有机固体废物厌氧发酵技术
厌氧生物发酵技术在农业废物治理中的应用探讨

目前广 大 农 村 一般 采 用 的是地 面堆 肥 法 。高 温 堆肥 即选择 距 水源 较 近 、 运输 方 便 的 地方 , 地 面捶 把 实后 依次铺上 一层干 细土 、 层 未切 碎 的玉米 秆 作 为 一 通气 床 , 然后 在 床 上分 层 堆积 农 业 固 体废 弃 物 , 据 根 不 同 的季 节 可 选 择 玉 米 秆 、 草 、 粱 杆 及 各 种 青 草 稻 高
的 烟 气 , 沿 线 的交 通 受 到 影 响 , 时 , 自然 条 件 影 使 同 在
右 。 我 们 国 家 通 常 采 用 的 是 中温 消 化 。
响下 , 固体废 物 中 的一 些有 害 成 分转 人 大 气 、 体 和 水 土壤 , 与生态 系统 的物 质循 环 , 有 潜在 的 、 参 具 长期 的 危害性 。 因此 , 农业 固体废 物进 行综 合 治理 是 十分 对
微 生 物 共 同作 用 , 此 , 发 酵 底 物 中 添 加 一 定 量 的 因 在
微生物作 为接种 物是实 现厌 氧发 酵快 速启 动 、 提高 沼 气产量 的重要措施 。 目前 , 村 沼气池 大 多采 用经 过 农 驯化 的污泥作 为接种物 , 驯化 污 泥主要 来 自厌 氧 消化
厌氧发酵技术在污水处理中的应用

厌氧发酵技术的定义
厌氧发酵技术:指在无氧条件下,利 用厌氧微生物将有机物转化为甲烷和 二氧化碳的过程。
厌氧发酵的三个阶段:水解、酸化、 产甲烷。
厌氧发酵技术的原理
有机物在厌氧菌的作用下被分解为简单的有机酸、醇、二氧 化碳等物质。
在产甲烷菌的作用下,将有机酸和醇等物质转化为甲烷和二 氧化碳。
厌氧发酵技术的分类
借助现代信息技术和人工智能技术,实现 厌氧发酵过程的自动化和智能化控制,提 高处理效率和稳定性。
2023
REPORTING
THANKS
感谢观看
剩余污泥量少
厌氧处理产生的剩余污泥量较少,且 性质较为稳定。
厌氧发酵技术处理污水的优缺点
启动时间长
厌氧发酵微生物繁殖速度较慢,需要 较长的启动时间。
对水质变化敏感
厌氧发酵对水质变化较为敏感,如进 水有机物浓度波动较大,可能导致处 理效果不稳定。
2023
PART 03
厌氧发酵技术在污水处理 中的实践案例
行的解决方案。
2023
PART 04
厌氧发酵技术在污水处理 中的发展前景
REPORTING
技术发展与创新
01
02
03
高效厌氧反应器
研发新型高效厌氧反应器 ,提高厌氧发酵效率,降 低能耗。
微生物种群优化
通过基因工程技术改良厌 氧微生物种群,提高其对 有机物的降解能力。
过程控制与优化
利用智能传感器、大数据 和人工智能技术,实现厌 氧发酵过程的实时监测与 自动控制。
REPORTING
案例一:某城市污水处理厂
总结词
大型城市污水处理厂的成功应用
详细描述
某城市污水处理厂采用厌氧发酵技术处理生活污水,有效降低有机物和营养盐含量,实现稳定达标排放。该厂处 理规模大,运行管理先进,为城市环境治理做出了积极贡献。
固体废物处理与资源化-第五章 第二节 厌氧消化

主要有机物的水解反应:
蛋白质+nH2O→氨基酸+脂肪酸+NH3+CO2+H2S
C3H5(RCO)3O3H2OC3H5(OH)33RCOOH
(脂肪)
(甘油) (脂肪酸)
2(C6H10O5)nnH2OnC12H22O112nC6H12O6 (碳水化合物)(双糖) (单糖)
70(CH4)+30(C02)
5950
700
67(CH4)+33(C02)
