厌氧反应器
生物降解途径
提出了不同的路径来解释的厌氧生物降解甲醛observed.5-7根据中间产品
Gonzalez-Gil和colleagues5厌氧活动进行测试使用甲醛作为唯一碳源,发现这种化合物很容易转化为甲醇的一部分。这些作者可以恢复所有基质鳕鱼时甲烷化验首次甲醛剂量的200和600 mg / L鳕鱼,但没有观察到甲烷生产的初始剂量1400毫克/ L鳕鱼由于甲醛的毒性作用的反应。然而,甲醛转化为甲醇不抑制。甲醛转换期间,观察氢的峰值,峰值前与甲醛的初始金额。甲醛很可能是第一个甲酸,然后降低甲醇氧化。考虑到所有的甲醛转化为甲醇和甲酸,提出以下反应:
氧化
一氧化碳+ H2O ^ HCOOH + H2 (19.7)
减少
一氧化碳+ H2 ^ CH3OH (19.8)
总
2一氧化碳+ H2O ^ CH3OH + HCOOH (19.9)
Omil colleagues6也进行了厌氧活动测试研究生物降解甲醛的存在和缺乏辅被用物。没有辅被用物,这些作者表明,生成的氢在除甲醛消费直接甲烷转化率和甲醇的一代。在表19.2中,两种可能甲醛降解反应(反应i和ii)所示。两者都依赖于氢离子的浓度。尽管降解通过甲醇就是热动力青睐在标准条件下,这个途径将意味着,完全矿化的甲醛、methylotroph的协同行动产甲烷菌(反应iii),表明某些情况之间的竞争反应iii和iv和连续反应vi。这样,当自养methano-genic细菌抑制和氢浓度开始积累在中,甲醇生成变得更加有利。
在存在辅被用物、甲醛清除高度增强特别是醋酸丙酸(七),但不是由(八)和丁酸(ix)。醋酸的作用降解产生甲醛去除可能与无机碳生成,它允许自养细菌将氢气转化为甲烷在更有利的条件下(vi)的反应。当低浓度挥发性脂肪酸(VFA)和甲醇存在,直接转化成甲烷methylotrophic产甲烷细菌最有利的途径应该是甲醇退化(在竞争(v)乙酸细菌),和autotro-phic甲烷生成不会有利;因此,直接转换成甲烷和甲醇乙酸途径应该考虑消费。也不是氢相关的。
奥利维拉和colleagues7发现中间化合物与2到5个碳甲醛的降解甲醇(12%)为唯一碳源和属性作为甲醛的化学反应在溶液中可以形成聚合物。反应是快速没有甲醇,甲醛添加解决方案,以防止这样的聚合。在水溶液中,甲醇消耗时,甲醛几乎完全水化
表19.2
估计自由能更改选定的生物反应参与的厌氧降解甲醛和甲醇
反应
甲醛
(我)HCOH H2 + H2O ^ 2 +二氧化碳
(2)HCOH + H2 ^ CH3OH甲醇
甲烷生成
(3)4 CH3OH ^ 3 CH4 + HCO3-Hydrogen一代
(iv) CH3OH + 2水^ 3 H2 + HCO - + H + Acetogenesis
(v) 4 CH3OH + 2 HCO - 3 ^ CH3COO + H + + 4水氢和浓度
(vi) 4 H2 + HCO33 + H + ^ CH4 + 3 H2O
(七)CH3COO3 + 2水^ CH4 + HCO 3
(八)CH3CH2COO - + 3 H2O ^ CH3COO——+ HCO 3 + H2 + H +
(第九)CH3CH2CH2COO - H2 + H2O ^ 2 CH3COO - + 2 + H +
23.0
挥发性脂肪酸的浓度。
亚甲基乙二醇,聚合形成的一系列聚甲醛乙二醇。这些作者认为中间化合物来自厌氧降解的聚合物形成的。另一个可能性是奥尔多凝结,这发生在软弱基地的存在,形成乙醇醛和碳水化合物。
毒性作用
在厌氧处理甲醛的毒性已经被几个作者报道。58岁的毒性取决于不同的参数:
1。辅被用物的性质
2。操作模式(批处理或连续)
3所示。类型的反应堆(暂停或附着生长系统)
4所示。甲醛/微生物比
5。鳕鱼/甲醛比
辅被用物的本质的重要性被Todini显示,Hulshoff波尔,9人决定formaldehyde-degrading微生物具有不同的具体活动cosub -
stratocaster电吉他如氢、丁酸钠、蔗糖。他们获得了与蔗糖降解率最高。比达尔和colleagues1包含甲醛的废水处理上流式厌氧污泥层(UASB)反应堆使用葡萄糖作为辅被用物,这种化合物提高了还原醛的甲醇,这是更少的有毒的细菌。值80 mg / L的醋酸甲醛时报道,10而Todini Hulshoff Pol9 50%抑制甲醛的238 mg / L当蔗糖美联储作为主要辅被用物。
巴塔查里亚和Parkin11研究了运营模式对甲醛降解的影响。他们表明,较高的甲醛浓度容忍当他们不断添加乙酸和丙酸浓缩系统而不是鼻涕虫剂使用时,从而表明连续操作更有利于细菌适应。
沙玛和colleagues12评估石化废水的厌氧生物降解含4.5 g / L的甲醛,并发现了一个更高的抗微生物生物量浓度增加时固定使用biomass-supporting粒子。观察甲醛对毒性在375 mg / L反应器处理这些支持粒子,而只有125 mg / L是容忍与悬浮生物量控制反应堆。
甲醛/生物量比率也报道是一个关键因素,de Bekker和同事的经验显示,13日确定甲醛0.89 g / g VSS在批处理操作产生一个完整的厌氧细菌的抑制作用。他们还报告说,厌氧处理wastewa-ters含甲醛是可能的,只有当鳕鱼/甲醛比例高于1000.13然而,其他作者如帕金和项实现稳定运行鳕鱼/甲醛比率较低(约6),使用醋酸为主要基质和连续的400 mg / L的甲醛厌氧过滤器。他们发现甲醛展品可逆抑制,恢复被删除加速毒物的液相。这些结果同意Gonzalez-Gil和同事,15人发现抑制甲醛施加于甲烷产量时部分可逆的反应堆中甲醛浓度低于22 mg / L C-formaldehyde。
没有甲醛毒性的机制,信息和信息在文献中关于甲醛毒性在批处理和连续系统很难推断为设计目的(表19.3和19.4)。
尿素的水解释放氨液体体积,从而导致抑制产甲烷的污泥。21然而,这些作者发现在1300 mg / L N-NH3毒性作用,这个值高于氮浓度的废水和没有抑制效果可以预期。
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