厌氧甲烷的产生量分析
生活垃圾厌氧堆肥产甲烷及古细菌多样性分析
生活垃圾厌氧堆肥产甲烷及古细菌多样性分析闫江１，江娟２（１．华中科技大学生命科学与技术学院；２．华中科技大学环境科学与工程学院，武汉４３００７４）摘要：通过厌氧堆肥试验，对厌氧堆肥产甲烷的基本特征进行了研究，结果表明：在厌氧堆肥开始阶段，气体中只有８％的甲烷，二氧化碳产率是甲烷产率的４倍左右；而随着反应的进行，二氧化碳产率呈下降趋势，甲烷产率逐渐升高，并于３个月时达到最高值４５％；此后二氧化碳及甲烷产率都逐渐降低。
对３个月时的垃圾堆肥渗出液取样，提取总ＤＮＡ，对古细菌片段进行限制性片段长度多样性分析（ＲＦＬＰ），在６０个随机选出的古细菌ｒＤＮＡ克隆子中，可以划分１５个不同的谱型。
对深入了解产甲烷厌氧微生物过程，加快垃圾稳定化具有重要意义。
关键词：生活垃圾；厌氧；堆肥；甲烷；古细菌；ＲＦＬＰ分析中图分类号：Ｘ１７２；Ｘ１３２文献标识码：Ａ文章编号：１００３－６５０４（２００６）０４－０００９－０３我国城市垃圾年产量目前已达１．９亿ｔ左右，并以年均近９％的速度增长［１］。
本研究采用厌氧堆肥法处理城市生活垃圾，垃圾在厌氧发酵过程中，会发生水解、酸化和甲烷化等一系列复杂的生物化学反应，并最终被分解成以甲烷和二氧化碳为主的气体－沼气。
Ｃｈｕｇｈ等［２］研究认为，１ｔ含水率为４５％、有机物含量为５５％的垃圾可产甲烷５７．５ｍ３，相当于甲烷含量６０％的沼气９５．８ｍ３。
因此，厌氧堆肥的产ＣＨ４较高而且容易回收利用；所以厌氧堆肥不仅较好地回收了能源，还可以获取有机肥。
本研究着重对生活垃圾厌氧堆肥过程中产气变化进行了分析。
在介绍模拟试验的基础上，对厌氧堆肥工艺产甲烷特征进行了研究。
同时，通过提取厌氧垃圾堆肥渗出液的总ＤＮＡ中选择性地ＰＣＲ扩增古细菌群落的１６ＳｒＤＮＡ片断，在此基础上建立古细菌１６ＳｒＤＮＡ克隆文库，并利用ＲＦＬＰ法对其进行分析，从而获得有关产甲烷时期垃圾堆肥内部古细菌群落的结构及其多样性的初步信息。
基于mcrA基因的厌氧颗粒污泥产甲烷菌群分析_刘春
Analysis of Methanogenic Community of Anaerobic Granular Sludge Based on mcrA Gene
LIU Chun 1 ，LI Liang 1 ，MA Jun-ke 1 ，WU Gen 2 ，YANG Jing-liang 1
，而 且 多 数 研 究 都 是 基 于
16S rRNA 基因 . 有研究认为， 基 于 16S rRNA 基 因 的 PCR 引物对 产 甲 烷 菌 群 的 特 异 性 会 受 到 产 甲 烷 菌 群自身系统发育多样性的影响， 因而 mcrA 基因在产 甲烷菌群分析中逐渐受到关注
［ 14 ， 15 ］
fish厌氧颗粒污泥是高效厌氧反应器稳定和高效运行的关键产甲烷菌群是厌氧颗粒污泥中的主要功能菌群uasb颗粒污泥中的产甲烷菌数量可达10目前现代分子生物学技术已经广泛应用于包括厌氧颗粒污泥在内的不同环境样品中的产甲烷16srrna基因
第 32 卷第 4 期 2011 年 4 月
环 境 科 学 ENVIRONMENTAL SCIENCE
厌氧颗粒污泥是高效厌氧反应器稳定和高效运 行的关键， 产甲烷菌 群 是 厌 氧 颗 粒 污 泥 中 的 主 要 功 UASB 颗 粒 污 泥 中 的 产 甲 烷 菌 数 量 可 达 能菌群， 10 9 / mL［1 ］. 目前， 现代分子生物学技术已经广泛应 用于包括厌氧颗粒污泥在内的不同环境样品中的产 甲烷 菌 群 分 析
.
