第三讲 生物质制沼气
生物质沼气技术
第二阶段──产酸
可
单糖 溶 氨基酸 性
物
脂肪酸 质
产酸菌
简
单 乙酸
化 合
丙酸＋CO2 ＋氢气
物 醇类
产酸阶段
在产酸微生物群的作用下将单糖类、肽、 氨基酸、甘油、脂肪酸等物质转化成简单 的有机酸（如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸和 乳酸）、醇（如甲醇、乙醇等）以及二氧 化碳、氢气、氨气和硫化氢等。
生物质资源开发 与利用
第三章 生物质能源利用原理与技术
3.3 生物转换技术 －沼气技术
内容提要
概述 沼气发酵原理 小型户用沼气技术 大中型沼气工程 沼气综合利用
第一节 概述
基本概念 沼气的理化性质 沼气的生态分布 沼气发酵研究的历史 沼气发酵的应用
1.1 基本概念
什么是沼气？
实际沼气发酵过程中，上述三个阶段界线不 明显，无法截然分开。
液化阶段和产酸阶段是一个连续过程，许多 参与液化的微生物也会参与产酸过程，可统 称为不产甲烷阶段。
沼气发酵
不产甲烷阶段 产甲烷
液化 产酸
2.2 沼气发酵 微生物及其作用
1.沼气微生物的种类
沼
发酵性细菌
气 微
不产甲烷菌 产氢产乙酸菌
近年来，在甲烷菌研究方面的进展尤为 突出，对甲烷菌的分离、培养、分类、 生理代谢、细微结构和碱基序列等方面 都有一定的研究成果。
近几十年来，发展了许多新的厌氧处理工 艺，如厌氧过滤器、上流式污泥床、两步 发酵法等。
1.5 沼气发酵的应用
1881年，摩热斯在法国建立了世界上第 一个处理废水的厌氧消化器。随后，英 国、美国和印度等过相继建立起大型的 沼气发酵装置，处理城市污水。
生物质能利用原理与技术---第三章厌氧过程与沼气技术PPT课件
厌氧过程：
有机物被厌氧菌在厌氧条件下分解产生甲烷和二氧化碳的过程。
.
25
1 厌氧过程的基本原理
早在19世纪人们就已经知道沼气的产生是一个微生物学过程。1965年美国微 生物学家Hungate教授创立了严格厌氧微生物培养技术，人们逐步开始认识到沼 气发酵的本质，揭示了沼气发酵的微生物学原理:
表2.几种有机物质的产气速度
为了使天然有机物质易于分解，以加强发酵菌的营养，要求培养基(为沼气微生 物提供生存营养的固性物质)有较大的反应表面，所以必须将含有不溶性物质的 原料粉碎。
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42
产气率分为原料产气率、料液产气率、池容产气率几种
① 原料产气率：是指单位原料重量在整个发酵过程中的产气量口说明在一定的 发酵条件下，原料被利用水平的高低，或发酵原料的产沼气能力。原料产气 率的表示方法有三种：
.
44
4.料液浓度
料液中干物质含量的百分比为料液浓度 一般要求：夏季浓度在6%左右；冬季浓度在8%左右。
发酵料液的浓度太低或太高，对产生沼气都不利，因为： ① 浓度太低时，即含水量太多，有机物含量相对减少，会降低沼气池单位容积
中的沼气产量 ② 浓度太高时，即含水量太少，不利于沼气细菌的活动，发酵料液不易分解，
.
