厌氧消化原理

厌氧生化法的基本原理及影响其效果的因素一、厌氧生化法的基本原理废水厌氧生物处理是在无分子氧条件下通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称为厌氧消化。

厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成。

因而粗略地将厌氧消化过程分为三个连续的阶段，即水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段，如下图所示：（1）水解酸化（2）产氢产乙酸（3）产甲烷第一阶段为水解酸化阶段。

复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物，然后渗入细胞体内，分解产生挥发性有机酸、醇类、醛类等。

这个阶段主要产生较高级脂肪酸。

含氮有机物分解产生的NH除了提供合成细胞物质的氮源外，在水中部分电离，形成NHHCO，具有缓冲消化液PH值的作用。

第二阶段为产氢产乙酸阶段。

在产氢产乙酸细菌的作用下，第一阶段产生的各种有机酸被分解转化成乙酸和H2 ，在降解奇数碳素有机酸时还形成CO2 。

第三阶段为产甲烷阶段。

产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2 和H2 等转化成甲烷。

虽然厌氧消化过程可分为以上三个阶段，但是在厌氧反应器中，三个阶段是同时进行的，并保持某种程度的动态平衡。

这种动态平衡一旦被PH值、温度、有机负荷等外加因素所破坏，贝y首先将使产甲烷阶段受到抑制，其结果会导致低级脂肪酸的积存和厌氧进程的异常变化，甚至会导致整个厌氧消化过程停滞。

二、影响厌氧处理效果的因素水解产酸细菌和产氢产乙酸细菌，可统称为不产甲烷菌，它包括厌氧细菌和兼性细菌，尤以兼性细菌居多。

与产甲烷菌相比，不产甲烷菌对PH值、温度、厌氧条件等外界环境因素的变化具有较强的适应性，且其增殖速度快。

而产甲烷菌是一群非常特殊的、严格厌氧的细菌，它们对环境条件的要求比不产甲烷菌更严格，而且其繁殖的世代期更长。

因此，产甲烷细菌是决定厌氧消化效率和成败的主要微生物，产甲烷阶段是厌氧过程速率的限制步骤。

厌氧消化,厌氧酵解,厌氧发酵,有氧分解的关系1. 引言1.1 概述在今天的环境保护和可持续发展的背景下，对于有机废弃物的处理变得越来越重要。

厌氧消化、厌氧酵解、厌氧发酵和有氧分解是目前常用的有机废弃物处理方法。

这些方法在去除或转化有机废弃物方面都起到了关键作用。

本文将深入探讨这些方法之间的关系，特别是厌氧消化与厌氧酵解、厌氧发酵以及有氧分解之间的相互联系。

1.2 文章结构本文将按照以下章节结构对厌氧消化、厌氧酵解、厌氧发酵和有机分解进行详细分析：引言，厌氧消化与厌氧酵解的关系，厌氧发酵与厌氧消化的关系以及有氧分解与厌氧消化的关系。

