固體廢物的厭氧消化處理

1、目錄目錄- 1 -固體廢物的厭氧消化處理- 1 -摘要- 1 -關(guān)鍵詞1引用1正文2一、厭氧消化原理- 2 -圖 112二、厭氧消化的影響因素- 3 -三、厭氧消化工藝- 4 -結(jié)論4參考文獻(xiàn)5固體廢物的厭氧消化處理蔣潔茹（金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院制藥與材料工程學(xué)院，浙江金華321000）摘要：厭氧消化或稱厭氧發(fā)酵是一種普遍存在于自然界的微生物過程。厭氧消化處理是指在厭氧狀態(tài)下利用厭氧微生物使固體廢物中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為CH4和CO2的過程。Abstract: The anaerobic digestion or says anaerobic fermentation is a kind of commo

2、n 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. 關(guān)鍵詞：固體廢物厭氧消化微生物有機(jī)物引言：厭氧消化或稱厭氧發(fā)酵是一種普遍存在于自然界的微生物過程。厭氧消化處理是指在厭氧狀態(tài)下利用厭氧微生物使固體廢物中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為CH4和CO2的過程。厭氧消化可以產(chǎn)生以CH4為主要成分的沼氣，故

3、又稱之為甲烷發(fā)酵。厭氧消化可以去除廢物中30 50的有機(jī)物并使之穩(wěn)定化。厭氧消化技術(shù)具有一下特點(diǎn)：過程可控性、降解快、生產(chǎn)過程全封閉。資源化效果好，可將潛在于廢棄有機(jī)物種的低品位生物能轉(zhuǎn)化為可以直接利用的高品位沼氣。易操作，與好氧處理相比，厭氧消化處理不需要通風(fēng)動(dòng)力，設(shè)施簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低。產(chǎn)物可再利用，經(jīng)厭氧消化后的廢棄物基本得到穩(wěn)定，可作農(nóng)肥、飼料或堆肥化原料?？蓺⑺纻魅拘圆≡?，有利于防疫。厭氧過程中會(huì)產(chǎn)生H2S等惡臭氣體。厭氧微生物的生長(zhǎng)速率低，常規(guī)方法的處理效率低，設(shè)備體積大。正文：一、 厭氧消化原理參與厭氧分解的微生物可以分為兩類，一類是由一個(gè)十分復(fù)雜的混合發(fā)酵細(xì)菌群將復(fù)雜的有機(jī)物分

4、解，并進(jìn)一步分解為以有機(jī)酸為主的簡(jiǎn)單產(chǎn)物，通常稱為水解酶。在中溫沼氣發(fā)酵中，水解菌主要屬于厭氧細(xì)菌，包括梭菌屬、擬桿菌屬、真細(xì)菌屬、雙歧桿菌屬等。第二階段的微生物為絕對(duì)厭氧菌，其功能是將有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為甲烷，被稱之為甲烷細(xì)菌。有機(jī)廢物厭氧發(fā)酵的工藝原理如下圖所示圖 11有機(jī)物的厭氧發(fā)酵分解（一）三段理論厭氧發(fā)酵一般可以分為三個(gè)階段，即水解階段、產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段，每一階段各有其獨(dú)特的微生物類群起作用。水解階段起作用的細(xì)菌稱為發(fā)酵細(xì)菌，包括纖維素分解酶、蛋白質(zhì)水解酶。產(chǎn)酸階段起作用的細(xì)菌是醋酸分解菌。這兩個(gè)階段起作用的細(xì)菌統(tǒng)稱為不產(chǎn)甲烷細(xì)菌。產(chǎn)甲烷階段起作用的細(xì)菌是產(chǎn)甲烷細(xì)菌。有機(jī)物分解三階段過程

5、如下圖所示：1. 水解階段發(fā)酵細(xì)菌利用胞外酶對(duì)有機(jī)物進(jìn)行體外酶解，使固體物質(zhì)變成可溶于水的物質(zhì)，然后，細(xì)菌再吸收可溶于水的物質(zhì)，并將其分解為不同的產(chǎn)物。2. 產(chǎn)酸階段水解階段產(chǎn)生的簡(jiǎn)單的可溶性有機(jī)物在生產(chǎn)氫和產(chǎn)酸細(xì)菌的作用下，進(jìn)一步分解為揮發(fā)性脂肪酸、醇、酮、醛、CO2和H2等。3. 產(chǎn)甲烷階段產(chǎn)甲烷菌將第二階段的產(chǎn)物進(jìn)一步降解成CH4和CO2，同時(shí)利用產(chǎn)酸階段所產(chǎn)生的H2將部分CO2再轉(zhuǎn)變?yōu)镃H4。（二） 兩段理論兩段理論將厭氧消化過程分成兩個(gè)階段，即酸性發(fā)酵階段和堿性發(fā)酵階段。如下圖所示：二、厭氧消化的影響因素（一） 厭氧條件當(dāng)厭氧消化正常進(jìn)行時(shí)，Eh應(yīng)維持在300mV左右（二） 原料配比

