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氨氮对厌氧发酵的影响
厌氧发酵是处理有机废弃物并实现其资源化利用的有效手段，然而厌氧发酵作为生物处理技术一种，必然存在着生化抑制反应。存在的生化抑制反应主要有：pH抑制、氢抑制、挥发性有机酸（VFA）和氨氮的抑制等。高浓度的氨氮就是有机废弃物厌氧生物处理中常遇到的一个难题。
本文阅读大量文献，集中研究氨氮在厌氧发酵过程中的产生机理、抑制浓度等规律，以期待解决或者避免氨氮在产甲烷发酵过程中的抑制反应情况，为今后的厌氧发酵提供理论和技术支持。
1氨氮的产生机理
在有机垃圾厌氧消化的过程中，氮的平衡是非常重要的因素，尽管进入消化系统中的硝酸盐能被还原成氮气，但其仍将存在于系统中。由于厌氧微生物细胞的增殖很少，只有很少的氮转化为细胞，大部分可生物降解的有机氮在厌氧发酵
降解过程中形成水解产物-氨氮，主要以铵离子NH
4+-N和游离氨NH
3
形式存在。
因此消化液中氨氮的浓度都高于进料的氨氮浓度，系统中的总氮是守恒的。
氨态氮主要是通过氨基酸的降解产生，其分解主要通过偶联进行氧化还原脱氮反应，这需要两种氨基酸同时参与，其中一个氨基酸分子进行氧化脱氮，同时产生的质子使另外一个氨基酸的两个分子还原，两个过程同时伴随着氨基酸的去除。如丙氨酸和甘氨酸的降解：
CH
3CHNH
2
COOH（丙氨酸）＋2H
2
O→CH
3
COOH＋CO
2
＋NH
3
＋4H+
CH
2NH
2
COOH（甘氨酸）＋4H+→2CH
3
COOH＋2NH
3
]
两个反应合并即为：
CH
3CHNH
2
COOH＋2CH
2
NH
2
COOH＋2H
2
O→3CH
3
COOH＋CO
2
＋3NH
3
由于氨基酸的降解的能够产生NH
3
，因此在这一过程会影响到溶液的pH值。
NH
3的存在对厌氧过程非常重要，一方面，NH
3
是微生物的营养物质，细菌利用氨
氮作为其氮源，另一方面，NH
3
如果其浓度过高就会快速抑制甲烷菌的活性。
氨的存在形式有NH
3和NH
4
+，两者的浓度决定于pH值。
NH
3＋H
2
O→NH
4
+＋OH-
35℃时，K
1＝
]
[
]
][
[
3
4
NH
OH
NH-
+
=×10-5 （1-1）
K 2＝
]
[
]
][
[
2
O
H
OH
H-
+
=×10-14 （1-2）
两式相除，[NH
3
]＝×10-9】
有机酸积累，pH值降低，平衡向右移动，NH
3离解为NH
4
+。
同时，也有研究表明：除了有机氮在厌氧发酵时被氨化外，发酵余液回流利用也会因此加重氨积累[1]。
2氨氮的抑制机理和抑制模式
对于在厌氧发酵过程中氨氮产生抑制性的原因，目前还存在争议。大多数学者认为，游离氨(NH
3
)是氨氮产生抑制作用的主要原因，因为游离氨能自由透
过细胞膜[2,3]。但认为，甲烷菌的活性取决于NH
4+的浓度，而不是非离子化NH
3
的浓度[4]。而且NH
4+和NH
3
在驯化和非驯化的系统中的影响是不同的[5]。
目前关于氨毒性的抑制机理所知的还十分有限，少数纯培养条件下的研究表明，氨可能以两种方式影响产甲烷菌：
(1) 铵离子直接抑制甲烷合成酶的活性；
(2) 游离氨为疏水性分子，通过被动扩散作用进入细菌细胞，引起质子不平衡和钾的缺乏[6,7]。
Benabdallah El Hadj etal.研究了不同游离氧(NH
3-N)和铵离子(NH
4
+-N)浓
度下城市有机固体废弃物中温和高温厌氧发酵的产气性能[8]，结果表明游离氨和铵离子均能抑制产甲烷活性，对两者单独试验，结果中温和高温下造成甲烷产量
减少50%的NH
3-N浓度分别为215和468mg/L，而3860和5600 mg/L NH
4
+-N浓度
同样造成了中温和高温下甲烷产量减少50%。
。
Kaare Hvid Hansen等在研究猪粪厌氧消化的过程中总结了氨氮抑制产气的
四阶段模式[2]。Poggi-Varaldo在中温消化中应用未驯化的产乙酸产甲烷菌群[9]，Angelidaki和Ahring在应用经过驯化的高温产乙酸产甲烷菌群进行厌氧消化的过程中也得到了相近的模式[10]。结合试验结果和数据分析，Hansen et al.总结出了氨氮抑制产气的四阶段模型：NH
3
-N浓度低于阈值L时，沼气生产过程不受
抑制；NH
3
-N浓度超过L时，抑制发生，形成初始抑制的第一相；然后是抑制的
稳定状态；之后进入抑制阶段，随着NH
3
-N浓度的增加，表观比生长速率下降。
该四阶段模型可如下表述：
Stage1 0<[NH
3]<，μ
r
= (2-1)
Stage2 <[NH
3]<，μ
r
=
128
.0
]
[
6.7
1
3
NH
+
-
(2-2)
Stage3 <[NH
3]<，μ
r
= (2-3)
Stage4 <[NH
3]，μ
r
=
0995
.0
]
[
12
1
3
NH
+
-
(2-4)
在模型中，[NH
3]为NH
3
-N浓度(g/L)，μ
r
为产甲院微生物的相对表观比生长
速率。定义表观比生长速率为μ，各试验组NH
3
-N浓度为L时的表观比生长速率
为μ
ref ，其他NH
3
-N浓度条件下的表观比生长速率μ相对于μ
ref
进行归一化处
理，即μ
r=μ
/
μ
ref。
随着NH
3
-N浓度的增加，μ
r
呈现不同形式的下降。当NH
3
-N
浓度小于L时，恒定为；当NH
3-N浓度由L增加到L时，μ
r
由降至；当NH
3
-N浓
度在~L之间时，μ
r 以的下降率稳定降低；在第4阶段，随着NH
3
-N浓度的增加，
μ
r
以近乎恒定的速率下降。
非离子化NH
3
的浓度主要取决于三个因素：总的氨氮浓度、温度和pH。pH 对氨氮中游离氨所占的比例有很大影响，研究表明当pH为7时，游离氨仅占总氨氮的1%，当pH上升至8时，游离氨的比例上升10倍。
、
3 氨氮浓度对于厌氧发酵的影响
国内外已有氨氮对厌氧发酵影响的研究，但氨氮对产甲烧菌产生抑制作用的浓度还具有不确定性。
普遍认为，发酵液中的氨氮浓度为50~200 mg/L时，对厌氧发酵有促进作用[11]，因为氮是厌氧微生物的必需营养元素[12]，同时也有利于维持稳定的pH。
何仕均[16]等研究发现，当氨氮浓度小于 400mg/L时，对体系表现为促进产甲烷作用，当氨氮浓度大于800mg/L时开始表现为抑制产甲烷作用，抑制浓度为7%，并且抑制作用强度与氨氮浓度呈正相关。