最后，通过总结论点来回顾文章主要内容。

1.3 目的本文旨在阐明不同废弃物处理方法之间的联系，帮助读者更好地理解和选择适合自己需求的废弃物处理方式。

同时，本文也将介绍各种方法的原理和应用场景，以更好地指导实际操作并促进环境可持续发展。

*请注意，由于普通文本格式无法呈现标题层级结构，以上内容只是对"1. 引言"部分的描述，并非完整文章。

2. 厌氧消化与厌氧酵解的关系2.1 厌氧消化的定义与原理厌氧消化是一种微生物降解有机废弃物的过程，它在缺乏氧气的条件下进行。

在这个过程中，不同类型的细菌和古菌通过一系列复杂的反应将有机废弃物分解为小分子有机物、沼气和其他代谢产物。

厌氧消化的原理基于微生物共生作用。

在一个无氧环境中，存在着各种类型的微生物。

这些微生物以协同方式合作，相互促进并参与有机废弃物分解过程中所需的反应。

基本上，厌氧消化包括两个主要步骤：厌氧酵解和产甲烷菌的产甲烷发酵。

2.2 厌氧酵解的过程与作用厌氧酵解是厌氧消化过程中的第一步，也是最重要的步骤之一。

在这个过程中，带来废水或污泥中存在多种有机废弃物，在无氧条件下被微生物降解为低分子量有机物。

这些微生物主要是厌氧酵母菌和产有机酸的细菌，它们通过发酵作用将有机废弃物分解为短链脂肪酸、醇类和其他有机化合物。

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。

污水处理工艺流程细说调节池好氧处理和厌氧消化污水处理是保护环境和人类健康的重要工作，而污水处理工艺流程中的调节池好氧处理和厌氧消化是关键环节。

本文将详细介绍这两个工艺的流程和原理。

一、调节池好氧处理调节池好氧处理是污水处理过程中的一个重要阶段。

它能够有效去除污水中的有机物和氮、磷等营养物质，提高水质净化效果。

好氧处理过程中，污水首先进入调节池，经过预处理后，进入好氧区域。

在好氧区域中，通过增氧设备或自然曝气方式，向污水中注入足够的氧气，促进细菌的生长和繁殖。

细菌会利用有机物和营养物质作为能源，进行代谢和生化反应，将有机物降解为二氧化碳和水，同时将氮、磷等转化为无机形态。

好氧处理过程中，pH值的调控也是至关重要的，一般维持在6.5-8.5的范围内，以利于细菌的生长和反应。

经过好氧处理后的污水质量得到了明显的提升，有机物和营养物质的含量显著降低，有利于后续工艺的进行。

二、厌氧消化在好氧处理后，污水经过初步的净化，但仍然含有可生化的有机物质，需要进一步处理。

厌氧消化是将这些有机物质通过厌氧条件下的微生物转化为沼气的过程。

厌氧消化过程中，污水进入消化池，通过控制温度、搅拌等条件，营造适宜的环境。

在消化池中，厌氧菌会利用有机物质进行发酵作用，产生沼气和消化渣。

沼气主要由甲烷和二氧化碳组成，可以用作能源；消化渣则是经过厌氧消化后剩余的固体废物，可以用于土壤改良。

厌氧消化不仅能够有效处理污水中的有机物质，减少其对环境的影响，还能够利用沼气作为可再生能源，实现资源的循环利用。

综上所述，调节池好氧处理和厌氧消化是污水处理工艺中的重要环节。

通过好氧处理可以去除有机物和营养物质，提高水质净化效果；而厌氧消化则能够进一步处理有机物质，并将其转化为沼气，实现资源的回收利用。

这两个工艺的应用能够有效改善水质，减少环境污染，对于可持续发展具有重要意义。

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。

污水处理技术中厌氧生物处理技术的基本原理1.厌氧生物处理过程解说厌氧生物处理又称厌氧消化，是在厌氧条件下由多种微生物共同作用，使有机物分解生成CH4和CO2的过程。

这种过程广泛地存在于自然界中，直到1881年法国报道了Louis Mouras发明的自动净水器，人类才开始利用厌氧消化处理污水，至今已有一百余年了。

20世纪60年代前人们认为厌氧消化的过程为两个阶段。

第一阶段称发酵阶段或产酸阶段，在此阶段中，不溶性的复杂有机物先在微生物作用下得到水解，继而被转化为简单的有机物，如脂肪酸、醇类、CO2和H2等，这一阶段起作用的微生物统称为发酵细菌或产酸细菌。

第二阶段称为产甲烷阶段，在此阶段中由产甲烷菌将第一阶段的产物转化为CH4和CO2。

人们在对厌氧消化过程及厌氧微生物的深入研究中发现，上述两个阶段学说并没有全面反映厌氧生物处理过程的全貌与本质。

研究表明，产甲烷菌能够利用甲酸、乙酸、甲醇、甲基胺类，在厌氧微生物方面的新发现基础上，1979年布利安特等提出了厌氧消化的三阶段理论（图2-1）。

图2-1 三阶段理论三阶段理论认为，厌氧消化过程是按以下步骤进行的。

第一阶段可称为水解发酵阶段，与两阶段理论相同，亦是在微生物的作用下复杂有机物进行水解和发酵的过程，多糖先水解为单糖，再通过酵解途径进一步发酵成乙醇和脂肪酸，如丙酸、丁酸、乳酸等，蛋白质则先水解为氨基酸再经脱氨基酸作用产生脂肪酸和氨。

第二阶段称为产氢、产乙酸阶段，是由一类专门的细菌称之产氢、产乙酸菌，将丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇转化为CH3COOH、H2和CO2。

第三阶段称为产甲烷阶段，由产甲烷菌利用乙酸和H2、CO2产生甲烷（CH4）。

研究表明，厌氧生物处理过程中约有20％CH4来自乙酸的分解，其余少量则产自H2和CO2的合成。

至今三阶段理论已被公认，是对厌氧生物处理过程较全面和较正确的描述。

厌氧废水处理是将环境保护、能源回收与生态良性循环结合起来的综合系统的核心技术，是具有较好环境效益和经济效益的污水处理技术。