厌氧消化资料

厌氧消化工艺
厌氧消化技术是目前应用最广泛的一种处理有机废物的方法，也是目前世界上处理有机废水的主要方法之一。

厌氧消化处理有
机废物，首先将有机物分解成甲烷和二氧化碳，然后将甲烷和二
氧化碳分离出来，在这一过程中所产生的气体中包含甲烷。

甲烷
是一种无色、无臭、无味的气体，其浓度为30%~40%。

厌氧消化
处理有机废物，还能有效地去除其中的磷和氮。

厌氧消化是在无氧条件下进行的，是在一个密闭的反应器内
进行。

在这个反应器中，有机物先被水解，产生大量的有机酸和
小分子有机物。

在这个过程中，一些不能被微生物利用的大分子
有机物被分解成小分子有机物，最后成为沼气排出系统。

厌氧消
化技术产生的沼气为沼气发电、化学转化、合成燃料、制取化工
产品等提供了巨大的能源。

厌氧消化处理有机废物产生甲烷和二氧化碳的原理是：有机
物在无氧条件下分解产生甲烷和二氧化碳。

这两种气体分别通过
甲烷化过程和二氧化碳转化过程而生成甲烷和二氧化碳。

—— 1 —1 —。

厌氧消化沼气发酵是一个复杂的微生物学过程，参加发酵的微生物数量巨大，种类繁多，只有了解参加沼气发酵的多种微生物活动规律、生存条件及作用，并按照微生物的生存条件、活动规律要求，去设计沼气池，收集发酵原料，进行正常管理，使参加发酵的各种微生物得到最佳的生长条件，才能获得较多的产气量和沼肥，满足生产、生活需要。

我们现在推出的这两种池体就依据沼气发酵的基本原理设计的，所以它的产气量均高于其它类型的沼气池。

1、什么叫沼气沼气发酵又叫厌氧消化，是指利用人畜粪便、秸杆、污水等各种有机物在密封的沼气池内，在厌氧条件下（没有氧气），被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，最终产生沼气的过程，在这个过种中微生物是最活跃的因素，它们把各种固体或是溶解状态的复杂有机物，按照各自营养需要，进行分解转化，最终生成沼气。

沼气是种混合体，可以燃烧。

因为这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。

它的主要成份是甲烷占55%—70%左右，二氧化碳占25%—40%左右。

此外，还有少量氢气、硫化氢、一氧化碳、氮和氨等。

2、沼气发酵微生物在沼气发酵过程中，有发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氧产乙酸菌、食氢产甲烷菌等五大类微生物参加沼气发酵。

它们在发酵过程中的作用及对生存条件的要求，有以下三个阶段：第一个阶段落：液化在沼气发酵中首先是发酵性细菌群利用它所分泌的胞外酶，如纤维酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等，对有机物进行体外酶解，也就是把禽畜粪便、作物秸杆、豆制品加工后的废水等大分子有机物分解成能溶于水的单糖、氨基酸、甘油和脂肪等小分子化合物这个阶段叫液化阶段。

第二个阶段：产酸这个阶段是三个细菌群体的联合作用，先由发酵性细菌将液化阶段产生的小分子化合物吸收进细胞内，并将其分解为乙酸、丁酸、氢和二氧化碳等，再由产氢乙酸菌把发酵性细菌产生的丙酸、丁酸转化为甲烷菌可利用的乙酸、氢和二氧化碳。

另外，还有耗氧产乙酸菌群，这种细菌群体利用氧和二氧化碳生产乙酸，还能代谢糖类产生乙酸，它们能转变多种有机物为乙酸。

厌氧消化的概念
厌氧消化
厌氧消化是一种消化过程，在这种过程中，有机物分解为简单的组分，产生真空，气体或其他物质。

厌氧消化可以通过物理或化学过程发生，其主要的化学反应就是厌氧条件下发生的氧化降解、微生物分解或混合分解。

厌氧消化也可以用来消化有机废弃物，以去除其中可能存在的有害物质。

厌氧消化是一个自然或人工可以控制的消化过程，它可以消除有机废物中大分子有机物中的氮和碳，这些物质可以通过水或空气的循环得以利用。

厌氧消化所消化的有机废物，不仅可以生产沼气、污染物吸附剂或其他物质，还可以有助于节约能源，减少对环境的污染。

厌氧消化过程具有许多优势，首先，它利用低温即可进行，可以省去大量的能源；其次，厌氧消化可以有效利用稀有资源，减少对环境的影响；最后，厌氧消化可以有效地去除有毒物质。

