厌氧消化技术及其在生活垃圾处理中的应用

第三阶段(甲烷化阶段):产甲烷菌将乙酸转化为CO2和CH4, 利用H2还原CO2成CH4,或利用其他细菌产生甲酸形成CH4. 无论是三阶段理论,还是四类群理论,实质上都是对两阶段理 论的补充和完善, 较好地揭示了厌氧发酵过程中不同代谢菌 群之间相互作用、相互影响、相互制约的动态平衡关系， 阐明了复杂有机物厌氧消化的微生物过程。
提高
20世纪40年代在澳 大利亚出现了连续 搅拌的厌氧消化池， 改善了厌氧污泥与 废水的混合，提高
了处理效率
• 厌氧消化技术最早应用于高浓度有机废水的处理中，而在生 活垃圾的处理所占的比例较小。然而自1920年英国农学家 AlbertHoward在印度发明了印多尔厌氧堆肥法以来经过了不断 的技术革新，近年来，逐步形成了以湿式完全混合厌氧消化、 厌氧干发酵、两步厌氧消化等为主的生活垃圾厌氧消化工艺形 式。厌氧消化处理生活垃圾，主要集中在对生活垃圾中厨余垃 圾以及庭院垃圾进行处理。Jae Kyoung等进行进行了泔脚废物 的甲烷化潜力研究，研究结果表明，泔脚废物具有较大的厌氧 甲烷化潜力。在欧洲，利用厨余垃圾产沼气的研究较为成熟， 德国、丹麦等国家发展尤其迅速，建成了一定规模数量的消化 处理厂。日本早在20世纪80年代就将利用城市垃圾产沼气作为 国家研究课题。近年来，我国在引进欧洲技术的同时，在地方 政府的支持下，也开始进行了工业规模生产。如农户用沼气池， 甚至有些偏远地区采用了效率更低的利用方式，如粪便沤肥、 秸秆还田等，这不仅浪费大量的生物质资源，而且经过雨水浸 淋，粪便中的有机物会进入周围水体，散发恶臭气体，造成严 重的环境污染。随着养殖场发展的集约化，大型养殖场都建在 城市周边，禽畜粪便对城市环境的污染会更加严重。本文从生 物质废物厌氧消化产沼潜力、厌氧消化产沼技术研究和应用等 方面分析我国农村生物质废物厌氧消化产沼的需求及发展现状。
厌氧消化技术在生活垃圾处理中的应用
• 厌氧发酵在我国50年代大办沼气时曾经被广泛 应用，但迄今为止大部分地区处于分散、粗放型 应用阶段。同国外相比我国生活垃圾厌氧发酵技 术还处于起步阶段，大多数研究成果还停留在实 验室阶段。如李亚新等人在实验中采用小试规模 的批量反应器和CSTR反应器，对生活垃圾酸性发 酵的特点进行了研究。刘晓风则主要探索了城市 有机垃圾干式厌氧发酵技术。吕凡、何品晶等针 对我国泔脚废物的特性研究表明，泔脚废物厌氧 发酵具有明显的优势，但工艺可行性尚需进一步 确证。
厌氧消化技术发展历程
1972-1978年荷兰农 业大学的教授
Lettinga等人开发 研制的一项污水厌 氧生物处理新技术升流式厌氧污泥床
反应器
1776年Valta最早从 沼泽中发现可燃性
气体甲烷
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1896年英国出现第 一座用于处理生活 污水的厌氧消化池， 所产生的沼气用于
街道照明
20世纪50年代中期 出现了厌氧接触反 应器，使处理效率 和负荷都得以显著
厌氧消化处理生活垃圾的优势
•
采用厌氧微生物消化把垃圾中的有机质废物转化为沼气，
不仅为工农业生产提供了新的能源，还能减少资金的投入、
减少化石燃料的使用、缓解能源紧张问题和削减CO2排放量。 另外，厌氧消化残渣及出水的农业利用减少了化学肥料的投
入，降低了农业生产成本，且充分有效的利用垃圾中有机质
实现了废物的循环利用。厌氧消化在密封反应器（消化池）
高于好氧堆肥处理，生活垃圾厌氧消化不能处理全部垃圾而
仅能处理有机易腐部分，生活垃圾厌氧消化出水排放之前可
能需要进行达标处理，无疑会增加处理成本。另外生活垃圾
的混合收集方式也会对厌氧消化处理应用带来极大的限制。
பைடு நூலகம்
鉴于我国垃圾有机成分将随着时间的推移而增加，我国垃圾
收集制度将向分类收集制度方向完善，垃圾厌氧消化技术的
内完成反应过程，可以有效缩短发酵周期，并保证垃圾渗沥
液和产生的气体不致于泄漏到环境中。同好氧堆肥相比减少
了处理场地土地使用面积及残渣中盐分的含量。厌氧消化处
理生活垃圾还能实现垃圾减量化，减少垃圾最终填埋量，缓
解垃圾产生量增大与填埋用地不足的之间矛盾。厌氧消化可
以解决含水量大不易填埋和焚烧的有机垃圾出路问题。有研
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厌氧消化技术及其在生活垃圾处 理中的应用
姓名：樊 鑫 学号：Z08070316 学院：环境工程与化学系 班级：城市水净化技术专业
主要内容
• 厌氧消化技术能够有效实现有机固体 废弃物的减量化、无害化处理与资源化利 用，尤其今年来，随着生活垃圾中生物质 废物的增加以及世界能源短缺问题的加剧， 具有废物处理和能源回收双重效益的生物 质废物厌氧消化技术日益受到世界各国的 广泛应用，并已在当今许多国家得到了广 泛的应用。本文对生活垃圾厌氧消化处理 工艺的原理、研究及应用现状进行概述， 分析了其经济性及应用中存在障碍，并对 我国生活垃圾厌氧消化处理技术研究和应 用的发展方向进行了展望。
究发现多种难降解、甚至有毒的持久性有机污染物质，如含
氮芳香族和含氮脂肪族化合物等，也能够被一些厌氧和兼性
厌氧的微生物降解。因此，厌氧消化还具有消除持久性有机
物污染物的潜力。
厌氧消化在处理生活垃圾中的障碍分析
•
尽管厌氧消化处理生活垃圾具有诸多优点但在实际应
用中仍有不尽人意之处。通常生活垃圾厌氧消化处理费用略
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目录
• 有机固体废弃物厌氧消化处理微生物学原 理
• 厌氧消化技术发展历程 • 厌氧消化技术在生活垃圾处理中的应用 • 厌氧消化处理生活垃圾的优势 • 厌氧消化在处理生活垃圾中的障碍分析 • 生活垃圾厌氧消化处理工艺类型 • 生活垃圾厌氧消化的影响因素 •结 论 • 致谢
有机固体废弃物厌氧消化处理微生物学原理
第一阶段（水解阶段，酸化阶段）：将不溶性大分子有 机物分解为小分子水溶性的低脂肪酸，发酵细菌将水溶性 低脂肪酸转化为H2、CH3OOOH、CH3CH2OH等，酸化阶 段料液pH值迅速下降；
第二阶段（产氢产乙酸阶段）：专性产氢产乙酸菌对还 原性有机物的氧化作用， 生成H2、HCO3-、CH3OOOH. 同 型产乙酸细菌将H2、HCO3-转化为CH3OOOH, 此阶段由于 大量有机酸的分解导致pH值上升;