固体废物处理与处置(厌氧发酵)
固体废物的厌氧消化处理
环境学院：固体废物处理与处置
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4.2 高固体厌氧消化技术
高固体厌氧消化（High solid anaerobic digestion）： 固体含量大约在22%以上。 该技术相对较新，未大规模应用。 优点：反应器单位体种的需水量低，产气量高，消 化污泥的处理费用相对较低。
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3.1 厌氧条件
详见“三段理论”
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3.2 有机物组分与产气量
产气量的大小主要取决于物料的组分物性。
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3.3 有机物含量与去除率
在合适的温度和 有机物负荷的条 件下，有机物去 除率与废物的有 机物含量成正比。
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6、厌氧消化反应器
目前研究较多的厌氧消化反应器有三类：
一阶段系统消化反应器 两阶段系统消化反应器 序批式处理系统消化反应器
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6.1 一阶段系统消化反应器
反有的反应集中在一个消化反应器中完成。 可分为：
一阶段湿式（中固体）处理系统 一阶段干式（高固体）处理系统
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（2）一阶段干式系统
反应器中的固体废物含固率控制在20~40%内。
物料流动性差，要用特殊传送带、螺旋浆叶的强力 泵输送。这些传送设备对物料要求低，故原料的预 处理简单。 技术关键在于让进料和接种物充分混合。
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简述固体废物处理和处置的技术措施
简述固体废物处理和处置的技术措施固体废物处理和处置是指对产生的固体废物进行合理的处理和处置，以减少对环境和人类健康的影响。
固体废物处理和处置的技术措施主要包括垃圾分类、减量化、资源化利用、焚烧、填埋等方法。
垃圾分类是固体废物处理和处置的基础工作。
通过将固体废物按照可回收物、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾进行分类，可以有效地降低处理成本，提高资源利用率。
垃圾分类需要政府、企业和居民共同参与，通过宣传教育和投放设施的建设，推动垃圾分类工作的开展。
减量化是指通过改变生产和生活方式，减少固体废物的产生。
减量化的方法包括购买可持续发展产品、使用可降解材料、提倡绿色消费等。
减量化不仅可以减少固体废物的处理负担，还可以降低资源消耗和环境污染。
资源化利用是将固体废物转化为可再生资源的过程。
这包括废纸的再生利用、废塑料的回收利用、废金属的冶炼回收等。
资源化利用不仅可以节约资源，减少能源消耗，还可以创造就业机会，促进经济发展。
焚烧是指将固体废物通过高温燃烧转化为灰渣和烟气的过程。
焚烧可以有效地减少固体废物的体积，降低对场地的占用。
同时，焚烧还可以通过能源回收利用，减少能源的消耗。
然而，焚烧也会产生大量的二氧化碳和有害气体，对大气环境造成污染，因此需要配套的排放控制设施和监测系统。
填埋是将固体废物掩埋在地下的过程。
填埋可以有效地减少固体废物的体积，但也存在环境隐患。
填埋会产生大量的渗滤液，其中含有有机物和有害物质，如果不经过处理直接排放，会对土壤和地下水造成污染。
