固體廢物的厭氧消化處理

1、目錄目錄- 1 -固體廢物的厭氧消化處理- 1 -摘要- 1 -關鍵詞1引用1正文2一、厭氧消化原理- 2 -圖 112二、厭氧消化的影響因素- 3 -三、厭氧消化工藝- 4 -結論4參考文獻5固體廢物的厭氧消化處理蔣潔茹（金華職業(yè)技術學院制藥與材料工程學院，浙江金華321000）摘要：厭氧消化或稱厭氧發(fā)酵是一種普遍存在于自然界的微生物過程。厭氧消化處理是指在厭氧狀態(tài)下利用厭氧微生物使固體廢物中的有機物轉化為CH4和CO2的過程。Abstract: The anaerobic digestion or says anaerobic fermentation is a kind of commo

2、n in nature of the microbial process. Anaerobic digestion treatment is to point to in anaerobic state of anaerobic microbe make solid waste of organic matter into CH4 and CO2 process. 關鍵詞：固體廢物厭氧消化微生物有機物引言：厭氧消化或稱厭氧發(fā)酵是一種普遍存在于自然界的微生物過程。厭氧消化處理是指在厭氧狀態(tài)下利用厭氧微生物使固體廢物中的有機物轉化為CH4和CO2的過程。厭氧消化可以產生以CH4為主要成分的沼氣，故

3、又稱之為甲烷發(fā)酵。厭氧消化可以去除廢物中30 50的有機物并使之穩(wěn)定化。厭氧消化技術具有一下特點：過程可控性、降解快、生產過程全封閉。資源化效果好，可將潛在于廢棄有機物種的低品位生物能轉化為可以直接利用的高品位沼氣。易操作，與好氧處理相比，厭氧消化處理不需要通風動力，設施簡單，運行成本低。產物可再利用，經厭氧消化后的廢棄物基本得到穩(wěn)定，可作農肥、飼料或堆肥化原料?？蓺⑺纻魅拘圆≡?，有利于防疫。厭氧過程中會產生H2S等惡臭氣體。厭氧微生物的生長速率低，常規(guī)方法的處理效率低，設備體積大。正文：一、 厭氧消化原理參與厭氧分解的微生物可以分為兩類，一類是由一個十分復雜的混合發(fā)酵細菌群將復雜的有機物分

4、解，并進一步分解為以有機酸為主的簡單產物，通常稱為水解酶。在中溫沼氣發(fā)酵中，水解菌主要屬于厭氧細菌，包括梭菌屬、擬桿菌屬、真細菌屬、雙歧桿菌屬等。第二階段的微生物為絕對厭氧菌，其功能是將有機酸轉化為甲烷，被稱之為甲烷細菌。有機廢物厭氧發(fā)酵的工藝原理如下圖所示圖 11有機物的厭氧發(fā)酵分解（一）三段理論厭氧發(fā)酵一般可以分為三個階段，即水解階段、產酸階段和產甲烷階段，每一階段各有其獨特的微生物類群起作用。水解階段起作用的細菌稱為發(fā)酵細菌，包括纖維素分解酶、蛋白質水解酶。產酸階段起作用的細菌是醋酸分解菌。這兩個階段起作用的細菌統(tǒng)稱為不產甲烷細菌。產甲烷階段起作用的細菌是產甲烷細菌。有機物分解三階段過程

5、如下圖所示：1. 水解階段發(fā)酵細菌利用胞外酶對有機物進行體外酶解，使固體物質變成可溶于水的物質，然后，細菌再吸收可溶于水的物質，并將其分解為不同的產物。2. 產酸階段水解階段產生的簡單的可溶性有機物在生產氫和產酸細菌的作用下，進一步分解為揮發(fā)性脂肪酸、醇、酮、醛、CO2和H2等。3. 產甲烷階段產甲烷菌將第二階段的產物進一步降解成CH4和CO2，同時利用產酸階段所產生的H2將部分CO2再轉變?yōu)镃H4。（二） 兩段理論兩段理論將厭氧消化過程分成兩個階段，即酸性發(fā)酵階段和堿性發(fā)酵階段。如下圖所示：二、厭氧消化的影響因素（一） 厭氧條件當厭氧消化正常進行時，Eh應維持在300mV左右（二） 原料配比

