有機(jī)物厭氧消化產(chǎn)甲烷過程是一個(gè)非常復(fù)雜的由多種微生物共同作用的生化過程。M.P.Bryany(1979)根據(jù)對(duì)產(chǎn)甲烷菌和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的研究結(jié)果，提出了三階段理論。

     diyi階段為水解發(fā)酵階段。在該階段，復(fù)雜的有機(jī)物在厭氧菌孢外酶的作用下，首先被分解成簡(jiǎn)單的有機(jī)物，如纖維素經(jīng)水解轉(zhuǎn)化成較簡(jiǎn)單的糖類;蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化成較簡(jiǎn)單的氨基酸;脂類轉(zhuǎn)化成脂肪酸和甘油等。參與這個(gè)階段的水解發(fā)酵菌重要是厭氧菌和兼性厭氧菌。

      第二階段為產(chǎn)氫蠶乙酸階段。在該階段，產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌把除乙酸、甲酸、甲醇以為的*階段產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，如丙酸、丁酸等脂肪酸，和醇類等轉(zhuǎn)化成乙酸和兼性厭氧菌。

      第三階段為產(chǎn)甲烷階段。在高階段中，產(chǎn)甲烷菌把*階段和第二階段產(chǎn)生的乙酸、H2、和CO2等轉(zhuǎn)化為甲烷。

反應(yīng)器的工作原理及特點(diǎn)

      ABR反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置若干豎向?qū)Я靼?將反應(yīng)器分隔成串聯(lián)的幾個(gè)反應(yīng)室,每個(gè)反應(yīng)室都可以看作一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的上流式污泥床系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱USB),廢水進(jìn)入反應(yīng)器后沿導(dǎo)流板上下折流前進(jìn),依次通過每個(gè)反應(yīng)室的污泥床,廢水中的有機(jī)基質(zhì)通過與微生物充分的接觸而得到去除。借助于廢水流動(dòng)和沼氣上升的作用,反應(yīng)室中的污泥上下運(yùn)動(dòng),但是由于導(dǎo)流板的阻擋和污泥自身的沉降性能,污泥在水平方向的流速極其緩慢,從而大量的厭氧污泥被截留在反應(yīng)室中。由此可見,雖然在構(gòu)造上ABR可以看作是多個(gè)UASB的簡(jiǎn)單串聯(lián),但在工藝上與單個(gè)UASB有著顯著的不同,ABR更接近于推流式工藝。ABR反應(yīng)器*的分格式結(jié)構(gòu)及推流式流態(tài)使得每個(gè)反應(yīng)室中可以馴化培養(yǎng)出與流至該反應(yīng)室中的污水水質(zhì)、環(huán)境條件相適應(yīng)的微生物群落,從而導(dǎo)致厭氧反應(yīng)產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相沿程得到分離,使ABR反應(yīng)器在整體性能上相當(dāng)于一個(gè)兩相厭氧處理系統(tǒng)。一般認(rèn)為,兩相厭氧工藝通過產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相的分離,兩大類厭氧菌群可以各自生長(zhǎng)在zui適宜的環(huán)境條件下,有利于充分發(fā)揮厭氧菌群的活性,提高系統(tǒng)的處理效果和運(yùn)行的穩(wěn)定性。Letting教授在預(yù)測(cè)未來厭氧反應(yīng)器的發(fā)展動(dòng)向時(shí)提出了一個(gè)潛力和挑戰(zhàn)性的新工藝思想,即分階段多相厭氧工藝(簡(jiǎn)稱SMPA)。