因此，在填埋过程中需要进行渗滤液的收集和处理，以保护环境。
除了以上几种主要的技术措施，还有一些其他的固体废物处理和处置方法。
例如，厌氧发酵是将厨余垃圾通过微生物的作用转化为沼气和有机肥料的过程。
此外，还可以利用物理方法如压缩、粉碎等进行固体废物的处理。
在选择固体废物处理和处置技术时，需要综合考虑固体废物的性质、产生量、处理成本、环境影响等因素。
固体废物处理和处置的技术措施是多种多样的，需要根据具体情况进行选择和组合应用。
固体废物处理与处置试题(8)含答案
答：厌氧消化技术主要有以下特点： （1）具有过程可控制、降解快、生产过程全封闭的特点； （2）能源化效果好，可以将潜在于废弃有机物中的低品位生物能转化为可以
5.从不同的角度填埋场可分为哪些不同类型？（6'）
答：（1）根据结构可将其分为衰竭型和封闭型填埋场；
（2）按不同的填埋地形特征可分为山谷型、坑洼型和平原型填埋场；
（3）根据填埋场中废物的降解机理，可将其分为好氧型、准好氧型和厌
氧型填埋场等。
得分
五、计算题（1×8 分+1×8 分+1×14 分=30 分） 1、某住宅区生活垃圾量约 240m3/周，拟用一垃圾车负责清运工作，实行改良 操作法的移动式清运。已知该车每次集装容积为 7m3/次，容积利用系数为 0.67，垃圾车采用 8h 工作制。试求为及时清运该住宅垃圾，每周需出动清运 多少次？累计工作多长时间（h）？ 经调查已知：平均运输时间为 0.512h/次，容器的装车时间为 0.033h/次，容 器放回原处时间为 0.033h/次，卸车时间为 0.022h/次，非生产时间占全部工 作时间的 25%。 解：按公式： 清运一次所需要的时间，按公式： 清运车每天可以进行的清运次数，按式： 每天所需收集的行程数，按式： 每天所需要的工作时间为： 2、某填埋厂总面积为 4.0 hm2,分三个区进行填埋。目前已有两个区填埋完毕， 其总面积 A2=3.0 hm2 ，浸出系数 C2=0.2。另有一个区正在进行填埋施工， 填埋面积为 A1=1.0 hm2，浸出系数 C1=0.6。当地的年平均降水量为 3.3mm/d， 最大月降水量的日换算值为 6.5mm/d。求污水处理设施的处理能力。
固体废物处理及处置名词解释
固体废物是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。
固体废物特性a“资源〞和“废物〞的相对性b成分的多样性和复杂性c危害的潜在性、长期性和灾难性d污染“源头〞和富集“终态〞的双重性2. 城市生活垃圾定义：是指在城市日常生活中或为城市日常生活提供效劳的活动中产生的固体废物，以及法律、行政法规视作城市生活垃圾的固体废物。
特点：增长速度快，产生量不均匀；成分复杂、多变，有机物含量高；主要成分为碳，其次为氧、氢、氮、硫等；处理处置方式目前仍以填埋为主。
3.工业固体废物定义：是指在工业生产过程中产生的固体废物。
产生方式：连续产生；定期批量产生；一次性产生；事故性产生或排放。
贮存方式：件装容器贮存；散装堆积贮存；池、塘、坑贮存。
排放方式：连续排放；定期清运排放；集中一次排放。
特点：产生源相对集中；种类复杂；产生量、成分、性质与工业构造和生产工艺、原料等因素有关4. 危险废物定义：是指是指列入?国家危险废物名录?或者是根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。
危险特性:毒性，腐蚀性，传染性，反响性，浸出性，毒性，易燃性，易爆等特性固体废物的污染危害：侵占土地、污染土壤、污染大气、污染水体、影响环境卫生5.固物废物处理：是指通过物理处理、化学处理、生物处理、热解处理、燃烧处理、固化处理等不同的方法，使固体废物转变成为适于运输、贮存、资源化利用以及最终处置的一种过程。