厌氧消化的主要步骤包括搅拌添加（搅拌时间以及搅拌时的温度）、发酵（温度控制）、膜过滤（滤液消耗量）以及活性炭吸附（活性炭的选择）等。

厌氧消化可以通过各种方式进行，如生物反应釜发酵、塑料板发酵、真空发酵等。

利用厌氧消化过程消化有机废物，可以获得高品质的废水，从而减少对环境的污染，为人类节省能源和环境资源。

- 1 -。

2.厌氧消化的原理厌氧消化是指在厌氧(无氧)条件下,利用厌氧微生物将复杂的大分子有机物转化成甲烷、二氧化碳、无机营养物质和腐殖质等简单化合物的生物化学过程。

在厌氧消化过程中,多种不同微生物的代谢过程相互影响、干扰,形成了非常复杂的生化过程。

20世纪70年代以来,大量学者和研究人员对厌氧消化过程中的微生物及其代谢过程进行了深入研究,并取得了很大的进步。

经研究探索，厌氧消化复杂有机物的厌氧消化过程可以分为两段理论、三段理论以及四段理论。

接下来我们将分别介绍各理论。

1).两段理论：该理论是由Thumm.Reichie(1914)和Imhoff(1916)提出，经Buswell.NeaVe完善而成的，它将有机物厌氧消化过程分为水解酸化(酸性发酵)阶段和产甲烷(碱性发酵)两个阶段，相应起作用的微生物分别为产酸细菌和产甲烷细菌。

在第一阶段，复杂的有机物(如糖类、脂类和蛋白质等)在产酸菌(厌氧和兼性厌氧菌)的作用下被分解成为低分子的中间产物以及生成能量，这些中间产物主要是一些低分子有机酸(如乙酸、丙酸、丁酸等)和醇类(如乙醇)，并有氢、CO2, NH4＋、H2S等气体。

在这一阶段里，由于有机酸的大量积累，使发酵液的pH值降低，pH值可下降至6，甚至可达5以下。

所以此阶段被称为酸性发酵阶段，又称为产酸阶段。

在第二阶段，产甲烷菌(专性厌氧菌)将第一阶段产生的中间产物继续分解成CH4、CO2等。

由于有机酸在第二阶段的不断被转化为CH4、CO2等，同时系统中有NH4＋存在，使发酵液的pH值迅速升高达到7～8，所以此阶段被称为碱性发酵阶段，又称为产甲烷阶段。

厌氧消化的两阶段理论，几十年来一直占统治地位，在国内外厌氧消化的专著和教科书中一直被广泛应用。

图7.2.1二阶段理论示意图2).三段理论：随着厌氧微生物学研究的不断进展，人们对厌氧消化的生物学过程和生化过程的认识不断深化，厌氧消化理论得到不断发展。

1979年，M.P.Bryant(布赖恩)根据对产甲烷菌和产氢产乙酸菌的研究结果，在两阶段理论的基础上，提出了三阶段理论。

污泥厌氧消化概述一、基本原理污泥厌氧消化是指在无氧条件下依靠厌氧微生物将污泥中的有机物分解并稳定的一种生物处理方法，通过水解、产酸、产甲烷三个阶段达到有机物分解的目的，同时大部分致病菌和蛔虫卵被杀灭或作为有机物被分解。

一般厌氧消化分为中温和高温两种：中温厌氧消化，温度维持在35℃±2℃，固体停留时间应大于20d，有机容积负荷一般为 2.0～4.0kg/（m3·d），有机物分解率可达到35%～45%，产气率一般为0.75～1.10Nm3/kg VSS；高温厌氧消化，温度控制在55℃±2℃，适合嗜热产甲烷菌生长。

