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厭氧反應(yīng)過程是對(duì)復(fù)雜物質(zhì)（指高分子有機(jī)物以懸浮物和膠體形式存在于水中）生物降解的復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。其反應(yīng)過程可分為四個(gè)階段：
1.水解階段——被細(xì)菌胞外酶分解成小分子。例如：纖維素被纖維酶水解為纖維二糖和葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解為麥牙糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被蛋白酶水解為短肽和氨基酸等，這些小分子的水解產(chǎn)物能被溶解于水，并透過細(xì)胞為細(xì)胞所利用。
2.發(fā)酵階段——小分子的化合物在發(fā)酵菌（即酸化菌）的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更為簡單的化合物，并分泌到細(xì)胞外。這一階段主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸（VFA）醇類、乳酸、CO2、氫、氨、硫化氫等。

3.產(chǎn)酸階段——上一階段產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫、碳酸以及新的細(xì)胞物質(zhì)。
4.產(chǎn)甲烷階段——在這一階段乙酸、氫、碳酸、甲酸和甲醇等被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳和新細(xì)胞物質(zhì)。原理圖如下：
a.水解階段——含有蛋白質(zhì)水解、碳水化合物水解和脂類水解。
b.發(fā)酵酸化階段——包括氨基酸和糖類的厭氧氧化，以及較高級(jí)脂肪酸與醇類的厭氧氧化。
c.產(chǎn)乙酸階段——含有從中間產(chǎn)物中形成乙酸和氧氣，以及氫氣和二氧化碳形成乙酸。
d.產(chǎn)甲烷階段——包括從乙酸形成甲烷，以及從氧、二氧化碳形成甲烷。廢水中有硫酸鹽時(shí)，還會(huì)有硫酸鹽還原過程，如虛線所示。厭氧反應(yīng)器類型：普通厭氧反應(yīng)池、厭氧接觸工藝、升流厭氧污泥庫(UASB)反應(yīng)器、厭氧顆粒污泥膨脹庫(EGSR)、厭氧濾料(AF)、厭氧流化庫反應(yīng)器、厭氧折流反應(yīng)器(ABR)、厭氧生物轉(zhuǎn)盤、厭氧混臺(tái)反應(yīng)器等。

水解酸化工藝與單獨(dú)的厭氧或好氧工藝相比,具有以下特點(diǎn):
1. 由于在厭氧階段可大幅度地去除廢水中懸浮物或有機(jī)物, 其后續(xù)好氧處理工藝的污泥量可得到有效地減少, 從而設(shè)備容積也可縮小。有報(bào)道, 在實(shí)踐中, 厭氧- 好氧工藝的總?cè)莘e不到單獨(dú)好氧工藝的一半;
2. 厭氧工藝的產(chǎn)泥量遠(yuǎn)低于好氧工藝(僅為好氧工藝的1/ 10～1/ 6) ,并已高度礦化,易于處理。同時(shí)其后續(xù)的好氧處理所產(chǎn)生的剩余污泥必要時(shí)可回流至厭氧段, 以增加厭氧段的污泥濃度同時(shí)減少污泥的處理量;
3. 厭氧工藝可對(duì)進(jìn)水負(fù)荷的變化起緩沖作用,從而為好氧處理創(chuàng)造較為穩(wěn)定的進(jìn)水條件;
4. 厭氧處理運(yùn)行費(fèi)用低, 且其對(duì)廢水中有機(jī)物的去除亦可節(jié)省好氧段的需氧量, 從而節(jié)省整體工藝的運(yùn)行費(fèi)用;

5. 重要的是當(dāng)將厭氧控制在水解酸化階段時(shí), 可為好氧工藝提供優(yōu)良的進(jìn)水水質(zhì)(即提高廢水的可生化性) 條件,提高好氧處理的效能,同時(shí)可利用產(chǎn)酸菌種類多、生長快及對(duì)環(huán)境條件適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn),以利于運(yùn)行條件的控制和縮小處理設(shè)施的容積。

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有關(guān)好氧污泥顆粒化的研究時(shí)間尚短，人們對(duì)好氧顆粒污泥的形成過程、 形成機(jī)制、 各種環(huán)境因素對(duì)好氧顆粒污泥的影響及顆粒污泥微生物學(xué)等，還缺乏深入的研究. 另外，有關(guān)好氧顆粒污泥的研究中，大部分是在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模下、 采用較高有機(jī)物濃度的人工配水(如葡萄糖等)作為基質(zhì)，較少利用低有機(jī)物濃度的城鎮(zhèn)生活廢水培養(yǎng)好氧顆粒污泥. 另一方面，城鎮(zhèn)生活廢水中含有各類污染物，COD含量較低，通常小于200 mg ·L-1. 目前這類廢水的處理多采用傳統(tǒng)活性污泥法，廢水的處理效果較好，但傳統(tǒng)活性污泥法處理系統(tǒng)普遍占地面積大，建設(shè)成本高，剩余污泥量大，運(yùn)行費(fèi)用高，而且容易發(fā)生污泥膨脹.

UNITANK工藝又稱一體化活性污泥法（交替生物池），它由三個(gè)矩形池組成，三個(gè)池水力相連通，每個(gè)池中均設(shè)有供氧設(shè)備，可采用鼓風(fēng)曝氣或采用表面曝氣，在外邊兩側(cè)設(shè)矩形池，設(shè)有固定出水堰及剩余污泥排放口，該池既可作暴氣池又可做沉淀池，中間一只矩形池只做曝氣池。進(jìn)入系統(tǒng)的污水，通過近水閘控制可分時(shí)序分別進(jìn)入三只矩形池中任意一只池，如圖1。
UNITANK工藝是當(dāng)今一種新的污水處理工藝，SBR法新的變型和發(fā)展,不僅具有SBR系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，還可以像傳統(tǒng)活性污泥法那樣在恒定水位下連續(xù)流運(yùn)行。

UNITANK工藝可視為“序批法”、“普通曝氣池法”及“三溝式氧化溝法”聯(lián)合而成，克服了“序批法”間歇進(jìn)水、“三溝式氧化溝法”占地面積大、“普通曝氣池法”設(shè)備多的缺點(diǎn)，具有同步脫氮除磷功能。典型的UNITANK工藝是三個(gè)水池，三池之間水力連通，每池都設(shè)有曝氣系統(tǒng)，外側(cè)的兩池設(shè)有出水堰及污泥排放口，它們交替作為曝氣池和沉淀池。