目的：是实现固体废物的减量化、资源化和无害化。
6 .固体废物处置：是指将固体废物燃烧和用其他改变固体废物的物理、化学、生物特性的方法，到达减少已产生的固体废物数量、缩小固体废物体积、减少或者去除其危险成分的活动。
目的：是固体废物污染控制的末端环节，是解决固体废物的归宿问题固体废物管理思想的核心是“三化〞原那么，即减量化、资源化和无害化“三化〞原那么：我国对固体废物处理利用的开展趋势必然是从“无害化〞走向“资源化〞“资源化〞是以“无害化〞为前提的，“无害化〞和“减量化〞那么应以“资源化〞为条件。
固体废物的处理方法
合肥学院旅游系实习报告学号：0914021045姓名：尤超实习时间：2011年11月23号实习地点：合肥市吴山固体废弃物处置有限公司实习内容：参观学习吴山固体废弃物处置有限公司的固体废弃物处理的过程及方法。
2011年11月23日，我们09资环的全体同学在茆老师的带领下去了合肥市吴山固体废物处置有限公司参观学习。
期间我们了解了很多关于固体废物处置的知识，，回来之后，通过网上搜索相关资料，细致全面的学习一下固体废弃物的处理方法。
固体废物处理指通过物理、化学、生物等不同方法，使固体废物适于运输、贮存、资源化利用，以及最终处置的过程。
固体废物的物理处理法包括破碎、分选、沉淀、过滤、离心分离等处理方式；化学处理包括热解、固化等处理方式；生物处理包括厌氧发酵、堆肥处理等方式。
固体废物处置是指固废的最终处理，目的在于给予固体废物一个最终的归宿。
例如：焚烧、综合利用、卫生填埋、安全填埋等。
一、固体废物的处理方法1、物理处理法1.1固体废物破碎固体废物的最大特点是体积庞大，成分复杂且不均匀，因此为达到固体废物的减量化，资源化和无害化的目的，对固体废物进行破碎处理显得极为重要。
破碎是通过人力或机械等外力的作用，破坏物体内部的凝聚力和分子问作用力而使物体破裂变碎的操作过程。
若再进一步的加工，将小块固体废物颗粒分裂成细粉状的过程称之为磨碎。
破碎是固体废物处理技术中最常用的预处理工艺。
（1）1.2固体废物的分选固体废物的分选简称废物分选，是废物处理的一个操作单元，其目的是将废物中可回收利用的或对后续处理与处置有害的成分分选出来。
废物分选是根据废物物料的性质如分选物料的粒度，密度，电性，磁性，光电性，摩擦性，弹性以及表面润湿性的差异来进行分离；分选方法包括筛分，重力分选，磁选，电选，光电选，浮选，及最简单最原始的人工分选。
2、化学处理法2.1固体废物的热解热解是利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下对之进行加热蒸馏，使有机物产生热裂解，生成小分子物质(燃料气、燃料油)和固体残渣的不可逆的过程。
《固体废物处理与处置》思考题
《固体废物处理与处置》思考题1、请说明固体废物产生的必然性、危害性和“废”的相对性。
2、固体废物对环境的危害、污染途径。
3、了解固体废物污染控制的相关法律、法规。
第一章（固体废物的预处理技术）1、固体废物破碎和磨碎的目的（P47）(1) 使固体废物的容积减小，便于运输和贮存。
(2) 为固体废物的分选提供所要求的入选粒度，以便有效地回收固体废物中某种成分。
(3) 使固体废物的比表面积增加，提高焚烧、热分解、熔融等作业的稳定性和热效率。
(4) 为固体废物的下一步加工做准备，例如．煤矸石的制砖、制水泥等，都要求把煤矸石破碎和磨碎到一定粒度以下，以便进一步加工制备使用。
(5) 用破碎后的生活垃圾进行填埋处置时，压实密度高而均匀，可以加快复土还原。
(6) 防止粗大、锋利的固体废物损坏分选，焚烧和热解等设备或炉膛。
2、破碎方法分类；如何根据物料强度选择合适的机械方法（P49）按介质分类：干式、半干式、湿式；按能源分类：机械能、非机械能（低温、热力、减压及超声波）。
坚硬物料：挤压和冲击破碎等。