一般认为，当氨氮质量浓度为1500~3000 mg/L时，开始对厌氧发酵过程产生一定的抑制作用[13]。
研究表明，即使是驯化过的长期运行反应系统，只要氨氮浓度达到1700mg/L 就会使产甲烷箘活性下降10%，同时产气量会开始下降[14,15]。
当发酵液中氨氮质量浓度超过3000mg/L时，会对厌氧发酵产生毒害抑制作用[13]。
高浓度的氨氮会严重影响产甲烷过程，当氨氮浓度为4051~5734mg/L时，可使产甲烷菌的活性下降%[17]。
"
文献中关于氨氮的抑制浓度之间显著的差异可归因于底物和接种物，环境条件(温度，pH)，驯化周期等方面的差异[18,19]。
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农产品加工·学刊 2009年第10期 收稿日期：2009-07-30 基金项目：镇江市国际合作项目（GJ2007010，GJ2008010）；镇江市工业攻关项目（GY2007002）。作者简介：马海乐（1963-），男，陕西人，博士，教授，博士生导师，研究方向：生物资源高效利用技术。 E-mail ：mhl@https://www.doczj.com/doc/401612670.html, 。 0引言 醋糟是利用粮食原料生产食醋过程中排放的有机废弃物，长期以来都作为垃圾被填埋。人们对醋糟的利用有过不少研究[1~3]，大多着眼于作为饲料或食用菌栽培料。但前者烘干成本过高，后者处理量少，均不能从根本上解决问题。所以对醋糟的处理，既是制醋行业的一大难题，又是城市环境卫生治理的一大难点。 有机废弃物厌氧发酵制氢技术是近年来国内外研究的新领域，该技术能够高效降解有机质，并且发酵 以后的底物能够用作有机肥料[4，5]。因此，将有机废弃物用于厌氧发酵制氢，既能解决有机废弃物的处理问题，又可获得清洁能源──氢气。目前采用各种有机废水和有机固体废弃物进行生物发酵制氢的研究已有很多，其中包括利用糖蜜废水、酿酒废水、植物淀粉生产废水、纤维素微晶以及城市有机固体垃圾等发酵产氢[6~10]。 樊耀亭等人以牛粪堆肥或活性污泥作为天然混合产氢菌来源，分别对啤酒糟、玉米秸秆、芝麻饼、玉米芯等进行厌氧发酵，均得到了较好的产氢效果[11~13]； 醋糟厌氧发酵制氢的影响因素研究 马海乐1，2，3，刘瑞光1，3，王振斌1，2，3，顾顺1，3，R uihong Zhang 4，3 （ 1.江苏大学食品与生物工程学院，江苏镇江212013； 2.江苏省农产品生物加工与分离工程技术研究中心，江苏镇江212013； 3.美国加州大学—中国江苏大学生物质能联合研究中心，江苏镇江212013； 4.Department of Biological &Agricultural Engineering ，University of California-Davis ，Davis ，CA 95616，USA ）摘要：以预处理后的牛粪为接种物，以醋糟为发酵底物进行厌氧发酵产氢试验，研究了底物预处理方法、发酵温度、 底物浓度、初始pH 值、微量金属元素添加量对产氢量的影响。结果表明，用体积分数0.7%的HCl 静置处理24h 为最佳预处理方法，且在最佳发酵条件（发酵温度35℃，底物浓度175g/L ，初始pH 值6.0）下，微量金属元素营养液添加量为2%时，产氢效果最好，累积产氢量为46.91mL/g TS 。关键词：醋糟；厌氧发酵；氢气；响应面法；优化中图分类号：TS209文献标志码：A doi ：10·39691jissn ·1671-9646（X ）·2009·10· 006Research on Influence Factors of Hydrogen Production from Vinegar Residue by Anaerobic Digestion M a Haile 1，2，3，Liu Ruiguang 1，3，Wang Zhenbin 1，2，3，Gu Shun 1，3，Ruihong Zhang 4，3 （ 1.School of Food and Biological Engineering ，Jiangsu University ，Zhenjiang ，Jiangsu 212013，China ； 2.Jiangsu Provincial Research Center of Bio-process and Separation Engineering of Agri-products ，Zhenjiang ，Jiangsu 212013，China ； 3.Joint Bio-energy Research Center of Jiangsu University and University of California-Davis ，Zhenjiang ，Jiangsu 212013，China ； 4.Department of Biological &Agricultural Engineering ，University of California-Davis ，Davis ， CA 95616，USA ） Abstract ：Vinegar residue was digested with culture from the enriched cattle manure under anaerobic condition to produce hydrogen.The effect of pretreatment method of vinegar residue ，fermentation temperature ，substrate concentration ，initial pH and supplement of trace metals on the hydrogen yield was investigated.The results showed that the best pretreatment method were that vinegar residue was placed in 0.7%HCl for 24h ，and maximal hydrogen yield 46.91mL/g TS was obtained under fermentative temperature 35℃，substrate concentration 175g/L ，initial pH 6.0and trace metals solution supplement 2%.Key words ：vinegar residue ；cattle manure ；anaerobic digestion ；hydrogen 第10期(总第187期)农产品加工·学刊 No.102009年10月 Academic Periodical of Farm Products Processing Oct. 文章编号：1671-9646(2009)10-0026-04
