固体废物的厌氧消化处理

目录目录 .......................................................... - 1 - 固体废物的厌氧消化处理 .......................................... - 1 -摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．- 1 - 关键词．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．－1－引用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．－1－正文．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．－2－一、厌氧消化原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．- 2 -图 1-1．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．－2－二、厌氧消化的影响因素 .......................................... - 3 -三、厌氧消化工艺................................................ - 4 -结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．－4－参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．－5－固体废物的厌氧消化处理蒋洁茹（金华职业技术学院制药与材料工程学院，浙江金华321000）摘要：厌氧消化或称厌氧发酵是一种普遍存在于自然界的微生物过程。

厌氧消化处理是指在厌氧状态下利用厌氧微生物使固体废物中的有机物转化为CH4和CO2的过程。

Abstract: The anaerobic digestion or says anaerobic fermentation is a kind of common 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.关键词：固体废物厌氧消化微生物有机物引言：厌氧消化或称厌氧发酵是一种普遍存在于自然界的微生物过程。

厌氧消化处理是指在厌氧状态下利用厌氧微生物使固体废物中的有机物转化为CH4和CO2的过程。

厌氧消化可以产生以CH4为主要成分的沼气，故又称之为甲烷发酵。

厌氧消化可以去除废物中30％~50％的有机物并使之稳定化。

厌氧消化技术具有一下特点：①过程可控性、降解快、生产过程全封闭。

②资源化效果好，可将潜在于废弃有机物种的低品位生物能转化为可以直接利用的高品位沼气。

③易操作，与好氧处理相比，厌氧消化处理不需要通风动力，设施简单，运行成本低。

④产物可再利用，经厌氧消化后的废弃物基本得到稳定，可作农肥、饲料或堆肥化原料。

⑤可杀死传染性病原菌，有利于防疫。

⑥厌氧过程中会产生H2S等恶臭气体。

⑦厌氧微生物的生长速率低，常规方法的处理效率低，设备体积大。

正文：一、 厌氧消化原理参与厌氧分解的微生物可以分为两类，一类是由一个十分复杂的混合发酵细菌群将复杂的有机物分解，并进一步分解为以有机酸为主的简单产物，通常称为水解酶。

在中温沼气发酵中，水解菌主要属于厌氧细菌，包括梭菌属、拟杆菌属、真细菌属、双歧杆菌属等。

第二阶段的微生物为绝对厌氧菌，其功能是将有机酸转化为甲烷，被称之为甲烷细菌。

有机废物厌氧发酵的工艺原理如下图所示 堆肥有机物微生物有机酸，醇类，CO2, NH3，H2S 等，能量，微生物细胞物质细胞物质CO2，CH4等，能量图 1-1有机物的厌氧发酵分解（一）三段理论厌氧发酵一般可以分为三个阶段，即水解阶段、产酸阶段和产甲烷阶段，每一阶段各有其独特的微生物类群起作用。

水解阶段起作用的细菌称为发酵细菌，包括纤维素分解酶、蛋白质水解酶。

产酸阶段起作用的细菌是醋酸分解菌。

这两个阶段起作用的细菌统称为不产甲烷细菌。

产甲烷阶段起作用的细菌是产甲烷细菌。

有机物分解三阶段过程如下图所示：1.水解阶段发酵细菌利用胞外酶对有机物进行体外酶解，使固体物质变成可溶于水的物质，然后，细菌再吸收可溶于水的物质，并将其分解为不同的产物。