脆性物料：劈碎、冲击破碎等；韧性：剪切、冲击、磨碎等；其它特性：如冷变脆物料，采用低温破碎。
3、破碎比（P50）；破碎流程（P51）破碎比：i=Dmax/dmin；多段破碎：i=i1●i2●。
●in4、筛分及条件与目的（P70）；-200目80%？；筛分效率（P71）；影响筛分效率的因素（P72）；常用筛分设备类型（P74）目的：单体解离；工艺需要：分选对粒度的工艺要求：浮选、重力分选常规工艺；强化工艺。
物料中能通过某一筛孔的百分数，筛孔可用尺寸表示，也可用目数(mesh，1英寸长度上筛孔的数量，对于－200目标准筛，筛孔尺寸0.074mm)表示，如－20mm 占80%。
筛分效率是指实际得到的筛下产品重量与入筛废物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料重量之比，用百分数表示，还有一个公式见课本P65式（3-16）影响筛分的因素：固体废物性质：（1）粒度组成、形状、含水量、含泥量；(2) 筛分设备性能：筛条形状、运动方式、筛面宽度、倾角；(3) 筛分操作：给料均匀性。
固体废物处理与处置复习题-答案
固体废物处理与处置复习题（第三章3、5、6 第六章1、5、6、7、8 第八章1、9题答案不齐全）第一章1、固体废物定义（P1）固体废物是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。
2、固体废物有哪些特有的性质（P1）产生量大，种类繁多，性质复杂，来源分布广泛，危害具有潜在性、长期性和不易恢复性。
3、固体废物对环境有哪些危害（P7--8）工矿业固体废物所含化学成分能形成化学物质性污染；人畜粪便和生活垃圾是各种病原微生物的滋生地和繁殖场，能形成病原体型污染。
a、对土壤环境的影响：固体废物及其淋洗和渗透液中所含有的有害物质会改变土壤的性质和结构，并对土壤中的微生物产生影响，不仅有碍植物根系的发育和生长，而且还会在植物有机体内积蓄，通过食物链危及人体健康；工业固体废物，特别是有害固体废物，经过风化、雨雪淋融、地表径流的侵蚀，产生高温和毒水或其他反应，能杀灭土壤中的微生物，使土壤丧失腐解能力，导致草木不生；固体废物中的有害物质进入土壤后，还可能在土壤中发生积累。
b、对大气环境的影响：堆放的固体废物中的细微颗粒、粉尘等可随风飞扬，从而对大气环境造成污染；还会在运输和处理过程中产生有害气体和粉尘；堆积的废物中某些物质的化学反应，可以不同程度上产生毒气或恶臭，造成地区性空气污染；废物填埋场中逸出的沼气在一定程度上会消耗填埋场上层空气的氧，从而使种植物衰败。
c、对水环境的影响：固体废物随降水或地表径流污染地面水；随渗滤液渗透到土壤中，污染地下水；废渣的排入造成水体污染、河床淤塞、水面减少，甚至导致水利工程设施的效益减少或废弃。
4、根据不同的分类方法，固体废物可分为哪些类型（P2）a、按化学性质分为：有机固体废物和无机固体废物；b、按污染特性分为：一般固体废物、危险废物和反射性固体废物；c、按固体废物来源分为：工矿业固体废物、生活垃圾固体废物和其他固体废物5、什么是固体废物的全过程管理原则（P13）固体废物本身是污染的“源头”，对其产生—收集—运输—综合利用—处理—贮存—处理实行全过程管理，在每一环节都将其作为污染源进行严格的控制。
固体废物处理处置方法
固体废物处理处置方法固体废物是指在生产、经营、生活等活动中产生的无法再利用的废弃物质。
它们的存在给环境和人类健康造成很大的威胁。
因此，固体废物的处理和处置是一项重要的环境保护任务。
本文将探讨几种主要的固体废物处理处置方法。
1.垃圾填埋垃圾填埋是目前最常见的固体废物处理方式之一、它将废物堆积在开挖的坑底，然后逐步覆盖土壤。
填埋过程中，废物被分解、厌氧发酵和稳定化。
垃圾填埋的优点是处理简单、成本低，但它也会产生甲烷等温室气体以及渗滤液污染地下水。