30
③ 产甲烷阶段
有机酸、 醇以及二 氧化碳和
氨等
产甲烷微生物群
甲烷+二氧化碳
随后，这些有机酸、醇以及二氧化碳和氨气等物质又被产甲烷微生物群利用，分 解形成甲烷和二氧化碳。
注意：
上述三个阶段的界线和参与作用的沼气微生物都不是截然分开的。尤其是液化和 产酸两个阶段，许多参与液化的微生物也会参与产酸过程。因此，有的学者把沼 气发酵基本过程分为产酸(含液化阶段)和产甲烷两个阶段。
生物质能---沼气的生产与利用
生物质能源——沼气的生产与利用1 概述生物质是地球上最广泛存在的物质，它包括所有动物、植物和微生物，以及由这些有生命物质派生、排泄和代谢的许多有机质。
以生物质为载体、由生物质产生的能量，便是生物质能。
物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式。
它直接或间接来源于植物的光合作用。
人们对于沼气的开发与利用是生物质能释放的主要形式之一，在能源危机的今天，推广、使用沼气的作用显的尤为重要。
沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体。
由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。
人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条件下发酵，即被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，从而产生沼气。
沼气是一种混合的可燃性气体，主要成分是甲烷(CH4)、其余为二氧化碳(CO2)、氧气(02)、氮气(N2)和硫化氢(H2S)，其中甲烷含量约为55％一70％，二氧化碳含量约为30％——45％。
沼气能够作为燃料，是因为它所含大量甲烷气体可以燃烧。
甲烷完全燃烧时，火焰是淡蓝色。
空气中如含有8.6～20.8％（按体积计）的沼气时,就会形成爆炸性的混合气体。
沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。
经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣，含有较丰富的营养物质，可用作肥料和饲料。
2 沼气的生产沼气的生产工艺主要包括以下部分：选取（培育）菌种→备料、进料→池内堆沤（调整pH值和浓度）→密封（启动运转）→日常管理（进出料、回流搅拌）。
2．1发酵原理沼气的生产过程主要是有机物的发酵过程，其中有发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氧产乙酸菌、食氢产甲烷菌等五大类微生物参加发酵。
它们在发酵过程中的作用及对生存条件的要求，有以下三个阶段：（1）液化在沼气发酵中首先是发酵性细菌群利用它所分泌的胞外酶，如纤维酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等，对有机物进行体外酶解，也就是把禽畜粪便、作物秸杆、豆制品加工后的废水等大分子有机物分解成能溶于水的单糖、氨基酸、甘油和脂肪等小分子化合物这个阶段叫液化阶段。
生物质制沼气的相关技术参数分析
生物质制沼气的相关技术参数分析摘要本文重点分析了生物质的范畴和能够生产沼气的生物质特性,运用工程经验和国内外文献资料,介绍与生物质制沼气相关的关键工程设施和工艺参数,对于水解酸化罐和沼气发酵罐的设计提出了基本思路,为充分利用秸秆等典型生物质,确保可持续发展指出目前存在的难点。
关键词生物质;农作物秸秆;技术参数The TechnicalParameters Analysis of Biomass BiogasMA Dejin1,KONG Xiandi2,TANG gensheng11.Anhui BBCA Chemical Equipment Co.,Ltd.,Bengbu,Anhui 233010,China2.Sino-Mining International Huainan Machinery Co. ,Ltd.,Huainan,Anhui 232052,ChinaAbstract Biomass of different kinds and its characteristics are specially analyzed in the filed of biogas process, the key project installations and technological parameters are also introduced related to biogas technology by use of biomass based on engineering experience and references from home and abroad ,the basis idea is put forward concerning