5650
a. 理论产气量的计算
在计算沼气发酵原料的理论产气量时,必须首先分别测定 各种发酵原料中碳水化合物(A)、蛋白质(B)和脂肪(C)的 含量,然后用下式计算出每克发酵原料的CH4和CO2的理论 产量。 CH4产量E(L)=0.37A+0.49B+1.04C CO2产量D(L)=0.37A+0.49B+0.36C 式中的A、B、C可在表中查到。
例 , 以 稻 草 为 原 料 , 其 A 、 B 、 C 值 分 别 为 : 0.6026 , 0.0316,0.0321。则: E=0.37×0.6026+0.49×0.0316+1.04×0.0321=0.2718(L/g) D=0.37×0.6026+0.49×0.0316+0.36×0.0321=0.2500(L/g)
发酵原料料浆的配制计算
将所需的各种发酵原料配制成料浆,可根据料浆中所 要求的总固体百分含量计算出加水量。
MTSXXM W10% 0
式中:MTS一发酵料浆中总固体Wt%; M 一各种原料的总固体Wt%; X一各种原料的重量(kg); W一需加入的水量(kg)
厌氧发酵的工程应用实例

厌氧发酵的工程应用实例
瑞士考穆坡盖斯(KOMPOGAS)公司的厌氧发酵工艺
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越来越多的关心生态平衡的机构选择了分类处理垃圾的方法,因为在市政垃圾中三分之一以上的成分是有机物和可以循环利用的物质,分类收集的有机废物,特别是湿的和易降解的部分,以生态和经济方面合理的方式循环利用。有机物中的能量用来产生热能和电力。
工艺流程说明: 1供料准备 1.1机动车闸门;1.2接收区(平台/槽);1.3供料系统;1.4螺旋粉碎机;1.5分离不能处理物质;1.6减小体积;1.7磁力分选机 2发酵 2.1中间存贮;2.2带泵的供料罐;2.3换热器;2.4发酵装置;2.5出料口;2.6带供料罐的脱水机;2.7脱水贮存罐;2.8湿度调节系统 3堆肥和堆肥结束 3.1最后堆肥生产线;3.2供料系统;3.3筒形筛;3.4重力分离系统 4废水处理 4.1密封的贮存装置;4.2生物污水处理 5沼气利用 5.1沼气处理;5.2膜式贮存罐;5.3联合发电机组;5.4应急沼气燃烧器;5.5热能分配装置;5.6配电装置; 5.7沼气处理;5.8充气站 6排放空气处理 6.1输气装置;6.2生物过滤器;6.3空气加湿器
2.芬兰斯堪斯卡(SKANSKA)公司的有机物厌氧发酵工艺 SKANSKA公司将城市污水处理中的污泥消化技术拓展到处理城市生活垃圾,取得了很好的效果,已在芬兰和德国等地建立了示范工厂,最近几年进入中国上海等地推广此技术。 工艺特点: SKANSKA公司的工艺基本与KOMPOGAS公司的工艺相同,其主要区别是: (1)其备料罐是专利技术,在备料罐中实现水选,将轻质物料用刮渣机刮出来;砂石、玻璃等从备料罐下部用水反冲排除,备料罐还能调节干固有机物进料的含量和温度。 (2)采用立式发酵罐(又称生物反应器),罐体室外露天安装,下锥体和排渣口在地下室,实现洁净生产。 (3)采用中温35-37℃发酵工艺,参入发酵的菌种比较皮实,运行稳定可靠。
有机固体废物厌氧发酵生物制氢研究进展