2.废物焚烧废物焚烧是将固体废物在高温下氧化分解的过程。
通过焚烧，固体废物可以被转化为热能和灰渣，减少其体积。
废物焚烧可以达到减量化和无害化的目的，但它也会产生烟尘和有害气体，如二噁英等。
3.废物堆肥废物堆肥是将有机废弃物在堆肥设备中进行分解和降解的过程。
在适当的湿度、温度和通气条件下，有机物被微生物分解和转化为肥料。
堆肥是一种具有环境友好性的处理方式，可以减少废物数量、改善土壤质量和提供肥料，但它需要大量的土地和时间。
4.废物分类与回收废物分类与回收是将可回收的废物分开处理并进行再利用的过程。
通过分类回收，可以减少废物的数量、减少自然资源的消耗和降低环境污染程度。
常见的回收物有纸张、塑料、玻璃、金属和电子废物等。
5.有害废物处理有害废物是指对人类健康和环境造成危害的废物，例如电池、废油、医疗废物等。
对于这些废物，需要进行特殊的处理方法，如专门的回收设施、物理、化学或生物处理等。
此外，政府和企业应加强固体废物处理处置的监管，并提倡公众参与。
公众参与可以提高对固体废物处理的认知和重视程度，促进可持续的废物管理措施的实施。
综上所述，固体废物处理处置方法必须考虑环境、经济和社会可持续发展的要求。
通过综合运用垃圾填埋、废物焚烧、废物堆肥、废物分类与回收和有害废物处理等方法，可以最大程度地减少废物的数量，减少环境污染，实现废物资源化、无害化和分类化处理。
只有通过全社会的合作和努力，才能实现固体废物处理与处置的可持续发展。
固体废物处理与处置全过程
固体废物处理与处置全过程1.废物生成阶段：废物的生成源于人类生产和生活活动，包括工业生产废料、家庭垃圾、农业废弃物等。
在这个阶段，需要从源头上减少废物的产生，采取减量、再利用和循环利用的措施，以最大程度地减少对环境的污染。
2.废物收集阶段：废物收集旨在将废物从产生地点或者储存地点集中起来，方便后续处置。
这个阶段包括废物分类、容器的选择和废物的暂时储存等工作。
废物分类是指根据废物特性对其进行分门别类，便于后期的处理和处置。
容器的选择要根据废物的性质，确保不会造成二次污染，并保证容器的防渗漏性能。
废物的暂时储存一般通过设立垃圾箱、垃圾堆置场等设施进行。
3.废物运输阶段：废物运输是指将收集起来的废物从收集点运送到处理和处置的地点。
这一阶段需要遵守有关废物运输的法律法规，确保废物在运输过程中不会泄漏、散落或者对环境造成污染。
根据废物的性质和数量，可以选择合适的运输工具和运输路线，以降低对环境和社会的影响。
4.废物处理阶段：废物处理是指对废物进行变换、转化或者减少，并去除其中有害物质的过程。
常见的废物处理方式包括焚烧、填埋、厌氧消化、物理处理和化学处理等。
焚烧是将废物经高温燃烧分解的过程，以减少其体积和质量。
填埋是将废物埋入地下，通过自然降解和厌氧条件下的分解来达到减少废物量的目的。
厌氧消化是将有机废物进行微生物分解和厌氧发酵的过程，以产生沼气和有机肥料。
物理处理是通过机械方法对废物进行分选、压缩和加工等处理，以减小废物的体积和质量。
化学处理是利用化学物质对废物进行溶解、分解或者转化的过程，可用于废物中有害物质的去除。
5.废物处置阶段：废物处置是针对处理后的废物，通过安全的方式进行最终的处置，使其不对环境和人类健康造成危害。
常见的废物处置方式包括无害化填埋、焚烧后填埋、储存和处置等。
无害化填埋是将处理后的废物埋入地下，并采取措施防止对环境和地下水造成污染。
焚烧后填埋是将焚烧过程中产生的灰渣和残渣进行埋填处理。
固废处理与处置选择填空
1.按照污染特性可将固体废物分为一般固体废物、危险固体废物、放射性固体废物。
2.固体废物的处理方法有预处理、物化处理、生物处理、热处理。
3.按存在形式固体废物中的水分分为：间隙水、毛细管水、表面吸附水、内部水。