6、厭氧消化原料的碳氮比以（20 30）1為宜。（三） 溫度溫度是影響產(chǎn)氣量的重要因素，厭氧消化可在較為廣泛的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行（4065）。（四） PH產(chǎn)甲烷微生物細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞質(zhì)pH一般呈中性。在產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌共存的厭氧消化過程中，系統(tǒng)的pH應(yīng)控制在6.57.5之間，最佳pH范圍是7.07.2。（五） 添加物和抑制物在發(fā)酵液中添加少量的硫酸鋅、磷礦粉、煉鋼渣、碳酸鈣、爐灰等，有助于促進(jìn)厭氧發(fā)酵，提高產(chǎn)氣量和原料利用率，其中以添加磷礦粉的效果最佳。（六） 接種物添加接種物可有效提高消化液中微生物的種類和數(shù)量，從而提高反應(yīng)器的消化處理能力，加快有機(jī)物的分解速率，提高產(chǎn)氣量，還可使開始產(chǎn)氣的時(shí)間提前。用

7、添加接種物的方法，開始發(fā)酵時(shí)，一般要求菌種量達(dá)到料液量的5以上。（七） 攪拌攪拌可使消化原料分布均勻，增加微生物與消化基質(zhì)的接觸，使消化產(chǎn)物及時(shí)分離，也可防止局部出現(xiàn)酸積累和排除抑制厭氧菌活動(dòng)的氣體，從而提高產(chǎn)氣量。三、厭氧消化工藝一個(gè)完整的厭氧消化系統(tǒng)包括預(yù)處理、厭氧消化反應(yīng)器。消化氣凈化與貯存、消化液與污泥的分離、處理和利用。厭氧消化工藝類型較多，按消化溫度、消化方式、消化極差的不同劃分成幾種類型。（一） 根據(jù)消化溫度劃分的工藝類型根據(jù)消化溫度，厭氧消化工藝可分為高溫消化工藝和自然消化工藝兩類。1 高溫消化工藝高溫消化工藝的最佳溫度范圍是4755，此時(shí)有機(jī)物分解旺盛，消化快，物料在厭氧池內(nèi)

8、停留時(shí)間短，非常適用于城市垃圾糞便和有機(jī)污泥的處理。其程序如下： 高溫消化菌的培養(yǎng) 高溫的維持：在消化池內(nèi)布設(shè)盤管，通入蒸汽加熱料漿。 原料投入與排出消化物料的攪拌：高溫厭氧消化過程要求對(duì)物料進(jìn)行攪拌，以迅速消除鄰近蒸汽管道區(qū)域的高溫狀態(tài)和保持全池溫度的均一。2 自然消化工藝自然溫度厭氧消化是指在自然溫度影響下消化溫度發(fā)生變化的厭氧消化。（二） 根據(jù)投料運(yùn)轉(zhuǎn)方式劃分的工藝類型根據(jù)投料運(yùn)轉(zhuǎn)方式，厭氧消化可分為連續(xù)消化、半連續(xù)消化和兩步消化等。1 連續(xù)消化工藝從投料啟動(dòng)后，經(jīng)過一段時(shí)間的消化產(chǎn)氣，隨時(shí)連續(xù)定量地添加消化原料和排出舊料，其消化時(shí)間能連續(xù)長(zhǎng)期進(jìn)行。其消化工藝易于控制，能保持穩(wěn)定的有機(jī)物

9、消化速率和產(chǎn)氣率，但該工藝要求較低的原料固形物濃度。2 半連續(xù)消化工藝半連續(xù)消化的工藝特點(diǎn)是：?jiǎn)?dòng)時(shí)一次性投入較多的消化原料，當(dāng)產(chǎn)氣量趨于下降時(shí)，開始定期或不定期添加新料和排出舊料，以維持比較穩(wěn)定的產(chǎn)氣率。3 兩步消化工藝兩步消化工藝的特點(diǎn)是將沼氣消化全過程分成兩個(gè)階段，在兩個(gè)反應(yīng)器里進(jìn)行。第一個(gè)反應(yīng)器的功能是：水解和液化固態(tài)有機(jī)物為有機(jī)酸；緩沖和稀釋負(fù)荷沖擊與有害物質(zhì)，并截留難降解的固體物質(zhì)。第二個(gè)反應(yīng)器的功能是：保持嚴(yán)格的厭氧條件和Ph，以利于產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng)；消化、降解來自于前段反應(yīng)器的產(chǎn)物，把它們轉(zhuǎn)化為甲烷含量較高的消化氣，并截留懸浮固體、改善出料性質(zhì)。結(jié)論：厭氧消化處理工藝是固體廢棄物處理不可缺少的一部分。20世紀(jì)70年代初，由于能源危機(jī)和石油價(jià)格的上漲，許多國家開始尋找新的替代能源，使得厭氧消化技術(shù)顯示出其優(yōu)勢(shì)。厭氧消化的優(yōu)點(diǎn)是有機(jī)質(zhì)經(jīng)消化產(chǎn)生了能源，殘余物可作肥料。厭氧消化開始用于廢物處理，現(xiàn)在厭氧消化已應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，如工業(yè)廢水處理、城市垃圾的處理及潛在能源的開發(fā)、作燃料與動(dòng)力、并且已建立了大規(guī)模的厭氧消化工廠。參考文獻(xiàn)：1 羋振明,高忠愛.固體廢物的處理與處置.修訂版.北京:高