有机固体废弃物厌氧发酵产生沼气的脱硫技术分析 0引言 随着工农业废弃物厌氧生物处理技术的广泛应用，沼气作为一种可再生能源，越来越受到人们的关注和重视。沼气是一种特殊的生物质能源，因为它的低位发热值较高，所以其经常被用作汽车燃料，还有一些被用作动力能源(如水泵和发电机)，也有被用作化工原料(如合成有机玻璃脂和制造甲醛和甲醇等);还有一些国家的沼气净化技术较高，如瑞典将净化后的沼气直接并入国家气网使用。因此，沼气完全可以作为一种绿色能源被开发利用，这种新兴的产业也被人们越来越重视。由于沼气来源于厌氧发酵工艺，因此这种工艺也得到越来越多的产业化应用，不仅能缓解当前存在的能源危机问题，而且能很好地达到保护环境的目的。 各种厌氧发酵微生物在厌氧的条件下，将有机物分解消化的过程中会产生沼气，此时也伴随有H2S的产生。因此，沼气是一种混合气体，其中CHQ和CO2的含量较高，H2, H2S, NH 的含量比较少。发酵原料的种类、各种原料的相对含量、厌氧发酵的条件(温度、时间、pH等)以及厌氧发酵的各个阶段都是影响沼气成分的因素。 硫化氢(H2S)是一种能危害人体健康的有毒性气体，其物理性质上最大的特点是无毒和有强烈的臭鸡蛋气味。另外，大气中H2S的存在是造成酸雨的主要原因之一。由于H2S在化学性质上能与许多金属离子反应，产物是硫化物沉淀，而这些产物又不溶于水或者酸，所以其对铁等金属类物质有很强的腐蚀性。除此之外，当沼气燃烧时，H2S会被氧化成亚硫酸，从而对环境造成严重的污染，也会严重腐蚀设备、管道和仪器仪表等。因此，在利用沼气之前必须将其中的H2S去除，而国家对沼气中H2S含量的标准有严格的规定，不能超过0. 02g/亩。目前，最常用的脱除H2S的方法有干式脱硫、湿式脱硫和生物脱硫。 1.干法脱硫 干法脱硫的具体反应过程是首先通过物理吸附将H2S吸附在吸附剂的表面，然后是吸附剂与H2S发生化学反应生成单质硫的过程。因为干法脱硫所使用的脱硫剂大多数是粉末状或者颗粒状，其整个过程是在完全干燥的环境下进行的，所以脱硫过程不会对设备和管道等产生腐蚀和结垢的影响。干法脱硫的适用范围是含有较低浓度H2S的气体，其优点在于脱硫工艺设备比较简单及工艺技术方面比较成熟。因此，干法脱硫工艺在工业上应用较广。目前，最常用的干法脱硫方法有氧化铁法、氧化锌法、活性炭吸附法和膜分离法等。 1.1氧化铁法脱硫 氧化铁沼气脱硫法是使用较早的一种方法，早在19世纪40年代就开始逐步发展起来了，而此时煤气工业也孕育而生。氧化铁法脱硫的反应原理:常温下沼气到达脱硫机床的表面，此时沼气中的H2S与Fe203发生氧化还原反应，生成的产物为Fe2S3和Fe2;之后，含硫的脱硫剂再被空气中的氧氧化为Fe2 03和SO这也说明了这种脱硫剂是可再生的，可以循环使用很多次;但是如果脱硫剂表面的空隙被大部分覆盖以后，氧化铁脱硫剂就失去了活性。由此可见，影响脱硫效果的因素有沼气的流速和沼气与脱硫剂接触的时间。 氧化铁法脱硫过程中发生的化学反应是不可逆的。反应方程式的反应速率很大，要将沼
MBR工艺组合 膜生物反应器是一种由膜分离与生物处理技术组合而成的废水生物处理新工艺。膜的种类繁多，按分离机理进行分类，有反应膜、离子交换膜、渗透膜等;按膜的性质分类，有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜) ;按膜的结构型式分类，有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。 1、MBR工艺在国内的研究现状 80年代以来，膜生物反应器愈来愈受到重视，成为研究的热点之一。目前该技术己应用于美国、德国、法国和埃及等十多个国家，规模从6m3/d至13000m3/d不等。 我国对MBR的研究还不到十年，但进展十分迅速。国内对MBR的研究大致可分为几个方面： 1.探索不同生物处理工艺与膜分离单元的组合形式，生物反应处理工艺从活性污泥法扩展到接触氧化法、生物膜法、活性污泥与生物膜相结合的复合式工艺、两相厌氧工艺; 2.影响处理效果与膜污染的因素、机理及数学模型的研究，探求合适的操作条件与工艺参数，尽可能减轻膜污染，提高膜组件的处理能力和运行稳定性; 3.扩大MBR的应用范围，MBR的研究对象从生活污水扩展到高浓度有机废水(食品废水、啤酒废水)与难降解工业废水(石化、印染废水等)，但以生活污水的处理为主。
2、MBR工艺的特点 与传统的生化水处理技术相比，MBR具有以下主要特点： 1.高效地进行固液分离,其分离效果远好于传统的沉淀池,出水水质良好,出水悬浮物和浊度接近于零,可直接回用,实现了污水资源化。 2.膜的高效截留作用,使微生物完全截留在生物反应器内,实现反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离,运行控制灵活稳定。 3.由于MBR将传统污水处理的曝气池与二沉池合二为一,并取代了三级处理的全部工艺设施,因此可大幅减少占地面积,节省土建投资。 4.利于硝化细菌的截留和繁殖,系统硝化效率高。通过运行方式的改变亦可有脱氨和除磷功能。 5.由于泥龄可以非常长,从而大大提高难降解有机物的降解效率。 6.反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行,剩余污泥产量极低,由于泥龄可无限长,理论上可实现零污泥排放。 7.系统实现PLC控制,操作管理方便。 3、MBR工艺的组成 通常提到的膜- 生物反应器实际上是三类反应器的总称： 1.曝气膜- 生物反应器(Aeration Membrane Bioreactor, AMBR) ; 2.萃取膜- 生物反应器( Extractive Membrane Bioreactor, EMBR ); 3.固液分离型膜- 生物反应器( Solid/Liquid Separation MembraneBioreactor, SLSMBR, 简称MBR )。 曝气膜 曝气膜--生物反应器(AMBR)采用透气性致密膜(如硅橡胶膜)或微孔膜(如疏水性聚合膜)，以板式或中空纤维式组件，在保持气体分压低于泡点( Bubble Point)情况下，可实现向生物反应器的无泡曝气。