高温厌氧消化有机物分解速度快，可以有效杀灭各种致病菌和寄生虫卵。

二、消化过程污泥厌氧消化是一个极其复杂的过程，厌氧消化三阶段理论是当前较为公认的理论模式。

第一阶段，在水解与发酵细菌作用下，碳水化合物、蛋白质和脂肪等高分子物质水解与发酵成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氢气等。

第二阶段，在产氢产乙酸细菌作用下，将第一阶段产物转化成氢气、二氧化碳和乙酸。

第三阶段，通过氢气营养性和乙酸营养性的甲烷菌的作用，将氢气和二氧化碳转化成甲烷，将乙酸脱酸产生甲烷。

在厌氧消化过程中、由乙酸形成的甲烷约占总量的 2/3，由二氧化碳还原形成的甲烷约占总量的 1/3。

三、影响因素（一）温度温度是影响厌氧消化的主要因素，温度适宜时，细菌发育正常，有机物分解完全，产气量高。

实际上，甲烷菌并没有特定的温度限制，然而在一定温度范围内被驯化以后，温度变化速率即使为每天1℃都可能严重影响甲烷消化作用，尤其是高温消化，对温度变化更为敏感。

因此，在厌氧消化操作运行过程中，应采取适当的保温措施。

大多数厌氧消化系统设计为中温消化系统，因为在此温度范围，有机物的产气速率比较快、产气量较大，而生成的浮渣较少，并且也比较容易实现污泥和浮渣的分离。

但也有少数系统设计在高温范围内操作，高温消化的优点包括：改善污泥脱水性能，增加病原微生物的杀灭率，增加浮渣的消化等。

第1篇一、实验目的1. 了解厌氧消化过程中的微生物学原理。

2. 掌握厌氧消化实验的操作步骤。

3. 分析厌氧消化过程中不同因素对产气量的影响。

4. 探讨厌氧消化技术在有机废物处理中的应用。

二、实验原理厌氧消化是一种在无氧条件下，通过微生物的代谢活动将有机废物转化为甲烷、二氧化碳、水和其他副产品的生物化学过程。

该过程主要分为三个阶段：水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：猪粪、玉米秸秆、厌氧消化菌接种剂、蒸馏水、pH试纸、温度计、搅拌器、气体收集装置等。

2. 实验仪器：恒温培养箱、发酵罐、pH计、气体分析仪等。

四、实验步骤1. 样品准备：将猪粪和玉米秸秆按一定比例混合，加入适量的蒸馏水搅拌均匀，制成有机废物混合物。

2. 接种：将厌氧消化菌接种剂加入混合物中，搅拌均匀。

3. pH调整：使用pH试纸检测混合物的pH值，调整至6.5～7.5。

4. 装罐：将混合物装入发酵罐中，密封。

5. 培养：将发酵罐放入恒温培养箱中，在35℃条件下培养。

6. 产气量测定：每隔一定时间，使用气体收集装置收集发酵产生的气体，并使用气体分析仪测定甲烷含量。

7. 数据分析：记录不同时间点的产气量，分析厌氧消化过程中不同因素对产气量的影响。

五、实验结果与分析1. pH值对产气量的影响：在实验过程中，观察到pH值对产气量有显著影响。

当pH值在6.5～7.5范围内时，产气量较高。

这是因为该pH值范围内，厌氧消化菌的生长和代谢活动最为旺盛。

2. 温度对产气量的影响：实验结果表明，温度对产气量有显著影响。

在35℃条件下，产气量较高。

这是因为该温度范围内，厌氧消化菌的生长和代谢活动最为旺盛。

3. 有机物浓度对产气量的影响：实验结果表明，有机物浓度对产气量有显著影响。

当有机物浓度较高时，产气量较高。

这是因为有机物浓度越高，厌氧消化菌可利用的底物越多，产气量越高。

4. 接种剂对产气量的影响：实验结果表明，接种剂对产气量有显著影响。