溫度突變對厭氧消化的影響
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發布日期：2023-04-14
溫度突變對厭氧消化的影響
將培養厭氧微生物的反應溫度改變為其他溫度時，對有機物的降解速率或者是產氣速率的變化情況，下面將介紹溫度突變對厭氧消化過程的影響。
厭氧微生物在每一個溫度區間，隨溫度上升，生長速率逐漸上升并達到最大值，相應的溫度為細菌的最適生長溫度，過此溫度后細菌生長速率迅速下降。在每個區間的上限，細菌的死亡速率已開始超過細菌的增殖速率。溫度高出細菌的生長溫度的上限，將導致細菌死亡，如果溫度過高或持續時間足夠長，當溫度恢復后，細胞(或污泥 )的活性也不能恢復。而當溫度下降并低于溫度范圍的下限，從整體上講，細菌不會死亡，而只是逐漸停止或減弱其代謝活動，菌種處于休眠狀態，其生命力可維持相當長的時間。當溫度上升至其原來生長溫度時，細胞(或污泥
) 活性能很快恢復。 因此溫度超過上限會引起嚴重問題。但溫度下降則一般引起細胞活力下降，如果相應降低反反應器負荷或停止進液，則不會發生嚴重問題，一日溫度恢復正常，反應器運行可很快恢復正常。
厭氧消化對溫度的敏感程度隨負荷的增加而增加，溫度影響基質去除率這一點對應用厭氧工藝是很重要的。因此當反應器在較高負荷下運行時，應特別注意控制溫，而在較低負荷下運行時，溫度對運行效果的影響有時并不是十分嚴重。其他一些常數，如比增長速率(k) 、自分解速率、產率系數和飽和常數(Ks) 等也與溫度有關。丙酸鹽的情況降解也被證明對溫度相當敏感(vanLier，1996) 。Kelly 和Switzenbaum在1984年研究中溫膨脹床反應器處理乳清廢水，當水力停留時間維持不變，有機負荷為 10kg/(m3 ·d)時，溫度的變化對COD的處理影響不大。這因為在較高的溫度下附著生長的生物體濃度的增加補償了溫度變化的影響。研究發現活化能為 8.4~12.6kJ/mol 。Q1o值(溫度每增加10 ℃生物活性速率比 )為12。VandenBerg 在1976 年的研究中曾經發現溫度明顯影響乙酸鹽轉化速率。利用乙酸鹽的產甲烷作用的最佳溫度為40~45℃。盡管溫度降低到 10℃仍可以測出有甲烷生成，但 1~2d后則觀察不到乙酸鹽的轉化。Dold等在 1987年報道用蘋果汁做試驗時溫度降低 5℃，生物活性降低 34%，這相當于 Henze-Harremoes系數為 0.1。溫度降低對有機負荷率也有同樣程度的降低。在Dold 等的研究中溫度為25℃和 30℃時的最大負荷率分別為29kg/(m3 ·d)和 44kg/(m3·d) 。Pavlostathis和 Giraldo-Gomez(1991)指出所觀察到的基質利用速率依賴于溫度是與催化反應中傳質限制有關。一個基本的觀念是與生物反應相比，溶質擴散和對流遷移受溫度的影響要輕微。
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