厌氧发酵过程三阶段理论之欧阳家百创编

厌氧发酵过程三阶段理论：

欧阳家百（2021.03.07）

一、有机物水解和发酵细菌作用下，使碳水化合物、蛋白质与脂

肪转化为单糖氨基酸、脂肪酸、甘油、CO2、H等

二、把第一阶段产物转化为H、CO2和CH3COOH

三、通过两组生理物质上不同产CH4菌作用，将H和CO2转化为

CH4，对CH3脱羧产生CH4。

厌氧消化原理：有机物厌氧消化过程主要包括产酸和产甲烷两个阶段。而对于不溶性有机物（有机垃圾），一般可认为在上述两个阶段之前多一个“水解

阶段”，水解阶段起作用的细菌包括纤维素分解菌、脂肪分解菌和蛋白质水解菌；

在水解酶作用下，转化产生单糖、酞和氨基酸、脂肪酸和甘油。

产酸阶段起作用

细菌是发酵性细菌，产氢产乙酸和耗氢产乙酸菌在胞内酶作用下，转化产生挥发

性脂肪酸、醇类、氢和二氧化碳；产甲烷阶段是产甲烷菌利用H2、CO2、乙酸、

甲醇等化合物为基质，将其转化成甲烷，其中H2、CO2和乙酸是主要基质。

名词：

VFA: Volatileacid 挥发酸

COD: Chemical oxygen demand 化学需氧量

BOD: Biochemical oxygen demand 生物需氧量

TOD: Total oxygen demand 总需氧量

TOC: Table of content 总有机碳

TS: Total solid 总固体

SS: Suspend solid 悬浮固体

VS: Volatile solid 挥发固体

HRT: 水利滞留时间=消化器有效容积/每天进料量

SRT: 污泥停留时间：单位生物量在处理系统中的平均停留时间 SVT: 污泥体积系数：单位体积水样在静置30min后，污泥体积数

MRT: 微生物滞留时间

PFR:塞流式反应器（Plug flow reactor）高浓度悬浮固体发酵原料一段进

入，从另一段排除。

USR:生流式固体反应器（Upflow solid reactor）原料从底部进入消化器，

上清从消化器上部溢出

UASB:生流式厌氧污泥床（Upflow anaerobic sludge bed）自下而上流动污

水通过膨胀的颗粒状污泥床消化分解，消化器分为污泥床、污泥层和三相分离器。

UBF：污泥床过滤器。将UASB和厌氧过滤器结合为一体的厌氧

消化器，下部

为污泥床，上部设置纤维填料。

EGSB:膨胀颗粒污泥床（Expanded granular sludge bed）与UASB 反应器有

相似之处，可分为进水配水系统、反应区、三相分离区和出水渠系统，EGSB没

有专门的出水回流系统。

ABR:厌氧折板反应器（Anaerobic baffled reactor）

SBR:间歇曝气方式运行活性污泥水处理技术，又称序批式活性污泥发

（Sequencing batch reactor actirated sludge process）

USSB:(Upflow staged sludge bed)

ASBR(Anaerobic sequencing batchreat):厌氧序批式活性污泥法，一种以序

批间歇运行操作为主要特征的废水厌氧生物处理工艺，一个完整运行周期分为进

水、反应、沉降、排水期。反应器内部静态沉淀，无需另设澄清设备，不需要污

泥和出水回流及配水系统，需搅拌设备和滗水器。

厌氧发酵影响因素：

1、预处理：水热、冰冻/解冻

2、添加剂投加：Fe、Co、Ni、Na+

3、消化液回流：调节VFA浓度

4、工艺优化

5、物粉组成

6、PH值：VFA作为回续产甲烷，过程中产氢产乙酸菌和产甲

烷菌可直接利

用的基质，而乳酸使PH值急剧下降，不利于产氢产乙酸工程的正常进行。

7、颗粒粒度

8、抑制物控制：NH4+、H2S、金属离子、有机物浓度。

厌氧消化器启动：从向沼气池内投入发酵原料和接种物起，到沼气能正常稳定产生沼气为止，这一过程成为沼气池的发酵启动。

1、优质、充足的原料并做堆沤处理，切忌用鸡粪和人粪（含

N量过高）

2、添加质优量足的接种物（10%~30%）

3、加入温度较高的水

4、低浓度启动（TS6%~8%,避免启动时有机负荷过高）

5、调节好酸碱度（PH值6.5~7.5）

6、密封活动盖

7、防气试火（测量CH4含量）

启动过程：

1、固态污泥应融化，去除杂质

2、接种污泥量充足

3、以批量发启为宜

4、逐步升温

5、开始阶段有机负荷不宜太高，0.5~1.5kgcod/m3.d为宜

6、当料液COD去除达80%，可提高负荷

7、对UASB类上流式反应器，生流速度以0.25~1.0m/h,以促进污泥颗粒化

8、启动时应将系统中空气置换出去