厌氧生物处理的影响因素 厌氧生物处理的基本原理 三阶段论——1979年由Bryant提出 1) 水解阶段：碳水化合物（脂肪、蛋白质）在水解发酵菌作用下转化为糖类、挥发性脂肪酸VFA、（较高级有机酸）氨基酸、水和二氧化碳； 2) 酸化阶段（产酸产乙酸阶段）：挥发性脂肪酸在产氢产乙酸菌作用下转化成H2、CO2、乙 酸： CH3CH2COOH→CO2↑+CH3COOH+H2↑ 3) 产甲烷阶段：最后两组生理不同的产甲烷菌，有共同的产物： 4H2+CO2→CH4↑+2H2O —— （28%）CO2被还原的反应 2CH3COOH→2CH4↑+2CO2↑ —— （72%）乙酸脱羧的反应 ，CH3COOH脱羧。 厌氧生物处理的影响因素 (1) 温度。存在两个不同的最佳温度范围(55℃左右，35℃左右)。通常所称高温厌氧消化和低温厌氧消化即对应这两个最佳温度范围。 甲烷菌对温度的适应性很差，根据其生存的适宜温度范围，甲烷菌可分为两类，即中温甲烷菌（适宜温度33－35℃）和高温甲烷菌（适宜温度50－53℃）。当温度超出适宜温度范围时，厌氧消化反应速率则急剧下降。厌氧消化的允许温度波动范围为±1.5－2.0℃。当波动范围为±3℃时，就会严重抑制消化速率。当波动范围超过±5℃时，就会使有机酸大量积累而破坏厌氧消化过程的正常运行。 (2) pH值。厌氧消化最佳pH值范围为6．8～7．2。 产酸细菌对酸碱度不及甲烷细菌敏感，其适宜的pH值范围较广，在4.5-8.0之间。产甲烷菌要求环境介质pH值在中性附近，最适宜pH值为7.0-7.2，pH6.6-7.4较为适宜。在厌氧法处理废水的应用中，由于产酸和产甲烷大多在同一构筑物内进行，故为了维持平衡，避免过多的酸积累，常保持反应器内的pH值在6.5-7.5(最好在6.8-7.2)的范围内。 (3) 有机负荷。 ① 厌氧生物反应器的有机负荷通常指的是容积负荷，其直接影响处理效率和产气量。在一定范围内，随着有机负荷的提高，产气量增加，但有机负荷的提高必然导致停留时间的缩短，即进水有机物分解率将下降，从而又会使单位质量进水有机物的产气量减少。 ② 厌氧处理系统的正常运转取决于产酸和产甲烷速率的相对平衡，有机负荷过高，则产酸率有可能大于产甲烷的用酸率，从而造成挥发酸VFA的积累使pH值迅速下降，阻碍产甲烷阶段的正常进行。严重时导致产甲烷作用的停顿，整个系统陷于瘫痪状态，调整恢复起来非常困难。
厌氧发酵和氧化 厌氧发酵和氧化过程主要被用来污泥处理（图2.1）和高强度有机污染物。然而，稀释污水的应用也已被证明，并且越来越普遍。由于低生物量产量和在形成甲烷过程中能量可以由有机物基质的生物转化恢复，使得厌氧发酵进程占有优势。尽管很多的发酵进程在中温（30到35℃）进行，任然有越来越的人对单独高温发酵或预中温发酵感兴趣。后者被定义为两相厌氧消化（TPAD），它被典型设定为先是污泥停留时间3到7天，温度50到60℃的高温相，最后是7到15天的中温相。高温厌氧发酵消化进程被用来杀死病原菌以生产能够无线重复利用的A级生物固体。 在处理高强度工业污水时，由于在节约能量，增加营养物和反应器容量方面的原因，厌氧发酵展现出比好氧进程更高效的选择性。由于出水水质不如好氧处理，厌氧处理通常作为污水进入市政收集系统前的预处理步骤，或者在好氧进程前面。 过程描述 污水厌氧氧化涉及三个基础步骤：（i）水解，（ii）发酵（也被称为产酸），（iii）产甲烷。三个步骤以图表的形式在图表2.2中阐述。特殊应用的流程图起点取决于被处理污水的性质。 水解 对于大多数发酵过程的第一步中，特殊物质被转化为可溶性化合物，然后被进一步水解为被细菌用来完成发酵的简单单体物质，这叫做水解。对于一些工业污水。发酵可能是厌氧过程的第一步。
发酵 第二步是发酵（也叫产酸）。在发酵过程中，氨基酸，糖类和脂肪酸被降解，如图2.2.有机基质同时充当电子供体和受体。发酵的主要产物是醋酸盐，氢，二氧化碳，丙酸盐和丁酸盐。丙酸盐和丁酸盐进一步发酵同样产生氢，二氧化碳和醋酸盐。因此，发酵的最终产物（醋酸盐，氢，二氧化碳）是甲烷形成（产甲烷）的前提。自由能的改变与丙酸盐和丁酸盐的转化有关，要求系统中氢在低浓度（H2<10-4atm）,否则反应无法进行。 产甲烷 第三步，产甲烷，由一组统称为产甲烷菌的生物。甲烷的产生包含两组产甲烷生物。一组称为分解乙酸的产甲烷菌，能把醋酸盐分解为甲烷和二氧化碳。第二组称为利用氢的产甲烷菌，用氢作为电子供体，二氧化碳作为电子受体来生成甲烷。厌氧过程中的细菌叫做产乙酸菌，同样能够利用二氧化碳来氧化氢并且形成乙酸。然而，乙酸将被转化为甲烷，所以这个反应的影响是微小的。如图表2.3所示，厌氧消化产生的甲烷中72%由醋酸盐形成。 微生物学 用来水解和发酵的不产甲烷微生物由兼性和专性厌氧菌组成。厌氧消化分离的生物体包括……和大肠杆菌。其他生理学上的种群目前包含这些生产的蛋白酶，脂类酶，尿素酶，或纤维素酶。 产甲烷的微生物被分类为古生菌，严格专性厌氧。许多厌氧消化中的产甲烷菌类似于这些在反刍动物的胃或在湖河有机沉积物中发
温度对厌氧发酵工艺的影响参数 温度不仅影响着厌氧发酵的产气速度，也影响着产气量，在一定温度范围内，产气速度和产气量与温度呈现正相关，随着温度的升高，发酵周期、产气时间和发酵启动时间在缩短。 一般来说，甲烷菌有3个适宜生长的温度范围，分为：低温(10℃~30℃)、中温(30℃~40℃)和高温(50℃~60℃)，所以对应着3种优势微生物种群：嗜冷微生物、嗜温微生物和嗜热微生物。相应的厌氧处理工艺分别为：低温厌氧发酵、中温厌氧发酵和高温厌氧发酵。 1、温度对厌氧消化期的影响 厌氧消化的发酵周期（发酵周期意味着在相同时间内消化处理废弃物的量，直接反映了厌氧消化效率。一般在实际生产中，以产气量达到总气量的90%以上即可认为发酵基本完成，为一个发酵周期。）、产气时间和发酵启动时间和温度有很大关系。随着温度的升高，发酵周期、产气时间和发酵启动时间都在缩短。因此，在实际生产中可以提高发酵的环境温度，加快厌氧消化的启动，同时也可以缩短水力滞留期，处理更多的料液，提高产气量。 2、温度对厌氧发酵产气量和产气速度的影响 由表4和表5可见，温度不仅影响着产气速度，也影响着产气量，在一定温度范围，产气速度和产气量与温度呈正相关。但是，发酵原料总的产气量却不受温度的影响，所以，在厌氧发酵中要尽可能的提高发酵环境的温度，提高产气速度和产气量，从而利用更多的废物料，变废为宝。