本研究以阿维菌素废水处理工业化厌氧颗粒污 泥为研究对象， 以 mcrA 基因为 PCR 的 目 标 基 因， 利 用 变 性 梯 度 凝 胶 电 泳 （ denaturing gradient gel electrophoreses ， DGGE ） 技 术， 对厌氧颗粒污泥中的 优势产 甲 烷 菌 群 的 系 统 发 育 进 行 了 分 析， 并基于 mcrA 基 因 利 用 荧 光 原 位 杂 交 （ fluorescence in situ hybridization ， FISH ） 技 术 对 产 甲 烷 菌 群 进 行 了 原 位 分析 . 同 时， 对 基 于 mcrA 基 因 和 16S rRNA 基 因 的 PCR-DGGE 及 FISH 检测结果进行了比较分析 . 1 1. 1 材料与方法 污泥样品 本研究所用厌氧颗粒污泥样品取自河北石家庄 某阿维 菌 素 废 水 处 理 工 业 化 UASB 反 应 器 （ 500 m ）， 其平均 VSS / SS 值为 0. 882. 1. 2 污泥样品总 DNA 提取 采用改进后的工业化废水处理反应器污泥样品 总 DNA 提取方法对厌氧颗粒污泥样品总 DNA 进行 提取
废弃物微藻厌氧消化产氢气和甲烷的优化研究
废弃物微藻厌氧消化产氢气和甲烷的优化研究原林虎;原雨桐【摘要】本文探究了影响微藻厌氧消化的因素(有机负荷、酶预处理、温度)并优化了工艺参数.结果表明:微藻生物质的最佳有机负荷为10.0 g/L,相应的氢气最大产量为18.8 mL/g(以单位挥发性有机质计算),挥发性脂肪酸最大产量为789 mg/L.蛋白酶预处理能够强化微藻水解酸化,且蛋白酶最佳剂量为1.0 g/L,氢气最大产量为20.5 mL/g,pH最低值为5.4.最后在产甲烷相中优化微藻厌氧消化的温度,35℃是产甲烷相最佳温度,甲烷的最大产量为238.9 mL/g,高温环境产生的过程产物反馈抑制了产甲烷菌的活性从而导致甲烷产量下降.【期刊名称】《工业安全与环保》【年(卷),期】2018(044)011【总页数】4页(P80-83)【关键词】微藻;两段式发酵;水解;酸化;氢气【作者】原林虎;原雨桐【作者单位】太原城市职业技术学院城建系太原030027;上海应用技术大学鲁班书院上海201418【正文语种】中文0 引言微藻含有丰富的有机质(碳水化合物4%～57%，蛋白质8%～71%和脂类2%～40%)，是厌氧消化产氢气和甲烷的理想原料[1]。
然而在实际工程中多种因素共同作用导致微藻厌氧消化获取的氢气和甲烷远低于理论计算值[2]。
近年来，应用两相厌氧消化系统处理生物质废物受到广泛关注，两段式厌氧消化将水解酸化相和产甲烷相分离开，从而控制每个阶段中微生物处于优势动态[3]；此外，与单一相消化系统相比还解除了挥发性脂肪酸(VFA)迅速积累或过度酸化引起的pH值下降而导致产甲烷过程终止的现象[4]。
因此，生物质两段式厌氧消化产氢气和甲烷得到越来越多的研究。
生物质厌氧消化制取甲烷主要包含4个连续的生化过程：水解、酸化、同型产乙酸和甲烷化[5]。
在水解过程中，难降解的有机物在特定功能的转性厌氧或兼性厌氧微生物分泌水解酶的作用下水解为溶解性或大分子有机物。
水解过程是有机物厌氧消化的限速步骤，预处理常用于提高有机物的水解速率[6]。
有机砷对固态厌氧消化产甲烷的影响和动力学研究-论文
ｅ ｓ ｉ ｓ ｋ ｉ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｓ ＺＨＥＮＧ Ｙｕ ａ ｎ ｗｕ１ ， ２ ， ＰＥＮＧ Ｓ ｈ ｕ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ ， ＨＵ Ｚ ｈ ｅ ｎ ｈ ｕ 。， ＬＩ Ｊｉ ａ ｎ。 ， ＣＨＥＮＧ Ｙｉ ｎ ｇ ｙ ｉ ｎ ｇ。 ． （ １ ． Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ
