微生物大多數是中溫菌-微生物群落研究顯微鏡
在睡熱反應器中建立一個穩定的微生物群落
像污水、污泥、糞便或其他家庭垃圾等廢棄物中也包含許多厭
氧或兼性厭氧的微生物。這些微生物大多數是中溫菌,只有極少數
真正的嗜熱菌存在。在未經處理的污水污泥中,能在60℃利用如醋
酸或纖維素這樣底物的微生物數量非常低(大約每克100個)。這些
微生物的數量比55℃時略高,但仍遠低于在37℃的數量。這些事實
清楚地表明:要建立一個穩定的嗜熱反應器應在較高的溫度條件下
但是具體在哪個溫度建立常溫微生物反應器直接取決于反應器中
投入的原料,而嗜熱反應器中的菌種是從原材料很少量的菌中擴繁
的。在以前試驗中構建的原尺寸的嗜熱微生物反應器均失敗了,尤
其是在污水處理方面。主要是因為缺乏建立一個穩定的嗜熱微生物
反應器的理論。這也正與很多文獻中報道的一致:相比常溫反應器
而言,實驗室中的嗜熱反應器往往并不能達到很穩定的效果。在回
顧描述這些試驗的文獻時總結到:與常溫反應器相比,嗜熱反應器
穩定性較差,但流出物中揮發性脂肪酸濃度比較高。近些年隨著越
來越多的嗜熱反應器被應用,已經證實了這樣的總結是有失偏頗的
,平衡的嗜熱穩定反應器與常溫穩定反應器效果相當。
要獲得一種平衡的嗜熱微生物的關鍵是在生物反應器啟動時給這些
來自原料中的極少量的微生物一個較佳的生長條件。如果可以得到
足夠的嗜熱微生物種子,那么就可以快速啟動一個嗜熱反應器了。
考慮到反應器中揮發性固體的損壞性和VFA的濃度,在使用前應該
對種子原料進行評估。如果可能,較好是進行一項種子原料甲烷活
性試驗以確定種子分解產甲烷底物(醋酸鹽和氫)的能力。在接種到
一個空的反應器之后,種子應該在培養之前在較適高溫里平衡一天
。溫度的緩慢變化僅僅延長了啟動時間,對高溫下的較佳生長速度
并無影響。探討在生物反應器中甲烷茵的已經清楚地表明,目前只
有在高溫反應器才出現中溫甲烷菌,且反之亦然。但是,反應器中
的主要群體是較佳溫度接近反應溫度的微生物。平衡之后,培養的
水力停留時間大約比種子罐的保持時間長25%。一般情況下,反應
器在這個階段并未充滿,因此,此時應該進行補料模式。在啟動階
段,每天應該檢測VFA濃度。
在高揮發性固體損耗、減少水力停留時間僅為6d的高溫條件下,污
水污泥處理有可能達到一個穩定的過程。如果沒有種子,那么在某
一控制條件下設計啟動更為重要。避免揮發性脂肪酸的過度載入和
積累也很重要。因此,應該選擇含有少量有機質的啟動原料。與未
經加工的廢棄原料相比,常溫菌降解的廢棄物原料有機質含量更低
,而且在里面能找到一些嗜熱微生物。一旦溫度上升到嗜熱的范圍
,這些嗜熱微生物就開始生長。當產酸的微生物比產甲烷菌生長的
更快時,在第一個反應時段揮發性脂肪酸的濃度常常有所提高。由
于有少量沒有降解的材料存在,所以這一提高是相當小的而且對整
個發酵過程的影響甚微。