the design of biomass acidification reactor and methane fermentation tank, some difficult points to be resolved are pointed for the full use of special biomass, such as crop straw, so as to ensure sustainable development.Keywords biomass; crop straw; technological parameters生物质(Biomass)是与生物有关的物质的总称,它包括所有动物、植物和微生物以及由这些有生命物质派生、排泄和代谢的许多有机质。
生物质能---沼气的生产与利用
生物质能源——沼气的生产与利用1 概述生物质是地球上最广泛存在的物质，它包括所有动物、植物和微生物，以及由这些有生命物质派生、排泄和代谢的许多有机质。
以生物质为载体、由生物质产生的能量，便是生物质能。
物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式。
它直接或间接来源于植物的光合作用。
人们对于沼气的开发与利用是生物质能释放的主要形式之一，在能源危机的今天，推广、使用沼气的作用显的尤为重要。
沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体。
由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。
人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条件下发酵，即被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，从而产生沼气。
沼气是一种混合的可燃性气体，主要成分是甲烷(CH4)、其余为二氧化碳(CO2)、氧气(02)、氮气(N2)和硫化氢(H2S)，其中甲烷含量约为55％一70％，二氧化碳含量约为30％——45％。
沼气能够作为燃料，是因为它所含大量甲烷气体可以燃烧。
甲烷完全燃烧时，火焰是淡蓝色。
空气中如含有8.6～20.8％（按体积计）的沼气时,就会形成爆炸性的混合气体。
沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。
经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣，含有较丰富的营养物质，可用作肥料和饲料。
2 沼气的生产沼气的生产工艺主要包括以下部分：选取（培育）菌种→备料、进料→池内堆沤（调整pH值和浓度）→密封（启动运转）→日常管理（进出料、回流搅拌）。
2．1发酵原理沼气的生产过程主要是有机物的发酵过程，其中有发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氧产乙酸菌、食氢产甲烷菌等五大类微生物参加发酵。
它们在发酵过程中的作用及对生存条件的要求，有以下三个阶段：（1）液化在沼气发酵中首先是发酵性细菌群利用它所分泌的胞外酶，如纤维酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等，对有机物进行体外酶解，也就是把禽畜粪便、作物秸杆、豆制品加工后的废水等大分子有机物分解成能溶于水的单糖、氨基酸、甘油和脂肪等小分子化合物这个阶段叫液化阶段。
生物质燃料沼气
1 引言生物质能（biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。
它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。
生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。
沼气作为生物质能的其中一类，在缓解能源短缺，解决能源污染上起着重要作用。
2 生物质燃料沼气生物质燃料沼气是一种新兴的可再生能源，最早是在农村普及。
上世纪八九十年代在我国农村开始应用，现如今，我国正开展农村普及沼气计划，用以缓解环境的污染问题。
将沼气作为未来我国的主要能源是当前的主要任务。
2.1 沼气概念沼气是一种新型的可再生能源，如今已在全世界普及、在环境污染日益严重的今天，无污染，清洁能源沼气的应用已变得更加广泛。
沼气是有机物质（如秸秆、杂草、人畜粪便、垃圾、污泥、工业有机废水等）在厌氧环境和一定条件下，经过种类繁多、数量巨大、功能不同的各类厌氧微生物的分解代谢而产生的一种气体，因为人们最早是在沼泽地中发现的，因此称为沼气。
2.2 沼气的理化性质沼气是一种多组分的混合气体，它的主要成分是甲烷，约占体积的50%～70%；其次是二氧化碳，约占体积的30%～40%；此外，还有少量的一氧化碳、氢气、氧气、硫化氢、氮气等气体组成。