3、温度对厌氧发酵产甲烷含量的影响 由表6可知，在不同温度条件下，厌氧发酵沼气特性是不同的，在它们都进入发酵启动时间时，以高温条件下，甲烷气体含量最高。因为存在底物的驯化适应阶段，该试验只能在一定程度上说明温度条件与产气性的关系，无法定量地说明它们之间的关系。 4、温度突变对厌氧发酵的影响 发酵温度的突变会对厌氧发酵产生影响。当温度在±3℃的变化时，消化速度受到抑制；当温度在±5℃的急剧变化时，产气量就会迅速降低，甚至会停止产气。一旦温度条件得到恢复，厌氧发酵也会恢复工作。有研究表明：温度突降后，产气量几乎降为0，总挥发性脂肪酸(VFA)和乙酸、丙酸含量快速积累，pH也随之下降。但系统较高的缓冲能力使得pH在正常范围内波动，并不影响反应器的运行。所有这些参数在温度恢复后经过一段时间均能恢复至温度变化前的状态。 基于温度对厌氧发酵的重要作用，所以，在实际的生产中，尽可能地在优势微生物种群活动范围内提高厌氧发酵的环境温度，同时应注意温度的变化。 （1）尽可能以高温厌氧发酵系统来处理环境污水，虽然存在温度较难控制和系统的不稳定等不利因素，但较之中温和低温发酵，仍然具有很多优势，如能加速菌群的繁殖，促进复杂有机原料的水解反应，较高的甲烷生产率。 （2）加强保温技术的研究、保温材料的研制和推广工作。
COD的测定（快速密闭催化消解法） 试验步骤： 1、取1ml滤液(5000r/min条件下离心10min,过滤)于50ml容量瓶中定容(稀释倍数由滤液 SCOD的浓度而定，通常是稀释至1000－2500mg/L，选择消化液Ⅰ)，从中量取3ml于消化管（注意干燥）中，每个样品做3个重复；同时以同量的蒸馏水代替样品，做空白试验。 2、依次加入1ml掩蔽剂、3ml消化液（注意准确）、5ml催化剂（每加入一种试剂后都要 摇匀），旋紧密封塞，混匀。 3、放入已预热到165℃的消解炉中，消解22min，冷却。 4、将样液移至150ml锥形瓶中，用蒸馏水冲洗消化管（至少洗3次，共约30ml），冲洗液 移入锥形瓶中。 5、加3滴邻菲罗啉指示剂，用硫酸亚铁标准溶液滴定，溶液颜色由黄到蓝突变成红褐色为 终点，记录硫酸亚铁标准溶液用量（样品的记为V1，空白对照的记为V0）。 6、滴定使用0.05 mol/LFeSO4：先配0.2mol/L FeSO4，然后稀释得到（量取250mL0.2mol/L FeSO4于1000mL容量瓶即得0.05 mol/LFeSO4，标定后使用） 标定方法：准确吸取10.00mL重铬酸钾标准溶液（C(1/6K2Cr2O7)=0.2500mol/L）于250mL 锥形瓶中，加水稀释至55mL左右，缓慢加入5mL浓硫酸，混匀，冷却后，加入2－3滴邻菲啰啉指示剂，用0.05 mol/LFeSO4滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即未终点。 C[FeSO4]=0. 25*10/V 计算： COD（mg·L-1）＝（V0-V1）×C×8×1000×50/V2 V1——滴定样品消耗的硫酸亚铁标准溶液的体积，mL V0——滴定空白消耗的硫酸亚铁标准溶液的体积，mL V2――水样体积，mL，本试验中V2＝3mL C——硫酸亚铁标液的浓度，mol·L-1 50――水样的稀释倍数
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/401612670.html, 两相厌氧消化反应器设计及启动方法 作者：杨红艳尹芳赵兴玲柳静杨红王昌梅刘士清张无敌 来源：《现代农业科技》2017年第23期 摘要本文设计应用UASB和EGSB 2种反应器进行串联耦合处理猪粪废水。由于产氢产乙酸菌和产甲烷菌繁殖特性的差异性，传统的厌氧消化工艺并不能使其发挥各自的优势。两相厌氧消化工艺可以使2个反应在各自最适宜的环境内进行厌氧发酵，由于产氢产酸和产甲烷2个阶段相互独立，故酸化反应器具有一定的缓冲作用，能够缓解冲击负荷对后续产甲烷反应器的影响，可以提高厌氧消化的反应效率。试验设计的目的在于将产氢气与产甲烷两相耦合起来，并探讨运行参数对猪粪两相厌氧消化的影响，同时为两相厌氧工艺的实施提供参考。 关键词两相厌氧消化反应器；串联耦合；能源转换效率；设计 中图分类号 X713 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）23-0152-03 Abstract In this paper，two digester（UASB and EGSB）were series-coupled，which were designed and applied to treatment of pig manure wastewater.Due to the difference of reproductive characteristics between obligate H2-producing acetogenic bacteria and methanogens，the traditional anaerobic fermentation process is not beneficial for methanogens and the obligate H2-producing acetogenic bacteria.Two-phase anaerobic process make the two anaerobic process in the more suitable for different fermentation.Due to the two stage of the producing acid and methane are independent and simultaneous，the acidification digester has a certain