郑 元 武 等 有 机 砷 对 固态 厌 氧 消化 产 甲 烷 的 影 响 和 动 力 学 研 究
有机砷对 固态厌氧 消化 产 甲烷 的影 响和 动力学研 究 ＊
郑 元 武 ， 。 彭 书传 胡 真虎。
（ １ ． 合肥工 业大学资源与环境工程学 院， 安徽
李 建 。 程 莹莹。
洛 克沙 胂 （ Ｒ ＯＸ） 是一 种 有 机 砷 饲 料 添 加 剂 ， 广 泛 应用 于 家禽饲 养 业 。Ｒ ＯＸ 具有 促 进 畜禽 生 长 ， 提
对植 物和 土壤 中生 物 的抑 制 和毒 性 已有 研 究 ， 如 当 添加砷 达 到 ９ ０ ｍｇ ／ ｋ ｇ时 ， 二 甲基 砷 和 无 机 砷 酸 盐
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｔ ｈｅ ｉ ｎｆ ｌ ｕｅ ｎｃ ｅ ｏ ｆ ｏ ｒ ｇ ａ ｎｉ ｃ ａ ｒ ｓ ｅ ｎｉ ｃ ｏｎ ｍｅ ｔ ｈａ ｎｅ ｐｒ ｏ ｄｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ａ ｎａ ｅ ｒ ｏ ｂｉ ｃ ｄ ｉ ｇ ｅ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐｒ ｏｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｍｅ ｔ ｈａ ｎ ｏ ｇ ｅ ｎ。
Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｈ８ ｆ ｅ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｈｅ ｆ ｅ ｉ Ａｎ ｈ ｕ ｉ ２ ３ ０ ０ ０ ９ ； ２ ． Ｎｉ ｎ ｇ ｂ ｏ Ｄ ｅ ’ ａ ｎ
厌氧消化理论
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。
5-BMP全自动甲烷潜力测试仪串联测试甲烷含量
无需气相色谱仪或沼气分析仪，直接测量甲烷含量物料产甲烷潜力（biochemical methane potential, BMP）是指单位有机物料在厌氧条件下发酵产生甲烷气体的数量。
BMP分析对了解沼气发酵的效率及其过程稳定性、沼气工程的规模及工艺设计、生产优化策略及沼气工程收益评估等都具有重要的意义。
BMP测试不仅关注甲烷的体积量，还关注各气体的成分，比如甲烷、二氧化碳、氢气、硫化氢的百分比含量。
通常情况下，客户可以用气袋收集气体，定期采用排水法测量体积，并且利用气相色谱仪或者沼气分析仪测量各气体成分。
图一：BMP全自动甲烷潜力测试仪
RTK公司自主研发生产的BMP全自动甲烷潜力测试仪，包含18个通道。
如果客户只是关注厌氧发酵过程中甲烷的产气量和含量比。
客户可以将两个通道进行串联测试，在两个通道之间接入高浓度碱液去除酸性气体如二氧化碳、硫化氢等，分别测量厌氧发酵产生的总气体量和甲烷气体量，二者比例即是甲烷含量比。
RTK全自动甲烷潜力测试仪，（1）测量精度1 mL，有利于微小量气体的准确测量，尤其利于细节机理研究。
（2）采用嵌入式WEB跨平台服务器，无需软件安装包，可使用电脑、手机等无线访问和控制系统，适用于长期测试。
（3）内置有温度和气压传感器，测量的气体体积实时换算成标况体积，避免了长期测试
温度和压力变化导致的数据误差。
欢迎大家垂询！。
厌氧甲烷的产生量分析
厌氧产生甲烷的过程以及产生量厌氧反应过程是对复杂物质（指高分子有机物以悬浮物和胶体形式存在于水中）生物降解的复杂的生态系统。
