產乙酸反應階段
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發布日期：2023-03-20
產乙酸反應階段
產乙酸，顧名思義就是末端產物為乙酸。在發酵酸化反應階段我們提到由于底物結構、性質的差別，經過反應之后末端產物是不同的。發酵酸化已經有部分乙酸生成，但還會伴有其他物質，比如丁酸、乳酸等。乙酸菌具有將他們進一步轉化成乙酸、氫氣和二氧化碳的功能，近些年來研究所發現的產乙酸菌種類很多，主要有互營單孢菌屬(Syntrophomonas)、互營桿菌屬
(Syntrophobacter) 、暗桿菌屬(Pelobscter)、梭菌屬(Clostridium)等。因為完全厭氧反應的產甲烷過程只能利用一種底物，那就是乙酸，所以必須把全部的有機酸轉化為乙酸。而并不是只有有機酸分子可以轉化為乙酸，還有碳酸和甲醇，用方程表示為 :
2HCO, +4H?+H+_→ CH?COOH+4H? O
4CH;OH+2CO2->3CHCOOH+H?O
乙醇、丁酸和丙酸在形成乙酸的反應過程中要求反應器中氫的分壓很低，否則反應無法進行。當氫分壓低至能將反應導向生成乙酸時，反應將釋放一定的能量。而碳酸和乙醇在反應產生乙酸時需要消耗一定的能量?？梢哉f產氫產乙酸細菌是絕對厭氧菌或是兼性厭氧菌。另外產乙酸反應除了能產生乙酸外，還會產生氫氣，如果不能及時將反應產生的氫氣有效利用或消耗的話，就會影響產乙酸反應的正常進行，甚至是停止。產甲烷反應是消耗氫的反應，所以能否高效進行產乙酸反應，可以利用高效產甲烷反應來保證。
有研究測算，產酸過程中所產生的氫從產生到被消耗平均移動距離為 0.1mm，這個距離恰恰在絮體污泥或顆粒污泥的范圍之內，這表明在污泥中，特別是厭氧的顆粒污泥中形成了一個良好的微生態系，即產乙酸菌會靠近可以消耗氫的細菌生長，而需要利用氫的細菌就會靠近產生氫的產酸菌和產乙酸菌生長，這樣就形成了一種互利共生的生態關系。
如果每一個聚集的細菌群體內都包含有嗜氫菌和產氫菌(即產甲烷菌和產氫菌)，且兩類細菌能夠在氫的產生與利用上達到平衡，那么氫的傳遞效率就可以大大地提高。一個細菌的聚集體內細菌之間的距離只有分散時細菌間距離的幾十分之一到幾百分之一。所以氫的傳遞速率可以獲得幾十倍甚至幾百倍的提高。這就是顆粒污泥的凈化效率和污染負荷可以大大提高的理論依據。因此，一個具有多種功能的細菌的聚集體形成一個穩定的微生態系統，對于提高厭氧反應器的凈化效率是非常重要的，即在一個反應器內如何引導其形成結構穩定的顆粒污泥是提高反應器效率的關鍵。
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