4.衡量物料固化处理效果的指标主要有浸出速率、抗压强度、体积变化因数。
5.根据在浮选过程中的作用，浮选药剂分为捕收剂、起泡剂、调整剂。
6.固体废物的处置方式有海洋处置和陆地处置两大类。
12.固体废物预处理技术包括：收集、压实、破碎、分选、脱水等。
13.垃圾渗滤液的收集系统主要由汇流系统和输送系统两部分组成。
14.中水平放射性固体废物处置包括浅埋处置、岩洞处置两种。
15.根据消化的温度，厌氧消化工艺可以分为高温消化工艺和自然温度消化工艺。
根据投料运转方式，厌氧消化可以分为连续消化工艺、半连续消化工艺、两步消化工艺等。
16.按热解温度的不同，可将热解分为高温热解、中温热解、低温热解。
17.固体废物污染控制的“3R”原则指的是减少产生Reduce、再利用Reuse、再循环Recycle。
18.按照固体废物的形态固体废物分为固态、半固态、容器中的液态或气态。
19.依据固体废物的污染途径，固体废物的污染包括化学型污染和病原体型污染。
20.按照固体废物的来源可将固体废物分为工矿业固体废物、生活垃圾、其它固体废物。
21.堆肥腐熟度的评价指标包括：生物学指标、化学指标、物理学指标、工艺指标。
22.渗滤液来自于入场垃圾含水量、地表水的渗入、地下水的渗入、降水。
23.危险废物的填埋处置技术包括有控共处置, 单组分处置, 多组分处置, 预处理后再处置四种。
24.根据废物组成中各种物质的粒度、密度、磁性、电性、光电性、摩擦性及弹性的差异，将机械分选方法分为筛分、重力分选、磁力分选、电力分选、光电分选、摩擦分选与弹跳分选。
25.根据微生物的生长环境可将堆肥分为好氧堆肥和厌氧堆肥两种。
26.固体废物进行燃烧必须具备的三个基本条件是：可燃物质、助燃物质和引燃火源，并在着火条件下才会着火燃烧。
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批量发酵：将发酵原料和接种物一次性装满沼气池，中途不 再添加，产气结束后一次性出料。
两步发酵：产酸与产甲烷阶段分开进行。
2、现代大型工业化沼气发酵工艺流程
典型的大型工业化沼气发酵工艺流程 1、有机废物；2、进料；3、进料口；4、分选；5、料槽；6、废物；7、破碎机；8、 天然气供应站；9、加气站；10、内消耗；11、电网；12、沼气罐；13、主变电站；14、 临时储存仓；15、气体处理站；16、热交换；17、发电；18、区域供热系统；19、热储 存罐；20、发酵热；21、发酵仓；22、热交换；23、废液肥料脱水；24、堆肥产品；25、 堆肥精制车间；26、脱水
2、沼气发酵池的管理
（1）装料：预先在池底铺一层熟污泥。
（2）搅拌：每日三、四次，不使物料下沉。
（3）温度：50~60℃，并保温。 （4）供料：每日加入适当数量的原料。 （5）水分：应保持相对稳定。 （6）pH值：应取样分析并调节。
（7）沼气：初产沼气不纯，应放掉，直到所产沼气燃烧不
熄为止。
3、现代大型工业化沼气发酵设备
③立式圆形半埋式沼气发酵池组
城市粪便沼气发酵多用发酵池组。一般采用浮罩式贮气，单池 深度4m，直径5m，为钢筋混凝土构筑物，埋入土内1.3m，发 酵池上安装薄钢浮罩，内壁用玻璃纤维和环氧树脂作防腐处理， 外涂防锈漆。发酵池内密封性好，总储粪容积为340m3。
④长方形（或方形）发酵池
由发酵室、气体贮藏室、储水 库、进料口和出料口、搅拌器、 导气喇叭口等部分组成。 储水库的主要作用是调节气体 贮藏室的压力。若室内气压很 高时，就可将发酵室内经发酵 的废液通过进料间的通水穴， 压入贮水库内。反之，若气体 贮藏室内压力不足时，贮水库 中的水由于自重便流入发酵室， 就这样通过水量调节气体贮藏 的空间，使气压相对稳定，保 证供气。 ⑤联合沼气池
③蛋型（Egg shape digester）