T e lt s i v siain p g e s o i - y r g n p o u t n fo o g n c s l a t b n e o i fr n a in a o n h a e t n e t t r r s fb o h d o e rd c i r m r a i oi w se y a a r b c e me tt th me a d g o o o d o a r a si t d c d a d p ma y ve o u u e d v lp n r n fb o h d g n p o u t n b n e o i e me t t n w s b d wa nr u e n r r iw ff t r e eo me tte d o i- y r e r d ci y a a rb c f r n ai a o o i o o o b u h fr r . o r g t o wad Ke r s:o g n c sl se a a r bc fr n a in b o h d o e r d c in y wo d r a i oi wa t ; n e i me tt ; i— y r g n p o u t d o e o o
早 由 Lws 16 提 出 ,2 纪 7 e i在 96年 0世 0年代 石 化 有 机 固体 废 物 中 的葡 萄糖 、淀 粉 、纤维 素和 半纤 能源危机 和 9 年 代环境 污染 日益严 重 ,使 人们 将 维素等作 为底物进行厌氧发酵 。当发酵 系统 的条件 0 4 当 乙酸 作 为 引。 新 能 源开 发 的重 点转 移 到生 物制 氢 技术 上 。生 物 不 同时 ,发 酵 产氢 途径 也不 同 [ 末 端 产 物 时 ,葡 萄糖 作 为底 物 进 行厌 氧 发 酵 产氢 制 氢技 术 具有 清 洁 、节 能和不 消 耗矿 物 资 源等 优 点 ,与其 他常 规制 氢 法相 比 ,生 物制 氢 是一 种 环 的方程 式如 下 : 境友好 、可 持续性 良好 的氢能生 产技术 ] 。 随着经 济持续 发展和 居 民生活水平 稳 步提高 , 增 加 ,特别 是 城市 生 活垃 圾 的产 生量 和 有机 成 分
厌氧生物法

厌氧生物法厌氧生物法是一种利用厌氧微生物降解有机废物的生物处理方法。
与传统的好氧生物法相比,厌氧生物法具有能耗低、处理效率高等优点,逐渐成为了废物处理领域的热门技术。
一、厌氧生物法的原理厌氧生物法是利用厌氧微生物(如甲烷菌、硫酸盐还原菌、醋酸菌等)在没有氧气的情况下进行有机废物的降解。
在缺氧的条件下,有机物质会被厌氧微生物分解成甲烷、二氧化碳、硫化氢等产物。
这些产物可以进一步被利用,如甲烷可以作为能源,硫化氢可以用于金属提取等。
与好氧生物法不同,厌氧生物法需要维持特定的反应条件,如pH、温度、营养物质等。
此外,厌氧生物法对于废物的处理效率也受到废物成分的影响,如有机物质的种类、浓度等。
二、厌氧生物法的应用领域厌氧生物法广泛应用于有机废物的处理领域,如污水处理、有机废弃物处理、畜禽粪便处理等。
其中,污水处理是厌氧生物法的主要应用领域之一。
在污水处理中,厌氧生物法可以用于预处理污水,降低进一步处理的负荷。
此外,厌氧生物法还可以用于处理高浓度有机废水,如食品加工废水、制药废水等。
这些废水中含有大量的有机物质,如果采用传统的好氧生物法处理,会导致能耗高、处理效率低等问题。
三、厌氧生物法的优势1. 能耗低与好氧生物法相比,厌氧生物法的能耗要低得多。
这是因为厌氧生物法不需要额外的供氧设备,只需要保持反应器内的缺氧状态即可。
此外,厌氧生物法还可以利用产生的甲烷等气体作为能源,进一步降低能耗。
2. 处理效率高厌氧生物法的处理效率要比好氧生物法高得多。
这是因为厌氧微生物在缺氧的条件下更容易生长繁殖,能够更快速地降解有机物质。