buffer action.It can alleviate the impact of shock load on the subsequent methane production digester，so the reaction rate of anaerobic digestion can be improved.The purpose of this experiment is to couple the hydrogen and methane together，and to discuss some factors on the effect of pig manure two-phase anaerobic fermentation. It′s hoped to find the optimal anaerobic fermentation conditions in order to maximize the energy conversion efficiency of raw materials，and to provide a reference for the implementation of two-phase anaerobic process. Key words two-phase anaerobic digester；series-coupling；energy conversion efficiency；design 两相厌氧工艺（two-phase anaerobic process）是由Ghosh和Pohland在20世纪70年代初 开发的，将水解发酵菌归为第一相产酸相，将共生的产氢产乙酸菌和产甲烷菌归为第二相[1]。传统的单相厌氧反应包括厌氧消化的全过程，即将产酸阶段和产甲烷阶段放置在一个反 应器中。而两相厌氧发酵工艺是将水解酸化过程的反应器和产甲烷过程的反应器进行串联。猪场污水具有高污染浓度、高COD、可生化性能强的特点，污水中主要含有未被猪吸收消化的食物如玉米颗粒和猪的代谢产物，其中含有大量微生物繁殖所需的营养物质[2]，利用两相厌 氧消化工艺将其资源化利用对保护环境和缓解能源紧张问题都具有重要意义。厌氧消化工艺具有无能耗、减少二次污染[3]、产生清洁能源等优势。本文设计应用UASB和EGSB两相串联
1.4 实验研究目的，技术路线 我国目前的农作物发酵制沼气技术与发达国家相比,起步较晚,大型项目的运行经验相对较少。由于我国幅员辽阔,不同地域的农作物资源种类不同,其物理和化学性质也有较大的差别,加之我国不同地区年平均气温差别较大,使我国农作物厌氧发酵制备沼气的大型项目难有统一的设计参数标准。对于不同的大型沼气项目,必须结合项目实际的农作物种类和物性、气候条件、供热条件、沼液和沼渔的消纳和后续处理工艺、农作物的价格和最大运输半径、原料的储存和供料方式、发电机组的选型等因素进行综合考虑,才能使项目实施后获得最佳的经济和社会效益。 根据我国农作物制备沼气技术的应用现状,结合本文研究的农作物制备沼气项目实际案例,本文的研究目的为:;研究发酵原料的物理化学性质和产气率,提出合理估算农作物（主要是黄瓜藤）和粒径的方法,为项目实例提供工艺选择、系统设计和经济性计算提供可靠依据。 为了实现上述目的,本文研究内容主要集中如下几个方面: （1）研究农作物破碎预处理的特点,为合理计算破碎预处理能耗提供计算方法。 （2）研究了黄瓜藤的鲜活度对发酵产气量和产气速率等因素的影响。 （3）不同投配率对发酵产气量和产气速率等因素的影响；为了厌氧发酵反应的持续反应，同时还研究不同投配率对于pH值的影响。 1.5 论文章节安排 本论文共包括六章内容。 第一章介绍课题的研究背景，国内能源消费和可再生能源利用现状，以及课题的主要研究内容和意义。 第二章厌氧发酵反应制备沼气的基本原理和影响参数。
第三章阐述农作物的破碎原理，从中说明粒度与能耗间的关系，并且从能耗的角度分析不同粒度的颗粒的耗能情况。 第四章针对需要采用实验方法对各个因素进行研究，确定实验的数据测量的方法以及实验进行过程中需要的注意事项，防止实验失败。 第五章实验采用定制CSTR厌氧反应器对黄瓜藤在中温条件下进行厌氧消化反应实验，研究系统的稳定性能和产气性能。 第六章作出对课题的总结和展望，总结本课题的研究成果，并提出不足之处和以后还需进一步研究的方向。
环化系环测1001 李园方 厌氧发酵 1前言 餐厨垃圾是城市生活垃圾中有机相的主要来源。餐厨垃圾以蛋白质、淀粉类、食物纤维类、动物脂肪类等有机物质为主要成分, 是能源和肥料潜在的资源。餐厨垃圾含水率高达75% ~ 90%, 渗沥液易通过渗透作用污染地下水, 产生出大肠杆菌等病原微生物, 直接危害人体健康[ 1] 。另外, 餐厨垃圾处理过程中也会产生大量的高浓度有机废水, 如果处理不当, 将造成巨大的环境污染和资源浪费。宁波市于2009 年6月建成了一座餐厨垃圾废水厌氧 发酵工程, 经过2个月的调试运转, 于2009年8月开始正式运行。现将该工程情况介绍如下。 2废水概况 餐厨垃圾经提油处理和加工成饲料的处理后会产生大量有机废水, 该工程废水处理量约为110m3 d- 1, 其水质pH 为3. 5 ~ 4. 0, CODC r 80 ~ 1602废水概况餐厨垃圾经提油处理和加工成饲料的处理后会产生大量有机废水, 该工程废水处理量约为110m3 d- 1, 其水质pH 为3. 5 ~ 4. 0, CODC r 80 ~ 1603工艺流程根据工艺流程, 餐厨垃圾废水制沼气及发电主 要为以下三个步骤。 3-1厌氧发酵调试阶段 活性污泥的培养及驯化对反应器的正常运行至关重要。本项目的