特点：①发酵罐两端的锥体与中部罐体 结合时是光滑的，逐步过渡的。 ②底 部锥体比较陡峭，反应污泥与罐壁的 接触面积比较小。有利于发酵污泥完 全彻底的循环，不会形成循环死角。
④欧洲平底型（European plain shape）
介于欧美型和古典型之间。施工费用比 古典型低，直径与高度的比值比欧美 型合理，在污泥循环设备方面，选择 余地小。
10―1～10+6 10―5～10―3 10―6～10―4 10―5～100 10―6～100
（5）酸碱度、pH值和发酵液的缓冲作用
水解、发酵菌及产氢产乙酸菌对pH值的适 应范围大致为5~6.5 ，而甲烷菌对pH值的适应 范围为6.6~7.5之间。发酵液中的碳酸及氨的存 在，使其具有一定的缓冲性。碱度指沼气发酵 液结合H+的能力，是衡量发酵体系缓冲能力的 尺度，由碳酸盐(CO32-)、重碳酸盐(HCO3-)、部 分氢氧化物(HO-)组成，应在2000mg/L以上。 （6）不同发酵基质上生长的发酵菌群种群不同
1、传统沼气发酵工艺类型
（1）根据发酵温度分类
高温发酵：产气率高，但CH4比例低且不稳定；
中温发酵：产气率较高，能量回收较理想，应用普遍。太阳 能保温。
常(低)温发酵：自然温度，结构相对简单、造价低。
（2）根据投料运转方式分类 连续发酵：正常产气后，可连续加料与出料。 半连续发酵：启动时一次加入较多原料，正常产气后，不定 期、不定量地添加新料。
②立式圆形浮罩式沼气池
将发酵间与贮气间分开，产生的 沼气由浮沉式的气罩贮存起来。 气罩可直接安装在沼气发酵池顶， 也可安装在沼气发酵池侧。 浮沉式气罩由水封池和气罩两部 分组成。当沼气压力大于气罩重 量时，气罩便沿水池内壁的导向 轨道上升，直至平衡为止。当用 气时，罩内气压下降，气罩也随 之下沉。 特点：将发酵间与贮气间分开， 具有压力低、发酵好、产气多等 优点。顶浮罩式沼气贮气池造价 比较低，但气压不够稳定。侧浮 罩式沼气贮气池气压稳定，比较 适合发酵工艺的要求，但对材料 要求比较高，造价昂贵。
（二）厌氧发酵的有机物分解代谢过程
1、碳水化合物的分解代谢 一般的碳水化合物包括纤维素、半纤维素、木质素、糖类、淀 粉和果胶质等。 ①纤维素的分解 纤维素酶可以把纤维素水解成葡萄糖，反应式为： (C6H10O5)n(纤维素) + n H2O = nC6H12O6(葡萄糖) 葡萄糖经细菌的作用继续降解成丁酸、乙酸，最后生成甲烷和 二氧化碳等气体。总的产气过程可用下述的综合表达式表达： C6H12O6 = 3CH4+3CO2 ②糖类的分解 先由多糖分解为单糖，然后是葡萄糖的酵解过程，与上述相同。
（2）循环系统搅拌设备（ stiring device）
①机械搅拌： 泵搅拌：用泵将消化污泥从池底抽出，加压后送至浮渣层表面或
消化池不同部位进行循环搅拌。一般只适用于小型消化池。
螺旋桨搅拌：在一
个竖向导流管中 安装螺旋桨。
水射器搅拌：水射 器也称喷射泵。一 般设臵在池中心， 用水泵将消化池底 部的污泥抽出后压 入水射器的喷嘴， 当污泥射入水射器 的喉管时，形成很 大的负压，将消化 池内液面的消化液 吸入，通过扩散管 从池子下部排 出形 成一个循环搅拌 。
②沼气搅拌： 气提式搅拌：将沼气压入设在消化池 的导流管中部或底部，使沼气与消化 液混合，含气泡的污泥即沿导流管上 升，起提升作用，使池内消化液不断 循环搅拌。
竖管式搅拌：在池内均匀布臵若干根竖 管，经过加压的沼气通过配器总管分配 到各根竖管，从下端吹出，起搅拌作用。
气体扩散式搅拌：经过压缩的沼气 通过气体扩散器与消化池内的污泥 混合。
（3）常用类型(5种) ①立式圆形水压式沼气池
