厌氧发酵设备与工艺共17页文档
第五节 厌氧法系列工艺与设备
厌氧系统必须满足的条件之一是，反应器内能够保持大量的
活性厌氧污泥。 第一个突破性的发展出现于60年代末，Young和McCarty 发明了厌氧滤池(Anaerobic Filter，简称AF)。 1974年，荷兰农业大学环境系Lettinga等发明了上流式厌
氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Bed，简称
• 该工艺控制较难，投资和运行成本高。
AFB的改进思路 • 生物气循环减少回流水用量； • 磁性载体提高生物挂膜速度和挂膜量； • 与膜生物反应器的结合减少污泥流失的机会。
AFB反应器改进的形式
100 90 80
苯酚去除率（%）
70 60 50 40 30 20
0.12 0.10
10 0
生物膜 量 (g/g载体)
厌氧UASB反应器工作原理
三相分离器
UASB反应器污泥床区主 要有沉降性能良好的厌 氧污泥组成，浓度可达 到50～100g/L或更高。
颗粒污泥
配水系统
特点：
可形成沉淀性能非常好的颗粒污泥，利用污泥颗粒
化实现了HRT与污泥停留时间的分离延长了污泥龄
具有有机负荷高，水力停留时间短，且无填料、无 污泥回流装置、无搅拌装置，大大降低了运行成本 允许较大的上流速度，而且处理率高，运行稳定
（30g.VSS/L），有机负荷较高（10-40kg COD/m3.d），水力 停留时间短，耐冲击负荷，运行较稳定。 • 载体处于膨胀或流化状态，堵塞可能性小， • 固体停留时间长，剩余污泥量小 • 处理高浓废水和低浓废水均可取得较好效果
缺点：
• 载体选择不好膨胀和流化耗能大，（粒径，上升流速、比表 面积） • 对系统设计运行要求高，AFB内部稳定的流化态难以保证， 且反应器需大量回流水来取得高的上升流速。
厌氧发酵_精品文档
厌氧发酵厌氧发酵是一种在没有氧气存在的条件下进行的生物发酵过程。
它是一种重要的工业和环境生物技术，广泛应用于废水处理、有机废弃物处理、能源生产以及生物燃料生产等领域。
本文将介绍厌氧发酵的原理、应用和影响因素，以及与其他类型发酵的对比。
厌氧发酵是通过微生物在没有氧气的环境下进行代谢过程来产生能量和代谢产物的过程。
在这种条件下，微生物将有机物质作为底物进行分解，生成气体（如甲烷、氢气等）和有机酸（如醋酸、丙酸等）。
同时，还会产生能量和热量，用于微生物的生长与代谢。
厌氧发酵在废水处理中有着广泛的应用。
传统的生活污水处理工艺通常采用好氧处理技术，但这种方法存在能源消耗大、处理效率低的问题。
相比之下，厌氧发酵可以在较低的能源投入下实现高效处理，成为一种可持续发展的废水处理方法。
在厌氧发酵中，有机废弃物被微生物分解生成甲烷气体，可以作为能源使用或进一步转化为电能。
此外，厌氧发酵还可以减少废水处理过程中产生的污泥量，降低运行成本。
厌氧发酵在有机废弃物处理中也发挥着重要作用。
许多有机废弃物，如农业废弃物、食品废弃物等，由于其含有丰富的有机物质，可以成为厌氧发酵的理想底物。
通过厌氧发酵处理这些有机废弃物，不仅可以减少其对环境的污染，还可以获得有机肥料和沼气等有价值的产物。
厌氧发酵还在能源生产领域发挥着重要作用。
其中最为著名的是甲烷发酵，也被称为沼气发酵。
沼气是一种由厌氧发酵微生物产生的混合气体，主要成分是甲烷和二氧化碳。
通过在封闭的发酵容器中收集和利用这种沼气，可以用作燃料，供应家庭热水、灶具燃料，甚至发电。
这种利用厌氧发酵产生能源的方式被广泛应用于农村地区和偏远地区，为能源供应提供了一种可持续和环保的解决方案。
厌氧发酵的效率和产物种类受到多种因素的影响。
其中，温度、底物种类和浓度、pH值等环境因素都可以影响厌氧发酵的进行。
不同微生物对这些条件的要求各不相同，因此需要根据具体的处理需求进行合理的调控。
此外，良好的反应搅拌、充足的反应时间以及适当的起始菌种添加也是保证厌氧发酵效果的关键。
厌氧发酵的工艺及原理
厌氧发酵的工艺及原理
厌氧发酵是一种在缺氧条件下进行的生物化学反应过程，其主要目的是产生能量和产物。
这种发酵过程中，微生物通过无氧呼吸来分解有机废料、废水或有机物质，产生有机酸、气体和其他有用的产品。
厌氧发酵的工艺可以概括为以下几个步骤：
1. 原料准备：将有机废料、废水或有机物质进行预处理，包括切碎、分解和调节酸碱度等。
2. 厌氧反应器：将处理后的原料转移到厌氧反应器中，通常为密封的容器。
反应器内部缺氧，提供了微生物进行无氧呼吸的环境。
3. 微生物代谢：在厌氧条件下，微生物开始进行代谢作用。