此外,厌氧生物法还可以处理一些传统方法难以处理的高浓度有机废物。
3. 产物利用价值高厌氧生物法产生的甲烷等气体可以作为能源利用,硫化氢可以用于金属提取等。
这些产物的利用价值很高,可以进一步降低废物处理的成本。
四、厌氧生物法的发展趋势随着环保意识的提高和能源需求的增加,厌氧生物法的应用前景十分广阔。
固废处理的有机废弃物处理

固废处理的有机废弃物处理随着城市化和工业化的不断发展,人们创造的固体废弃物数量日益增加,给环境带来了严重的污染。
而有机废弃物作为固体废弃物中的一大类,其分解速度缓慢、对生态环境造成较大影响。
因此,对有机废弃物的处理成为当前固废管理工作的重要一环。
一、有机废弃物的来源与种类有机废弃物主要来自家庭、餐饮、食品、养殖、林业等行业,包括剩菜、剩饭、果皮、果肉、蔬菜、叶子、树枝等。
这些废弃物中含有较高的水分和可分解有机物,若未经妥善处理,会产生腐败发酵、产生臭味、滋生害虫等恶劣影响。
根据有机废弃物的处理技术,可以分为通气式堆肥、厌氧发酵、好氧厌氧法等。
其中,通气式堆肥是目前应用最广泛的有机废弃物处理方法之一。
二、通气式堆肥技术通气式堆肥技术是利用微生物将有机废弃物分解为有机质、水和二氧化碳。
该技术的主要步骤包括:选择合适的场地和设备、筛选去除异物、切碎有机废弃物、混合物料、堆积成堆、通风透气、水分管理、温度控制、中间翻堆等。
在通风过程中,可以利用微生物的活性和新陈代谢消耗有机物质,产生水、热、温度等物理化学变化,从而形成具有肥料效果的有机肥。
通气式堆肥技术相对于其他技术具有环保、资源化、低成本等优点,但也存在一些问题。
例如,堆肥过程需要严格控制物料比例、水分含量、通风量等因素,否则会导致发酵不充分、一氧化碳等有害气体的产生;同时,还需要注意无害化处理后的物料的质量和安全等问题。
三、有机废弃物可持续利用固废处理的有机废弃物处理不仅是减少环境污染,同时也是资源化利用的重要途径。
经过科学处理的有机废弃物可以被应用于农业、园林、土壤修复等领域,为提高土壤肥力、保护生态环境、推动可持续发展做出贡献。
除了通气式堆肥技术外,还有一些其他的有机废弃物处理技术,例如厌氧发酵、好氧厌氧法等。
这些技术也在不同程度上应用于有机废弃物的处理与利用。
四、结语有机废弃物是固体废弃物中的重要一类,对于它们的处理与利用具有重要的实践意义。
餐厨垃圾厌氧消化技术简述

餐厨垃圾厌氧消化技术简述摘要:随着我国餐饮行业的快速发展,餐饮企业的数量大幅增加,每天的餐厨垃圾产生量巨大。
因此,要及时对餐厨垃圾进行处理,以餐厨垃圾和厨余垃圾为原料进行中温厌氧消化反应,对不同时间产生的沼渣的脱水性能进行研究,沼渣的脱水性能主要受厌氧消化时间的影响。
本文主要对餐厨垃圾和厨余垃圾厌氧消化产生沼渣的脱水性能进行分析。
关键词:餐厨垃圾;厌氧消化;脱水性能中图分类号:TU824文献标识码: A一、、餐厨垃圾的特点餐厨垃圾又称泔脚,是居民生活消费中产生的生活废物,容易腐烂、传播病菌。
其主要成分是面粉、米类食物残渣、肉骨与动植物油等,化学组成中有脂类、淀粉、纤维素与无机盐等。
餐厨垃圾营养元素非常丰富,含有大量的微生物菌种,具有较高的产甲烷能力,兼具资源与废物二重性;另外,餐厨垃圾处理难度大。
餐厨垃圾的固体含量通常在20%左右,含水率高65%~95%,油脂含量通常在1%~5%,脱水性能差;热值为2100~3100kJ/kg,与生活垃圾一同焚烧,不能达到垃圾焚烧发电所要求的5000kJ/kg热值。
在高温条件下,餐厨垃圾变质速度快,其降低了回收利用价值。