接种污泥取自宁波骆驼沼气站(该沼气站以猪粪为原料)。 ( 1)污泥驯化初期(时间10天)。投入一定量的接种污泥, 再加入稀释后的废水( CODCr < 10 g L- 1 )一起投入改进型升流式厌氧污泥床反应器( UASB )中, 调节pH 至中性, 使污泥恢复活性。 ( 2)污泥驯化中期(时间30天)。投入一定量的接种污泥, 餐厨垃圾废水稀释为50% ( CODC r 40~ 80 g L- 1 ) , 出水水质良好。污泥性质基本稳定,上清液澄清透明。这表明, 活性污泥开始驯化, 适应餐厨垃圾废水。 ( 3)污泥驯化后期(时间20天)。餐厨垃圾废水提高到进料COD 浓度80~ 120 g L- 1, 保持一个 水力停留期。随着餐厨垃圾废水投加量的增加, 出水COD有所提高, 但仍能保持较高的COD 去除率。较长时间稳定的去除率表明, 污泥已基本适应餐厨垃圾废水的特性, 活性污泥驯化完成。 3-2厌氧发酵阶段 该工程采用2000m3 的改进型升流式厌氧污泥床反应器进行厌 氧发酵制沼气, 发酵装置外观见图1。该反应器处理效率高, 耐负荷能力强, 出水水质相对较好, 沼泥生成量小, 具有防堵防爆的特点, 其 结构、运行操作维护管理相对简单, 造价也相对较低。具有良好的沉淀性能和聚凝性能的污泥在下部形成污泥层, 运行一段时间后, 出水悬浮物增加, 需要按时排泥。 该工程设计为连续投料的工业化生产工艺路线。厌氧发酵启动后,
~ 氨氮对厌氧发酵的影响 厌氧发酵是处理有机废弃物并实现其资源化利用的有效手段，然而厌氧发酵作为生物处理技术一种，必然存在着生化抑制反应。存在的生化抑制反应主要有：pH抑制、氢抑制、挥发性有机酸（VFA）和氨氮的抑制等。高浓度的氨氮就是有机废弃物厌氧生物处理中常遇到的一个难题。 本文阅读大量文献，集中研究氨氮在厌氧发酵过程中的产生机理、抑制浓度等规律，以期待解决或者避免氨氮在产甲烷发酵过程中的抑制反应情况，为今后的厌氧发酵提供理论和技术支持。 1氨氮的产生机理 在有机垃圾厌氧消化的过程中，氮的平衡是非常重要的因素，尽管进入消化系统中的硝酸盐能被还原成氮气，但其仍将存在于系统中。由于厌氧微生物细胞的增殖很少，只有很少的氮转化为细胞，大部分可生物降解的有机氮在厌氧发酵 降解过程中形成水解产物-氨氮，主要以铵离子NH 4+-N和游离氨NH 3 形式存在。 因此消化液中氨氮的浓度都高于进料的氨氮浓度，系统中的总氮是守恒的。 氨态氮主要是通过氨基酸的降解产生，其分解主要通过偶联进行氧化还原脱氮反应，这需要两种氨基酸同时参与，其中一个氨基酸分子进行氧化脱氮，同时产生的质子使另外一个氨基酸的两个分子还原，两个过程同时伴随着氨基酸的去除。如丙氨酸和甘氨酸的降解： CH 3CHNH 2 COOH（丙氨酸）＋2H 2 O→CH 3 COOH＋CO 2 ＋NH 3 ＋4H+ CH 2NH 2 COOH（甘氨酸）＋4H+→2CH 3 COOH＋2NH 3 ] 两个反应合并即为： CH 3CHNH 2 COOH＋2CH 2 NH 2 COOH＋2H 2 O→3CH 3 COOH＋CO 2 ＋3NH 3 由于氨基酸的降解的能够产生NH 3 ，因此在这一过程会影响到溶液的pH值。 NH 3的存在对厌氧过程非常重要，一方面，NH 3 是微生物的营养物质，细菌利用氨
常见的几种厌氧发酵工艺分类汇总 厌氧发酵工艺是一种产能又环保的生物处理工艺，已经广泛应用于禽畜粪污、废水、有机固体垃圾处理等领域。厌氧发酵工艺类型较多，从不同的角度可以将厌氧发酵工艺分为以下几类：根据发酵温度的不同可分为常温、中温和高温发酵；按照投料运转方式可分为连续和序批式发酵；按照发酵物料中固含量的多少可分为湿式和干式厌氧发酵；按照反应是否在同一反应器进行分为单相和两相厌氧发酵。 一、常温、中温和高温发酵 温度主要是通过影响对厌氧微生物细胞内某些酶的活性而影响微生物的生长速率和微生物对基质的代谢速率，从而影响厌氧生物处理工艺中污泥的产量，有机物的去除速率，反应器所能达至的处理负荷，有机物在生化反应中的流向，某些中间产物的形成，各种物质在水中的溶解度，及沼气的产量和成分等。 常温发酵一般是物料不经过外界加热直接在自然温度下进行消化处理，发酵温度会随着季节气候昼夜变化有所波动。常温发酵工艺简单造价低廉，但是其缺点是处理效果和产气量不稳定。 中温发酵温度在30℃～40℃之间，中温发酵加热量少，发酵容器散热较少，反应和性能较为稳定，可靠性高，如果物料有较好的预处理，会提高反应速度和气体发生量；受毒性抑制物阻害作用较小，受抑制后恢复快，会有浮渣、泡沫、沉砂淤积等问题，对浮渣、泡沫、沉砂的处理是工艺难点，其诸多优点使其得到广泛的应用并有很多的成功案例。 高温发酵温度在50℃～60℃之间，需要外界持续提供较多的热量，高温厌氧消化工艺代谢速率、
有机质去除率和致病细菌的杀灭率均比中温厌氧消化工艺要高，但是高温发酵受毒性抑制物阻害作用大，受抑制后很难恢复正常，可靠性低；高温厌氧产气率比中温厌氧稍有提高，提高的是杂质气体的量，但沼气中有效成分甲烷的含量并没有提高，限制的高温厌氧的应用；高温发酵罐体及管路需要耐高温耐腐蚀性能好的材料，运行复杂，技术含量高。 二、连续发酵和序批式发酵 连续发酵是从投加物料启动以后，经过一段时间发酵稳定以后，每天连续定量的向发酵罐内添加新物料和排出沼渣沼液。序批式发酵就是一次性投加物料发酵，发酵过程中不添加新物料，当发酵结束以后，排出残余物再重新投加新物料发酵，一般进料固体浓度在15%~40%之间。 研究表明，对于处理高木质素和纤维素的物料，若在动力学速率低、存在水解限制时，序批式反应器比全混式连续反应器处理效率高。且序批式发酵水解程度更高，甲烷产量更大，投资连续式进料系统减少约40%。虽然序批式进料处理系统占地面积比连续进料处理系统大，但由于其设计简单、易于控制、对粗大的杂质适应能力强，投资少，适合于在发展中国家推广应用。 三、湿式发酵和干式发酵 湿式发酵是以固体有机废物（固含率为10%~15%）为原料的沼气发酵工艺。干式发酵是以固体有机废物（固含率为20%~30%）为原料，没有或几乎没有自由流动的条件下进行的沼气发酵工艺，是一种新生的废物循环利用方法。 湿式发酵系统与废水处理中污泥厌氧稳定化处理技术相似，但在实际设计中有很多问题需要考虑，特别是对于城市生活垃圾，分选去除粗糙的硬垃圾，及将垃圾调成充分连续的浆状的预处理过程等。为达到既去除杂质，又保证有机垃圾正常处理，需要采用过滤、粉碎、筛分等复杂的处理。这些预处理过程会导致15%~25%的挥发性固体损失。浆状垃圾不能保持均匀的连续性，因为在消化过程中重物质沉降，轻物质形成浮渣层，导致反应器中形成两种明显不同密度的物质层，重物质在反应器底部聚集可能破坏搅拌器，必须通过特殊设计的水力旋流分离器或者粉碎机去除。 干式发酵系统的难点在于： 其一，生物反应在高固含率条件下进行； 其二，输送、搅拌； 其三，反应启动条件苛刻，在运行中存在着很高的不稳定性。 但是在法国、德国己经证明对于机械分选的城市生活有机垃圾的发酵采用干式系统是可靠的。且与湿式发酵相比，又有明显的优势：