发酵间为圆形，两侧带有进出料口， 容积为6m3、8m3、10m3、12m3； 池顶有活动盖板。池盖和池底是具 有一定曲率半径的壳体，主要结构 包括加料管、发酵间、出料管、水 压间、导气管等几个部分。 优点：结构较简单，造价低，施 工方便。 缺点：气压不稳定，对产气不利； 池温低，影响产气，原料利用率低 （仅10%~20%）；大换料和密封 都不方便；产气率低[平均0.1~ 0.15m3/m3.d]，对防渗措施的要求 较高给燃烧器的设计带来一定困难。
（1）常见几种类型的发酵罐 ①欧美型(Anglo-American shape)；
d/H>1，顶部具有浮罩，顶部和 底部都有小的坡度，由四周向 中心凹陷，形成一个小锥体。
②古典型(Classical shape)；
中间是一个d/H=1的圆桶，上下 两头均为圆锥体。底部锥体的 倾斜度为1.0~1.7，顶部为 0.6~1.0。有助于发酵污泥处于 均匀、完全循环的状态。
（4）有毒物质 ①重金属离子对甲烷发酵的抑制－使酶发生变性或者 沉淀。与酶结合产生变性；与氢氧化物使酶沉淀。 ②阴离子的毒害：主要是S2-，来源：无机硫酸盐还 原；蛋白质分解释放出S2-。 ③氨的毒害：[NH4+]>150mg/L，发酵受抑制。
物质浓度 毒域浓度界限/(mol/L)
碱金属和碱土金属Ca2+， Mg2+，Na+，K+ 重金属Cu2+，Ni2+，Zn2+， Hg2+，Fe2+ H+和OH― 胺类 有机物质
第五章 固体废物的生物处理
固体废物的厌氧发酵
（一）基本概念
厌氧发酵：通过厌氧微生物的生物转化作用，将固体废 物中大部分可生物降解的有机物质分解，转化为能源 产品——沼气的过程，或称厌氧消化，沼气发酵。 微生物生理学定义：在没有外加氧化剂的条件下，被分 解的有机物作为还原剂被氧化，而另一部分有机物作 为氧化剂被还原的生物学过程。 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、H2、H2S、N2、NH2、 PH3、碳氢化合物(CmHn)等。
（三）厌氧发酵的过程
首先，不溶性大分子有机物（如 蛋白质、纤维素、淀粉、脂肪等） 经水解酶的作用，在溶液中分解 为水溶性的小分子有机物（如氨 基酸、脂肪酸、葡萄糖、甘油 等）。随之，这些水解产物被发 酵细菌摄入细胞内，经过一系列 生化反应，将代谢产物排出体外， 由于发酵细菌种群不一，代谢途 径各异，故代谢产物也各不相同。
(2)发酵细菌的营养及C/N
C/N在(10~20):1为宜，太高，细胞氮量不足，系统的
缓冲能力低，pH 值易降低；太低，氮量过多， pH 值 可能上升，铵盐容易积累，会抑制发酵进程。 (3)混合均匀程度 厌氧发酵是由细菌体的内酶和外酶与底物进行的接触
反应。因此必须使两者充分混合。对于液态发酵用充
液搅拌法；对于固态或半固态用充气搅拌法和机械搅 拌法等。
1、两阶段理论
将厌氧发酵分为产酸（酸性发酵）和产气（碱性发酵）两
个阶段，相应起作用的微生物分为产酸细菌和产甲烷细菌。
2、三阶段理论 1979年由布赖恩提出，将厌氧发酵依次分为液化、产酸 、产甲烷三个阶段。起作用的细菌分别称为发酵细菌、 醋酸分解菌、甲烷细菌。
3、四阶段理论
①水解阶段：复杂有机物(纤维 素、淀粉、蛋白质、脂肪)被 发酵细菌分泌的水解酶（胞 外酶） (纤维素酶、纤维二 糖酶、淀粉酶、蛋白酶、脂 肪酶) 分解为水溶性简单化 合物。限制整个过程速度。 ②发酵酸化阶段： 发酵细菌对 水解产物进行胞内代谢，主 要产生有机酸和醇类（丙酸、 丁酸、琥珀酸、乙酸和乳 酸），还有CO2、NH3、H2S、 H2 。 ③产氢产乙酸阶段(厌氧氧 化阶段):专性厌氧的产 氢产乙酸细菌将上阶段 产生的有机酸和醇类生 成乙酸、H2、CO2；同型 乙酸细菌将H2 和 CO2合成 乙酸。 ④甲烷化阶段：乙酸和H2 被甲烷细菌(乙酸分解甲 烷细菌和H2氧化甲烷细 菌)利用生成甲烷。
射流器抽吸沼气搅拌：用污泥泵从 消化池直筒壁高的2/3处抽吸污泥， 经过射流器抽吸池顶的沼气，然后 将混合污泥与沼气射入消化池底部 进行搅拌。