二、厌氧消化原理厌氧消化是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二氧化碳与甲烷等,同时合成自身细胞物质的生物学过程,是实现有机固体废物资源化、无害化的一种有效的方法。
其机理如图1所示。
厌氧消化由于它较高的经济性和产能效益己经引起越来越多的关注,在处理垃圾放方面主要有以下优点:厌氧消化不需要氧气,可以减少动力消耗、节约能源、减少成本;对有机负荷承受力强,反应器效能高,容积小,占地面积小,可降低基建成本,又能达到很好的处理效果;厌氧过程中没有与氧相随的微生物合成,因此剩余污泥量少,减少了处置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;发酵残留物可经过灭菌等操作转化为土壤添加剂或肥料,增加其经济效益;总之,厌氧消化实现了“无害化、减量化与资源化”,在生物质有效利用方面有着巨大的贡献。
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5)酸碱度、pH值和发酵液的缓冲作用 氨与二氧化碳反应生成的碳酸氢氨使得发酵液具有
一定的缓冲能力,在一定的范围内可以避免发生这 种情况 应保持碱度在2000mg/L以上,使其有足够的缓冲能 力,可有效防止系统pH值的下降
6)生物固体停留时间(污泥龄)与负荷 发酵罐的容积负荷和发酵时间之间一般呈反比例
城市污泥
活性物质(90%)
35
2.08
+原始物质(10%)
0.21
65
城市原始污泥 城市固体垃圾 奶牛场废物 猪场废物 菜牛粪 百慕大草 禽粪
35
1.6
35
-
35
4.9
24
0.92
55
16.2
35
1.3
35
1.6
0.52
69
0.17
59
0.75
80
0.48
75
0.29
56
0.14
61
0.19
54
厌氧发酵设备与工艺
为氮的1/5
3)混合均匀程度 搅拌的目的是使发酵原料分布均匀,增加微生物
与发酵基质的接触,也使发酵的产物及时分离, 从而提高产气量,加速反应 液态发酵用泵喷水搅拌法;对于固态或半固态用 发酵气循环搅拌法和机械混合搅拌法等
4)添加剂和有毒物质 在发酵液中添加少量的化学物质,有助于促进厌氧发
酵,提高产气量和原料利用率 添加过磷酸钙,能促进纤维素的分解,提高产气量 添加少量钾、钠、钙、镁、锌、磷等元素能促进厌氧
水压式沼气池工作原理示意图
水压式沼气池工作原理示意图 (a)1—加料管;2—发酵间(贮气部分);3—池内液面0-0;4—出料间液面 (b)1—加料管;2—发酵间(贮气部分);3—池内料液液面A-A;4—出料间液面B-B (c)1—加料管;2—发酵间(贮气部分);3—池内料液液面A-A;4—出料间液面B-B;
5)酸碱度、pH值和发酵液的缓冲作用 水解与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 pH<4.8时,体系过度酸化,厌氧发酵停止 在发酵系统中,如果水解发酵阶段与产酸阶段的反 应速率超过产甲烷阶段,则pH值会降低,影响甲烷 菌的生活环境
关系,厌氧发酵的好坏与污泥龄有直接关系
式中
c ——污泥龄,d,SRT;
M r ——发酵罐内的总生物量,kg;
e ——发酵罐每日排出的生物量,
e
Me t
M e ——排出发酵罐的总生物量,(包括上清液带出的),kg;
t ——排泥时间,d
固体废物厌氧消化运行性能数据
原料
温度(℃)有 机 负 荷 甲 烷 产 量 甲烷含量 ( g(VS)/L•d )(L/g(VS)) %