影响沼气发酵的5大原因探析 沼气是利用粪便、农作物秸秆等有机物在厌氧的条件下，经过微生物生理代谢产生主要成分为CH4和CO2，还有少量的H2、H2S、CO等可燃性气体，属生物质能源。开展沼气发酵的研究有着重大的意义和作用，本文就沼气发酵的影响因素进行了探讨。 1.温度 沼气发酵可分为三个温度范围：50～65℃称高温发酵，20～45℃称中温发酵，20℃以下称低温发酵。此外，随自然温度变化的发酵方式称常温发酵。 沼气发酵受到温度和温度波动的影响。在同一温度类型条件下，由于沼气发酵微生物的代谢活动随着温度的上升而增加，在一定的温度范围内，温度越高，发酵产气速率越快；短时间内若温度波动幅度过大时，可能导致停止产气。 很多研究者对此进行了大量的研究，Harremoes等通过分析实验结果，得出了以下结论：中温厌氧消化的最佳温度为30～40℃。当温度在15℃以上时，厌氧发酵才能很好地进行。温度在10℃以下，无论产酸菌还是产甲烷菌都都受到严重抑制；温度在10℃以上，产酸菌首先开始活动，总挥发酸的产量直线上升；温度在15℃以上时，产甲烷菌的代谢活动才活跃起来，产气率明显提高，挥发酸含量迅速下降，在气温下降时必须考虑保温。 2.酸碱度（PH值） 通常沼气池中的产甲烷细菌适宜的PH值范围为6.5～7.8，PH值的变化会直接影响产甲烷菌的生存和代谢。一般情况下，沼气池的PH值应维持在6.8～7.5之间，最好在7.2左右。 pH值在5.5以下，产甲烷菌的活动完全受到抑制，而pH值上升至8甚至8.5时，仍保持一定的产气率。产酸菌的pH值范围为4.0～7.0，在超过甲烷菌的最佳pH值范围，酸性发酵可能超过甲烷
厌氧发酵处理工艺 有机垃圾的厌氧发酵处理正成为有机垃圾处理的一种新趋势，具有巨大的经济效益和环境效益。若技术应用于日处理有机垃圾 800 吨左右的厌氧发酵系统，每日可以产生100000m3左右生物气体，其中氢气含量 20％以上，发电 160000 度；处理后的沼渣不仅可以生产出 100 吨左右的优质有机肥，而且不对周围环境产生影响，相反，处理了大量的废物，可以大大降低固体废物对环境的危害。厌氧发酵工艺是一种产能又环保的生物处理工艺，已经广泛应用于废水的处理，在有机固体垃圾处理方面应用。有机垃圾主要包括城市生活垃圾中的有机成份、各类农作物的秸秆、禽兽的排泄物以及常见的餐饮垃圾等。统计显示，我国城市生活垃圾的清运量约 1.5 亿吨/年，并以接近 10%的速度迅猛增加；我国作为农业大国，农作物秸秆资源丰富，总产量约为 7 亿吨/年，并且以每年 6%的速度增加；禽兽养殖粪便每年产量超过 20 亿吨；我国餐饮垃圾总量约合 2000 吨/天，目前，处理这些有机垃圾的方法主要有卫生填埋、焚烧、堆肥（好氧发酵）以及厌氧发酵方法。卫生填埋的优点是填埋量大且成本较低，不足是浪费大量的土地资源，对于城市而言，可供填埋的土地越来越少；焚烧的优点是短时间内减量幅度大（达80%~90%），同时可以回收部分能源，但是其初投资和运行成本较高，而且对环境污染严重；堆肥的资源化程度较高，但减量较少且堆肥过程中容易产生恶臭，影响空气质量，在发达国家受到严格限制。厌氧发酵方法处理有机垃圾是通过厌氧微生物的作用，将有机垃圾降解为甲烷、氢气和二氧化碳的生化过程，该方法最终产物恶臭味减小，并且产生的甲烷气体可以作为能源回收，同时达到减少垃圾容积，达到“减量化、资源化、无害化”的目的，具有巨大的经济效益和环境效益，是未来处理有机垃圾的重要发展方向之一。 厌氧发酵工艺： 厌氧发酵处理工艺的分类方法诸多，根据不同的分类方法，厌氧发酵方法被分成不同的发酵工艺。根据发酵阶段所处的反应器的不同进行分类，可以分为两相发酵工艺和单相发酵工艺。按照反应器的操作条件不同（如固含率、发酵温度）等可分为三类：按固含率分湿式、干式工艺；按运行温度可以分为高温发酵、中温发酵和常温发酵三类。 按进料方式可分为间歇式、连续式。
水解（酸化）工艺与厌氧发酵的区别 从原理上讲，水解（酸化）是厌氧消化过程的第一、二两个阶段。但水解（酸化）-好氧处理工艺中的水解（酸化）段和厌氧消化的目标不同，因此是两种不同的处理方法。 水解（酸化）-好氧处理系统中的水解（酸化）段的目的，对于城市污水是将原水中的非溶解态有机物截留并逐步转变为溶解态有机物；对于工业废水处理，主要是将其中难生物降解物质转变为易生物降解物质，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧生物处理。水解工艺的开发过程是从低浓度城市污水开始的，与高浓度废水的厌氧消化中的水解、酸化过程是不同的。在连续厌氧过程中水解、酸化的目的是为混合厌氧消化过程中的甲烷化阶段提供基质。而两相厌氧消化中的产酸段（产酸相）是将混合厌氧消化中的产酸段和产甲烷段分开，以便形成各自的最佳环境。因此，尽管水解（酸化）-好氧处理工艺中的水解（酸化）段、两相法厌氧发酵工艺中的产酸相和混合厌氧消化工艺中的产酸过程均产生有机酸，但是由于三者的处理目的的不同，各自的运行环境和条件有着明显的差异，主要表现在以下几个方面。 （1）氧化还原电位（Eh）不同 在混合厌氧消化系统中，由于完成水解、酸化的微生物和产甲烷微生物共处于同一个反应器中，整个反应器的氧化还原电位（Eh）的控制必须首先满足对Eh要求严格的甲烷菌，一般为300mV以下，因此，系统中的水解（酸化）微生物也是在这一电位值下工作的。而两相厌氧消化系统中，产酸相的氧化还原电位一般控制在-300—-100mV之间。水解（酸化）-好氧处理工艺中的水解（酸化）段为一典型的兼性过程，只要Eh控制在0mV左右，该过程即可孙里进行。 （2）pH值不同 在厌氧消化系统中，消化液的pH值控制在甲烷菌生长的最佳pH值范围，一般为6.8-7.2。在两相厌氧消化系统中，产酸相的pH值一般控制在6.0-6.5之间，在酸化反应器pH值降低时，丙酸的相对含量增大，而丙酸对后续的甲烷相中的产甲烷菌将产生强烈的抑制作用。对于水解（酸化）-好氧处理系统来说，由于浓度低不存在酸的抑制问题，因此，可以不控制pH值的范围，一般pH在6.5-7.5之间。 （3）温度不同 三种工艺对温度的控制也不同，通常厌氧消化系统以及两相厌氧消化系统的温度均严格控制，要么中温消化（30-35℃），要么高温消化（50-55℃）。而水解处理工艺对温度无特殊要求，通常在常温下运行，也可获得较为满意的水解（酸化效果）。 由于反应条件不同，三种工艺系统种优势菌群也不相同。在厌氧消化系统种，由