沼气中的甲烷、一氧化碳、氢气、硫化氢是可燃气体，氧气是助燃气体，二氧化碳和氮气是惰性气体。
未经燃烧的沼气是一种无色、有臭味（含有其它气体）、有毒（硫化氢）、比空气轻、易扩散、难溶于水的可燃性混合气体。
沼气经过充分燃烧后即变为一种无毒、无臭味、无烟尘的气体。
沼气燃烧时最高温度可达1400℃，每立方米沼气热度值为2.13万～2.51万焦耳，因此说沼气是一种比较理想的优质气体燃料。
沼气中的主要气体甲烷还是大气层中产生“温室效应”的主要气体，其全球气候变暖的影响率达20%～25%，仅次于二氧化碳气体。
高中生物-沼气发酵技术
【高中生物-沼气发酵技术】沼气发酵技术发展及应用现状沼气是沼气发酵微生物在厌氧环境下将农作物秸秆或者禽畜粪便等可降解的生物质经过厌氧消化生成的可燃气体。
其主要成分是甲烷和二氧化碳，其中甲烷约占45 %～70 %、二氧化碳约占25 %～55 %；此外，沼气还含有大约5 %的其他气体（如H2S、N2、H2、CO、NH3等）。
沼气是具有很高热值的清洁燃料，经过净化的沼气完全燃烧后只生成H2O 和CO2，不会对环境造成污染。
沼气发酵在农业和生态方面的综合利用具有很大的经济价值和社会效益。
1沼气发酵原理及影响因素1.1 沼气发酵原理沼气是生物质经过多种微生物联合厌氧消化作用而生成的可燃气体。
厌氧消化就是在无氧的条件下,由兼性厌氧菌和专性厌氧菌联合降解有机物，最终生成二氧化碳和甲烷等气体的过程。
人们对于沼气发酵过程的划分仍存在争议；目前主要认为，沼气发酵过程可分为水解液化、酸化和甲烷化三个阶段。
第一阶段为水解液化阶段，兼性厌氧菌和发酵性细菌将原料中较大分子的成分(如纤维素等)水解成可溶于水的有机酸和醇类等。
第二阶段为酸化阶段；产氢产乙酸菌将第一阶段生成的有机酸和醇继续分解成小分子物质，同时生成氢气和二氧化碳。
第三阶段为甲烷化阶段；产甲烷菌将第二阶段生成的小分子物质转化为甲烷和二氧化碳气体，即发酵的最终产物沼气。
1.2 沼气发酵的影响因素影响沼气发酵的因素很多，其中最主要的因素包括原料成分、原料预处理情况、接种物种类、进料浓度、发酵温度和pH。
原料成分的影响：能够用来发酵产沼气的生物质很多。
传统的沼气发酵原料主要包括以秸秆类物质为代表的农业废弃物、禽畜粪便和污水处理厂的厌氧活性污泥、以及生活垃圾等。
选择容易降解的原料(如人畜粪便等)可以加快发酵的启动过程和提高发酵效率。
若原料选择不当则容易造成发酵系统酸积累严重而发酵无法启动或启动后产气量不高等后果。
原料预处理的影响：原料预处理是利用物理、化学或者生物等方法使生物质中不易被降解的物质提前得到腐化分解，在进料后更快启动发酵。
生物质沼气技术
技术缺乏系统研究 知识普及不足 片面强调建池数量 建池质量得不到保证，沼气池寿命不长
发展阶段
20世纪80年代 国家建立了一批沼气研究机构 沼气研究列入国家攻关计划 国际交流频繁 形成了中国特色的发酵工艺、适合不同情
况的水压式池型、完善了配套技术
推广及综合利用阶段
半连续投料沼气发酵工艺
工艺特点：启动时，一次投入较多原料，产气→用气， 经过一段时间，当产气量下降时，开始定期添加新料和 排出旧料，以维持较稳定的产气率。
分层满装料沼气发酵工艺
特点：混合原料，分层装满，池内堆沤，干湿发酵结合， 启动用水少，操作简单，节省劳力。
多糖分解成单糖或二糖 蛋白质分解成肽和氨基酸 脂肪分解成甘油和脂肪酸
第二阶段──产酸
可
单糖 溶 氨基酸 性
物
脂肪酸 质
产酸菌
简
单 乙酸
化 合
丙酸＋CO2 ＋氢气
物 醇类
产酸阶段
在产酸微生物群的作用下将单糖类、肽、 氨基酸、甘油、脂肪酸等物质转化成简单 的有机酸（如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸和 乳酸）、醇（如甲醇、乙醇等）以及二氧 化碳、氢气、氨气和硫化氢等。
原料 牛厩肥 鲜马粪 鲜羊粪
碳氮比 18:1 24:1 29:1
原料 初沉池污泥 二沉池污泥
鲜猪粪
碳氮比 5:1 10:1 13:1
合适的料液浓度
料液中干物质含量的百分比为料液浓度。 发酵料液浓度随季节的变化而要求不同。
一般在夏季，发酵料液浓度可以低些，要 求浓度在6％左右；冬季浓度应高一些， 为8％左右。
1875年，俄国学者波波夫首先发现将河泥加入 纤维素物质中可产生沼气，并发现了甲烷发酵 是一个微生物学过程。
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第三讲 生物质的厌氧消化产沼技术
授课：何艳峰 博士
内
1. 概述
容
2. 厌氧消化的基本原理
3.厌氧消化工艺
4.厌氧消化反应器
5.国内外典型的生物质厌氧消化工艺
6.国内厌氧消化产沼发展
一、概述
1. 基本概念 1 有机物在无氧条件下，依靠兼性厌氧菌和专 性厌氧菌的作用转化成甲烷和二氧化碳等，并合 成自身细胞物质的生物学过程，是实现有机固体 废物无害化、资源化的一种有效的方法。 总的反应式
厌氧消化产沼技术