微生物通过分解有机物质产生能量，并将其转化为有机酸、气体和其他产物。
4. 产品收集与处理：根据需要，收集和处理产生的有机酸、气体和其他有用的产品。
这些产品可以进一步被用于能源生产、肥料制备等。
厌氧发酵的原理主要涉及到微生物的代谢过程。
在缺氧环境中，微生物无法通过氧气进行有氧呼吸，因此它们采用一系列的无氧代谢途径来产生能量。
最常见的无氧代谢方式是乳酸发酵、酒精发酵和甲烷发酵。
乳酸发酵是一种产生乳酸的过程，微生物将有机物质转化为乳酸以产生能量。
酒精发酵则是将有机物质转化为酒精和二氧化碳。
甲烷发酵是将有机物质转化为甲烷和二氧化碳。
在厌氧发酵过程中，微生物通过与有机物质发生代谢反应来获取所需的能量源。
这些代谢反应产生的有机酸和气体也可以被收集和利用。
总的来说，厌氧发酵工艺和原理的关键在于提供无氧环境，利用微生物的无氧代谢途径将有机物质转化为有用产品，并最大限度地利用能量资源。
厌氧发酵工艺及设备—乳酸发酵
真空浓缩
乳酸钙 150 g/L
三、乳酸钙结晶
• 乳酸钙在水中的溶解度与温度成正比例关系 • 杂质含量增加会使乳酸钙的溶解度增大 • 一般杂质数量增加1%，乳酸钙溶解度约增大10%
四 、乳酸钙流化干燥造粒
流化干躁：是流化技术及喷雾干燥造粒过程合而为 一的干燥技术。
在同一流化床内完成多种操作
蒸发 结晶 干燥 造粒
2、辅助原料
• 乳酸菌的生长、繁殖、发酵能力的获得与其它 菌一样，也需要添加适宜营养物质。
理论 天然
氨基酸、维生素、核酸碱基 麸皮、米糠、玉米浆、麦根
• 营养盐添加量 亚适量水平
三、乳酸生产工艺
薯干粉原料发酵工艺
薯干粉
液化 并行发酵
加热
冷却结晶
蒸发浓缩
过滤
沉淀
离心
酸解
成品 真空过滤
过滤
浓缩
蒸发并脱色 离子交换
乳酸发酵原料
1、主要原料
• 乳酸细菌能直接利用
低聚糖 己糖
乳酸发酵
营养因子 氨基酸、维生素、核酸 辅助原料 麦根、麸皮、米糠等
淀粉 / 淀粉质原料
• 玉米、大米、红薯、马铃薯
• 水解方法
酸解 单行发酵工艺 酶法 并行发酵工艺 糖化、发酵同时进行
• 糖化剂
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
酶制剂 麦芽粉 麸曲 无机酸
菌种: 德氏乳杆菌 米根霉
细胞杆状，两端平直， 发酵产生D(-)乳及L（+） 乳酸。可用于制作干酪 和乳酸。
双歧杆菌属（Bifidobacterium）
Bifidobacterium是1899年由法国学者Tissier从母乳营养儿的粪便中 分离出的一种厌氧的革兰氏阳性杆菌，末端常常分叉，故名双歧 杆菌。目前已经发现，双歧杆菌有32个亚型 。
厌氧发酵工艺
厌氧发酵工艺分析一、沼气池(厌氧消化器)采用技术分析和评价在我国已建成的沼气工程中，所采用的厌氧消化工艺，主要有以下四类，即塞流式消化器，升流式固体反应器，升流式厌氧污泥床和污泥床滤器。
1塞流式反应器(Plug Flow Reactor，简称PFR)塞流式反应器也称推流式反应器，是一种长方形的非完全混合式反应器。
高浓度悬浮固体发酵原料从一端进入，从另一端排出。
优点：1不需要搅拌，池形结构简单，能耗低；2适用于高SS废水的处理，尤其适用于牛粪的厌氧消化，用于农场有较好的经济效益；3运行方便，故障少，稳定性高。
缺点：1固体物容易沉淀于池底，影响反应器的有效体积，使HRT和SRT降低，效率较低；2需要固体和微生物的回流作为接种物；3因该反应器面积/体积比较大，反应器内难以保持一致的温度；4易产生厚的结壳。
北京市大兴区留民营的鸡粪高温沼气工程采用了该反应器。
实践表明，该反应器耐粗放管理，采用高温(55℃)发酵，产气率较高，并且可以杀灭有害生物。
但因鸡粪沉渣较多，易生成沉淀而影响反应器的效率。
2升流式固体反应器(Upflow Solids Reactor，简称USR)升流式固体反应器是一种结构简单、适用于高悬浮固体原料的反应器。
原料从底部进入消化器内，与消化器里的活性污泥接触，使原料得到快速消化。
未消化的生物质固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器内，上清液从消化器上部溢出，这样可以得到比水力滞留期高得多的固体滞留期(SRT)和微生物滞留期(MRT)，从而提高了固体有机物的分解率和消化器的效率。
首都师范大学利用USR进行了鸡粪沼气发酵研究，其进料浓度为TS=5％～6％，COD=42～55g/l，悬浮固体为45～55g/l，在35℃条件下，USR的负荷可达10kgCOD/m3•d，产气率488m3/m3•d，CH4含量60％左右，COD去除率85％左右，SS去除率为66 16％。