6、厭氧消化原料的碳氮比以（20 30）1為宜。（三） 溫度溫度是影響產氣量的重要因素，厭氧消化可在較為廣泛的溫度范圍內進行（4065）。（四） PH產甲烷微生物細胞內的細胞質pH一般呈中性。在產酸菌和產甲烷菌共存的厭氧消化過程中，系統(tǒng)的pH應控制在6.57.5之間，最佳pH范圍是7.07.2。（五） 添加物和抑制物在發(fā)酵液中添加少量的硫酸鋅、磷礦粉、煉鋼渣、碳酸鈣、爐灰等，有助于促進厭氧發(fā)酵，提高產氣量和原料利用率，其中以添加磷礦粉的效果最佳。（六） 接種物添加接種物可有效提高消化液中微生物的種類和數(shù)量，從而提高反應器的消化處理能力，加快有機物的分解速率，提高產氣量，還可使開始產氣的時間提前。用

7、添加接種物的方法，開始發(fā)酵時，一般要求菌種量達到料液量的5以上。（七） 攪拌攪拌可使消化原料分布均勻，增加微生物與消化基質的接觸，使消化產物及時分離，也可防止局部出現(xiàn)酸積累和排除抑制厭氧菌活動的氣體，從而提高產氣量。三、厭氧消化工藝一個完整的厭氧消化系統(tǒng)包括預處理、厭氧消化反應器。消化氣凈化與貯存、消化液與污泥的分離、處理和利用。厭氧消化工藝類型較多，按消化溫度、消化方式、消化極差的不同劃分成幾種類型。（一） 根據消化溫度劃分的工藝類型根據消化溫度，厭氧消化工藝可分為高溫消化工藝和自然消化工藝兩類。1 高溫消化工藝高溫消化工藝的最佳溫度范圍是4755，此時有機物分解旺盛，消化快，物料在厭氧池內

8、停留時間短，非常適用于城市垃圾糞便和有機污泥的處理。其程序如下： 高溫消化菌的培養(yǎng) 高溫的維持：在消化池內布設盤管，通入蒸汽加熱料漿。 原料投入與排出消化物料的攪拌：高溫厭氧消化過程要求對物料進行攪拌，以迅速消除鄰近蒸汽管道區(qū)域的高溫狀態(tài)和保持全池溫度的均一。2 自然消化工藝自然溫度厭氧消化是指在自然溫度影響下消化溫度發(fā)生變化的厭氧消化。（二） 根據投料運轉方式劃分的工藝類型根據投料運轉方式，厭氧消化可分為連續(xù)消化、半連續(xù)消化和兩步消化等。1 連續(xù)消化工藝從投料啟動后，經過一段時間的消化產氣，隨時連續(xù)定量地添加消化原料和排出舊料，其消化時間能連續(xù)長期進行。其消化工藝易于控制，能保持穩(wěn)定的有機物

9、消化速率和產氣率，但該工藝要求較低的原料固形物濃度。2 半連續(xù)消化工藝半連續(xù)消化的工藝特點是：啟動時一次性投入較多的消化原料，當產氣量趨于下降時，開始定期或不定期添加新料和排出舊料，以維持比較穩(wěn)定的產氣率。3 兩步消化工藝兩步消化工藝的特點是將沼氣消化全過程分成兩個階段，在兩個反應器里進行。第一個反應器的功能是：水解和液化固態(tài)有機物為有機酸；緩沖和稀釋負荷沖擊與有害物質，并截留難降解的固體物質。第二個反應器的功能是：保持嚴格的厭氧條件和Ph，以利于產甲烷菌的生長；消化、降解來自于前段反應器的產物，把它們轉化為甲烷含量較高的消化氣，并截留懸浮固體、改善出料性質。結論：厭氧消化處理工藝是固體廢棄物處理不可缺少的一部分。20世紀70年代初，由于能源危機和石油價格的上漲，許多國家開始尋找新的替代能源，使得厭氧消化技術顯示出其優(yōu)勢。厭氧消化的優(yōu)點是有機質經消化產生了能源，殘余物可作肥料。厭氧消化開始用于廢物處理，現(xiàn)在厭氧消化已應用于多個領域，如工業(yè)廢水處理、城市垃圾的處理及潛在能源的開發(fā)、作燃料與動力、并且已建立了大規(guī)模的厭氧消化工廠。參考文獻：1 羋振明,高忠愛.固體廢物的處理與處置.修訂版.北京:高