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2. 厌氧消化的基本原理
3）四种群说（1979，J.G. Zeikus)
在厌氧消化过程中共有四种群的复杂微生物 参与厌氧发酵过程，分别是：水解发酵菌、 产氢产乙酸菌，同型产氢产乙酸菌和产甲烷 菌。 –水解阶段：将不溶性大分子有机物分解为 小分子水溶性的低脂肪酸； –酸化阶段：发酵细菌将水溶性低脂肪酸转 化为H2、甲酸、乙醇等，酸化阶段料液pH 值迅速下降； –产氢产乙酸阶段：专性产氢产乙酸菌对还 原性有机物的氧化作用，生成H2、乙酸等 。同型产乙酸细菌将H2、HCO3－转化为乙 酸，此阶段由于大量有机酸的分解导致pH 值上升； –甲烷化阶段
沼气的成分
主要为CH4：55-70%和CO2：25-40%。此外 还有总量小于5%的CO、O2，H2S、H2、NH3 、N2、PH3、碳氢化合物（CmHn）等。
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2. 厌氧消化的优点
不需要氧气，可以减少动力消耗、节约能源、减少成本；
有机负荷承受力强，反应器效能高，容积小，占地面积小； 没有与氧相随的微生物合成，因此剩余污泥量少，减少了处 臵费用且生成的污泥较稳定； 可以回收沼气能源、降低污染负荷，同时也减少了温室效应 气体的排放量； 发酵残留物可作为土壤添加剂或肥料，增加其经济效 益
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4. 厌氧技术的发展历史
1）第一代反应器 1904年德国的Imhoff将其发展成为Imhoff双层沉淀池(即腐 化池)，这一工艺至今仍然在有效地利用； 1912年，德国人Kremer提出了加盖的密闭式二级消化池； 至1914年，美国有14座城市建立了厌氧消化池； 1920年，英国的Watson采用沼气作为动力用泵对消化污泥 进行搅拌； 1950年出现高效的、可加温和搅拌的厌氧消化反应池，加 快了厌氧技术的发展。 特点：发展较为缓慢，工艺简单。污泥龄（SRT）等 于水力停留时间（HRT），反应器容积较大，处理效 能较低
1982年出现了厌氧折流板反应器（ABR）
1985年出现了厌氧内循环反应器（IC） 特点：在UASB基础上发展起来的，反应器单位容积 的生物量更高，能承受更高的水力负荷，
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二. 厌氧消化的基本原理
厌氧消化的两阶段、三阶段和四种群说理论 1）两阶段学说(1930, Buswell & Neave)
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4. 厌氧技术的发展历史
2）第二代厌氧反应器
1956 年， Schroefer
等人成功的开发了厌氧接触法工艺 (Anaerobic
Contact Process)，标志着现代废水厌氧生物处理工艺的诞生；
1967年，Young和McCarty等开发了厌氧生物滤池(AF )，将第二代反 应器推进了高速发展的进程中；
甲 烷 螺 旋 菌 等
甲 烷 八 叠 球 菌
甲 烷 球 菌
甲 烷 杆 菌
非产甲烷菌
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产甲烷菌
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水解发酵菌群
水解发酵菌群为一个十分复杂的混合细菌群，该类细菌将各 类复杂有机质在发酵前首先进行水解，因此该类细菌也称为水解 细菌。
在厌氧消化系统中，水解发酵细菌的功能表现在两个方面：
小型沼气工程（30－200平方米），大中型沼气工
程（200平方米以上）
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4. 厌氧技术的发展历史
1）第一代反应器 1861年法国人Louis Mouras将简易的沉淀池改进为污水 处理构筑物，降解生活污水中的悬浮物, 1881年被法国 Gosmos 杂志报道； 1890年，Scott－Moncrieff 设计第一个初步的厌氧滤池； 1895年Donald 设计了世界上第一个厌氧化粪池（Septic Tank),是厌氧处理工艺发展史上一个重要的里程碑； 1896年，英国小城Exeter 出现了第一座用于处理生活污 水的厌氧消化池，所产生的沼气用于街道的照明； 1903年Travis发明了Travis池，废水从一端进入，从另一 端流出，两侧沉淀出的污泥在池中下部进行消化；
1）将大分子不溶性有机物在水解酶的催化作用下水解成小分 子的水溶性有机物
2）将水解产物吸收进细胞内，经过胞内复杂的酶系统催化转 化，将一部分供能源使用 有机物转化为代谢产物，如脂肪酸和醇 类等，排入细胞外的水溶液中，成为参与下一阶段生化反应的细 菌菌群（主要是产氢产乙酸细菌）可利用的物质。 水解发酵细菌主要是专性厌氧菌和兼性厌氧菌，属于异养菌 ，其优势种属随环境条件基质的不同而有所差异。