2.产酸阶段水解阶段产生的简单的可溶性有机物在生产氢和产酸细菌的作用下，进一步分解为挥发性脂肪酸、醇、酮、醛、CO2和H2等。

3.产甲烷阶段产甲烷菌将第二阶段的产物进一步降解成CH4和CO2，同时利用产酸阶段所产生的H2将部分CO2再转变为CH4。

（二）两段理论两段理论将厌氧消化过程分成两个阶段，即酸性发酵阶段和碱性发酵阶段。

如下图所示：二、厌氧消化的影响因素（一）厌氧条件当厌氧消化正常进行时，E h应维持在－300mV左右（二）原料配比厌氧消化原料的碳氮比以（20~30）∶1为宜。

（三）温度温度是影响产气量的重要因素，厌氧消化可在较为广泛的温度范围内进行（40~65℃）。

（四）PH产甲烷微生物细胞内的细胞质pH一般呈中性。

在产酸菌和产甲烷菌共存的厌氧消化过程中，系统的pH应控制在6.5~7.5之间，最佳pH范围是7.0~7.2。

（五）添加物和抑制物在发酵液中添加少量的硫酸锌、磷矿粉、炼钢渣、碳酸钙、炉灰等，有助于促进厌氧发酵，提高产气量和原料利用率，其中以添加磷矿粉的效果最佳。

（六）接种物添加接种物可有效提高消化液中微生物的种类和数量，从而提高反应器的消化处理能力，加快有机物的分解速率，提高产气量，还可使开始产气的时间提前。

用添加接种物的方法，开始发酵时，一般要求菌种量达到料液量的5％以上。

（七）搅拌搅拌可使消化原料分布均匀，增加微生物与消化基质的接触，使消化产物及时分离，也可防止局部出现酸积累和排除抑制厌氧菌活动的气体，从而提高产气量。

三、厌氧消化工艺一个完整的厌氧消化系统包括预处理、厌氧消化反应器。

消化气净化与贮存、消化液与污泥的分离、处理和利用。

厌氧消化工艺类型较多，按消化温度、消化方式、消化极差的不同划分成几种类型。

（一）根据消化温度划分的工艺类型根据消化温度，厌氧消化工艺可分为高温消化工艺和自然消化工艺两类。

1．高温消化工艺高温消化工艺的最佳温度范围是47~55℃，此时有机物分解旺盛，消化快，物料在厌氧池内停留时间短，非常适用于城市垃圾粪便和有机污泥的处理。

其程序如下：①高温消化菌的培养②高温的维持：在消化池内布设盘管，通入蒸汽加热料浆。

③原料投入与排出④消化物料的搅拌：高温厌氧消化过程要求对物料进行搅拌，以迅速消除邻近蒸汽管道区域的高温状态和保持全池温度的均一。

2．自然消化工艺自然温度厌氧消化是指在自然温度影响下消化温度发生变化的厌氧消化。

（二）根据投料运转方式划分的工艺类型根据投料运转方式，厌氧消化可分为连续消化、半连续消化和两步消化等。

1．连续消化工艺从投料启动后，经过一段时间的消化产气，随时连续定量地添加消化原料和排出旧料，其消化时间能连续长期进行。

其消化工艺易于控制，能保持稳定的有机物消化速率和产气率，但该工艺要求较低的原料固形物浓度。

2．半连续消化工艺半连续消化的工艺特点是：启动时一次性投入较多的消化原料，当产气量趋于下降时，开始定期或不定期添加新料和排出旧料，以维持比较稳定的产气率。

3．两步消化工艺两步消化工艺的特点是将沼气消化全过程分成两个阶段，在两个反应器里进行。

第一个反应器的功能是：水解和液化固态有机物为有机酸；缓冲和稀释负荷冲击与有害物质，并截留难降解的固体物质。

第二个反应器的功能是：保持严格的厌氧条件和Ph，以利于产甲烷菌的生长；消化、降解来自于前段反应器的产物，把它们转化为甲烷含量较高的消化气，并截留悬浮固体、改善出料性质。

结论：厌氧消化处理工艺是固体废弃物处理不可缺少的一部分。

20世纪70年代初，由于能源危机和石油价格的上涨，许多国家开始寻找新的替代能源，使得厌氧消化技术显示出其优势。

厌氧消化的优点是有机质经消化产生了能源，残余物可作肥料。

厌氧消化开始用于废物处理，现在厌氧消化已应用于多个领域，如工业废水处理、城市垃圾的处理及潜在能源的开发、作燃料与动力、并且已建立了大规模的厌氧消化工厂。

参考文献：［1］芈振明,高忠爱.固体废物的处理与处置.修订版.北京:高等教育出版社,1993. ［2］《三废治理与利用》编委会.三废治理与利用.北京:冶金工业出版社,1995. ［3］宁平,蒋文举.固体废物的处理与处置.北京:高等教育出版社,2007.1.［4］杨国清,刘康坏.固体废物处理工程.北京:科学出版社,2000.［5］娄性义.固体废物处理与利用.北京:冶金工艺出版社,1996.。