細(xì)胞外酶的作用下水解為小分子、溶解性有機物，然后滲入細(xì)胞體內(nèi)，分解產(chǎn)生揮發(fā)性有機酸、醇類、醛類等。這個階段主要產(chǎn)生較高級脂肪酸。含氮有機物分解產(chǎn)生的NH3除了提供合成細(xì)胞物質(zhì)的氮源外，在水中部分電離，形成NH4HCO3 ，具有緩沖消化液PH值的作用。 

第二階段為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌的作用下，第一階段產(chǎn)生的各種有機酸被分解轉(zhuǎn)化成乙酸和H2 ，在降解奇數(shù)碳素有機酸時還形成CO2 。 

第三階段為產(chǎn)甲烷階段。產(chǎn)甲烷細(xì)菌將乙酸、乙酸鹽、CO2 和H2 等轉(zhuǎn)化成甲烷 。 

雖然厭氧消化過程可分為以上三個階段，但是在厭氧反應(yīng)器中，三個階段是同時進(jìn)行的，并保持某種程度的動態(tài)平衡。這種動態(tài)平衡一旦被PH值、溫度、有機負(fù)荷等外加因素所破壞，則首先將使產(chǎn)甲烷階段受到抑制，其結(jié)果會導(dǎo)致低級脂肪酸的積存和厭氧進(jìn)程的異常變化，甚至?xí)?dǎo)致整個厭氧消化過程停滯。

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