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3. 厌氧微生物学基本原理
1）厌氧消化主要微生物（以三阶段理论为例）
水解发酵阶段 产氢产乙酸阶段 产甲烷阶段
脂 肪 分 解 菌
蛋 白 质 分 解 菌
碳 水 化 合 物 分 解 菌
纤 维 素 分 解 菌
同 型 产 乙 酸 菌
产 氢 产 乙 酸 菌
特点：污泥龄（SRT）大于水力停留时间（HRT），
反应器内维持很高的生物量，处理效能较高
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4. 厌氧技术的发展历史
3）第三代厌氧反应器 基于微生物固定化原理和提高污泥和废水混合效率为 基础的一系列高速厌氧反应器相继出现，即进入了第三代 厌氧处理工艺。
由于丙酸的产氢产乙酸的速率很慢，导致丙酸积累，PH值严重降低， 抑制了产甲烷菌的活性
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4. 厌氧消化反应影响因素
1）温度 沼气发酵与温度有密切的关系
代谢速度在35～38℃有一个高峰，50～65℃有 另一高峰。一般厌氧发酵常控制在这两个温度 内，以获得尽可能高的降解速度。前者称为中 温发酵，后者称为高温发酵，低于20℃的称为 常温发酵。
硫酸盐还原细菌
产甲烷菌主要竞争基质的对象之一
以硫酸作为最终受氢体，从而还原硫酸为硫化物
8[H]+SO42H2S+2H2O+2OHYour company slogan
3. 厌氧微生物学基本原理
2）非产甲烷菌和产甲烷菌间关系
不产甲烷菌为产甲烷菌提供生长和产甲烷所必须的基质
不产甲烷菌为产甲烷菌创造适宜的厌氧环境 不产甲烷菌为产甲烷菌消除有毒物质 产甲烷菌为不产甲烷菌的生化反应解除反馈机制 非产甲烷菌和产甲烷菌共同维持环境中的适宜PH值
有机物 H 2O 厌氧微生物 细胞物质 CH 4 CO 2 NH3 H 2S 能 量
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适合的原料应为高浓度废水或者高水分的有机固体废 弃物，如畜禽废水、食品加工场废水、有机生活垃圾、畜 禽粪便等。
两阶段理论没有全面反映厌氧消化的本质
研究表明，产甲烷菌能利用甲酸、乙酸、甲醇
、甲基胺类和H2/CO2，但不能利用两碳以上的脂
肪酸和除甲醇以外的醇类产生甲烷，因此两阶段
理论难以确切的解释这些脂肪酸或醇类是如何转
化CH4和CO2的。
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2. 厌氧消化的基本原理
2）三阶段学说(1979, M.P. Bryant)
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3. 厌氧微生物学基本原理
表 产酸菌和产甲烷菌的特性参数 参数 对pH的敏感性 氧化还原电位Eh 对温度的敏感性 产甲烷菌 敏感，最佳pH为6.8~7.2 <-350mv(中温)，<-560mv(高 温) 最佳温度：30~38℃， 50~55℃ 产酸菌 不太敏感，最佳pH为 5.5~7.0 <-150~200mv 最佳温度：20~35℃
第一阶段：水解发酵阶段。复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用 下，首先被分解成简单有机物，然后在产酸菌的作用下转化为低级脂 肪酸和醇类。
第二阶段：产氢产乙酸阶段。产氢产乙酸菌把除乙酸、甲酸、甲醇 以外的第一阶段产生的中间产物转化为乙酸、氢气及二氧化碳等。 第三阶段：产甲
烷阶段。产甲烷菌把 第一阶段和第二阶段 产生的乙酸、H2、 CO2等转化为甲烷。
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产氢产乙酸菌群
产氢产乙酸细菌能将产酸发酵第一阶段产生的 丙酸、丁酸、戊酸、乳酸和醇类等，进一步转化为 乙酸，同时释放分子氢。产氢产乙酸反应主要在产 甲烷相中进行。
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由于各反应的自由醇、丁酸和丙酸的反应分别在氢分压小于 0.15atm
1974年荷兰的Lettinga开发了上流式厌氧污泥床反应器(UASB)，处
理效率很高，得到了广泛的应用 1978年W. J.Jewell 等人和1979年R. P. Bowker 分别开发了厌氧膨胀 床反应器(Anaerobic Expanded Bed)和厌氧流化床反应器(Anaerobic Fluidized Bed)。反应器内均填充细颗粒载体，增加生物接触面积。
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