群,依次为水解发酵细菌、产氢产乙酸细菌、产甲 烷细菌
影响发酵细菌功能的环境条件
1)温度因素 可把发酵过程分为常温发酵(自然发酵)、中温发 酵(28~38℃)和高温发酵(48~60℃)
2)发酵细菌的营养及营养物比例 一般厌氧发酵适宜的C/N比为(30~20):1 厌氧发酵对磷(以磷酸盐的形式)的需求量大约
这种工艺的优点是沼气池结构相对简单,造价较 低。一般固体废物处理很少采用常温厌氧发酵
(2)按发酵级数分类 相互连通的沼气池的数量多 少,分为单级、两级和多级发酵 ①单级发酵 混合发酵只有一个沼气池(或发酵装 置),其沼气发酵过程只在一个发酵池内进行。设 备简单,但条件控制较困难
(2)按发酵级数分类 相互连通的沼气池的数量多 少,分为单级、两级和多级发酵 ②两级和多级发酵 二级或多级沼气发酵工艺,发 酵在两个或两个以上的互相连通的发酵池内进行。 原料先在第一个发酵池滞留一定时间进行分解、产 气,然后料液从第一个发酵池进入第二个或其余的 发酵池继续发酵产气 发酵工艺滞留期长,有机物分解彻底,但投资较高
(3)按投料运转方式分类 分为连续发酵、半连续发 酵、批量发酵、两步发酵 ①连续发酵 是从投料启动并稳定运行后,按一定的负 荷量连续进料,此发酵工艺能保持稳定的有机物消化 速度和产气率,适于处理来源稳定的城市污水、工业 废水和大、中型畜牧场的粪便等
(3)按投料运转方式分类 分为连续发酵、半连续发 酵、批量发酵、两步发酵 ②半连续发酵 启动时一次性投入较多的发酵原料,当 产气量趋于下降时,开始定期添加新料和排出旧料, 以维持比较稳定的产气率 我国广大农村由于原料特点和农村用肥集中等原因, 主要采用这种发酵工艺
5—导气管;6—沼气输气管;7—控制阀
粪便发酵池组示意图
1—出料池;2—出气孔;3—进料口;4—加料孔; 5—发酵池;6—进料池
图10-3-7 联合沼气池
欧美型
经典型
蛋型
欧洲—工艺
(1)按温度分类 发酵
高温发酵、中温发酵、常温
①高温发酵 发酵温度在50~60℃之间,微生物 特别活跃,有机物分解消化快,产气率高[一般在 2.0m3/(m3料液·d)以上],滞留期短
有机固体废物 厌氧发酵定义
有机固体废物厌氧发酵定义
在无外加氧化剂条件下,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
有机物的厌氧发酵过程主要经过液化(水解)、酸化(包 括酸化前阶段、酸化后阶段)及气化三个阶段
厌氧发酵过程中的微生物群落
数量最多、作用最大的微生物是细菌,18属、51种 真菌(丝状真菌和酵母)虽也能存活,但数量很少 藻类和原生动物偶有发现,但数量也较少 细菌以厌氧菌和兼性厌氧菌为主 参与有机物逐级厌氧发酵降解的细菌主要有三大类
反应
5)酸碱度、pH值和发酵液的缓冲作用 消化液的酸度与脂肪酸含量有关 脂肪酸含量较多的有乙酸、丙酸、丁酸,其次为甲
酸、己酸、戊酸、乳酸等 丙酸的积累是造成酸抑制的基本原因。脂肪酸含量
大于2000~3000 mg/L会使发酵过程受阻 消化液的碱度通常由其中的氨氮含量决定,它能中
和酸而使发酵液保持适宜的pH值 氨有一定的毒性,一般应不超过1000mg/L
②中温发酵 发酵温度30~35℃,有机物消化速度较 快,产气率较高[一般在1 m3/(m3料液·d)以上]。 实际应用较多
沼气发酵工艺
(1)按温度分类 高温发酵、中温发酵、常温发酵 ③常温发酵 自然温度下进行的沼气发酵。发酵温度不 受人为控制,基本上是随气温变化而不断变化,通常 夏季产气率较高,冬季产气率较低