据计算当HRT为5天时SRT为25天。
演示文稿发酵工艺与设备
分离、提纯
• 代谢产物
– 采用离心、过滤、沉淀等方法将菌体从培养液 中分离出来。
• 菌体本身，如酵母菌和细菌等
– 采用蒸馏、萃取、离子交换等方法进行提取。
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二 、发酵设备
生物反应器(发酵罐)
利用生物工程技术进行生产的过程统称生物反应过程 。 采用活细胞(包括微生物、动植物细胞)的某些特定功能 生产有用产品的生物反应过程称为发酵过程或细胞培养 过程。
通主
气要
部由
分壳
属 系 统 等
组 成 。
、 进 出 料 口 、 测 量
体 、 控 温
部 分 、 搅
系拌
统部
和分
附、
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加料口 搅拌器
冷却水进口 放料口
电动机 pH检测及 控制装置
排气口
冷却水出口
培养液
无菌空气
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BIOTECH- X JS型机械搅拌不锈钢发酵罐
采用游离或固定化酶作为生物催化剂的生物反应过程，称
为酶反应过程。
生物反应器：利用酶或生物体（如微生物）所具有的生物 功能，在体外进行生化反应的装置系统。
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根据生物反应过程中所使用的生物催化剂不同可将生物 反应器分为：
酶反应器和（微）细胞生物反应器。
生物反应器应具备的条件：
➢能维持一定的温度、pH、反应物(如营养物质、溶解氧等) 浓度；
– 例如：在酒精发酵过程中，扩大培养是为了促使酵母 菌快速增殖，因此是在有氧条件下进行。而在发酵产 生酒精的过程中则必须在无氧条件下进行以获得大量 的酒精。
厌氧发酵设备与工艺
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现代化大型工业化沼气发酵设备
• 虽然传统的小型沼气发酵系统由于结构简单、造价低、施工方便、技术要求不高等优点得到大量普及，但 是由于其发酵罐体积小，不能消纳大量有机废物；所以现代大型工业化沼气发酵设备的开发与利用成为了 当务之急。
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几种类型的发酵罐
• 按发酵级数：单级发酵、两级和多级发酵 • 按投料方式：连续发酵、半连续发酵、批量发酵、两步发酵。
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沼气与沼渣的综合利用 • 沼气的利用 • 沼气的利用基本上是围绕其产热能力而展开的，如用于各种小型燃烧器、
锅炉、燃气发电机、汽车发动机等。除供作气体燃烧外，沼气还可以用作 原料制取化工产品，如四氯化碳等。其在农业上的用处也很大。 • 沼液与沼渣的利用 • 在厌氧条件下，各种农业废物和人畜粪便等有机物质经过沼气发酵后，除 碳、氮组成沼气外，其他有利于农作物的元素氮、磷、钾几乎没有损失。 这种发酵余物是一种优质的有机肥，通常称为沼气肥。
• 欧美型：发酵罐底部的沉积以及表面的浮沉渣等问题可通过向罐中加气形成对流来消除。 • 经典型：经典型结构有助于发酵污泥处于均匀的、完全循环状态。 • 蛋型：内壁是光滑的，逐步过渡的，这样有利于发酵污泥的彻底循环。 • 欧洲平底型：与经典型相比，它的施工费用较低，同欧美型相比，其直径/高度更合理。但配套设施选择余
严重影响产气量，原料利用率低（仅10%~20%）；大换料和 密封都不方便；产气率低，而且这种沼气池对防渗措施要求较 高，给燃烧器的设计带来一定困难。 • 通常靠经厕所，牲畜圈建造这种沼气池，以便粪便自动流入池 内，方便管理，同时有利于保持池温，提高产气率，改善环境 卫生。
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乳酸菌厌氧发酵罐工作原理及工艺流程
乳酸菌厌氧发酵罐工作原理及工艺流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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