其反应过程可分为四个阶段：1 水解阶段——被细菌胞外酶分解成小分子。
例如：纤维素被纤维酶水解为纤维二糖和葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦牙糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白酶水解为短肽和氨基酸等，这些小分子的水解产物能被溶解于水，并透过细胞为细胞所利用。
2 发酵阶段——小分子的化合物在发酵菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物，并分泌到细胞外。
这一阶段主要产物为挥发性脂肪酸（VFA）醇类、乳酸、CO、氢、氨、硫化氢等。
3 产酸阶段——上一阶段产物被进一步转化为乙酸、氢、碳酸以及新的细胞物质。
4 产甲烷阶段——在这一阶段乙酸、氢、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新细胞物质。
a、水解阶段——含有蛋白质水解、碳水化合物水解和脂类水解。
b、发酵酸化阶段——包括氨基酸和糖类的厌氧氧化，以及较高级脂肪酸与醇类的厌氧氧化。
产乙酸阶段一一含有从中间产物中形成乙酸和氧气，以及氢气和二氧化碳形成乙酸。
d、产甲烷阶段一一包括从乙酸形成甲烷，以及从氧、二氧化碳形成甲烷。
废水中有硫酸盐时，还会有硫酸盐还原过程。
厌氧发酵以及氧化过程化学计算：甲烷菌只能利用有限的几种基质，如下所示，其反应定义为CO2型反应和甲基型反应，包括氢、甲酸、一氧化碳、甲醇、甲胺、和醋酸盐氧化反应。
2H2 CO2 CH4 2H2O4HCOO 4H CH4 3CO2 2H2O4CO 2H2O CH4 3CO24CH3OH 3CH4 CO2 2H 2O4CH33N H2O 9CH4 3CO2 6H2O 4NH3 CH3COOH CH4CO2发酵过程中COD的变化一般用COD平衡而不用氧的消耗进行计算。
利用厌氧反应器中甲烷产生量可算出COD损失量。
通过化学计算即可确定甲烷COD的当量，甲烷的COD值是降甲烷氧化变成二氧化碳和水时氧的需要量。
厨余垃圾厌氧消化产甲烷速率经验模型的修正研究
与环境科学学院， 庆 ４０３） 重 ０ ０ ０
摘要 ：分 别通 过单 相和 两相 厌 氧消 化 实验， 厨余 垃圾 产 甲烷 累积 产量 曲线进行 了拟 合 ． 对 结果表 明， 相 厌氧 消化 产 甲烷 累 积产 量 曲线符 合 单
二 次函数 关系， 关 系数（ ） Ｏ９ ８ ； 相 为 ． ２ 两相 厌氧 消化 产 甲烷 累 积产 量 曲线 符合线 性 函数关 系， 关系 数（ ） ０９ ７ ． ９ 相 为 ．９ ２ 以拟 合 函数为 基础 ， 在 考虑 系统 负荷 的 前提 下， 立 了基准 状态 下 的产 甲烷速 率 经验 模 型， 建 通过 引入 ｐ 抑制 系数 和氨 氮抑 制 系数对 建 立 的产 甲烷速 率经 验模 型 Ｈ 进行 了修 正． 经验 修正模 型 预测 结果 进行 了 实验验 证及 误差 分析 ． 对 结果 表 明， 检验 水平 ａ ０ ｌ 件下 ， 在 ＝． 条 Ｏ 单相厌 氧 第 １组和 第 ２组试 验数 据试验 数 据与模 型 预测值 的 显著性 检 验统 计量 Ｆ分别 为 ４ ６ ２和 ２ ８ ３ 远 大于 临界 值（ ０９１ ８＝ ． ） ８． ２ ６． ， ６均 Ｆ （， ） ７１ ； ９ ５ ２ 两相 厌氧 第 １ 组试 验数 据和第
３２５ ， ｏ ｄ ｉｎｔａ ｌ ｅ ｏ ｔｓ ｗ ｓ０ｏ ． ｈ ｓ ａｉｉｓ ｌｗ ｒ ｉｈｒ ｈ ｒ ｉ ｌ ａ ｅ［０９１ ８＝ ． ］Ｔ ｅ ７ ．６ｉ ｃ ｎ ｉｏ ｔｅ ｌ ｆｅｔ ａ ．１ Ｔ ｅｅｓ ｔ ｔ ｌ ｅｅｈｇ ｅ ａ ｃｉｃ ｌ Ｆ （， ）７１ ． ｈ ｎ ｔ ｈ ｖ ｔ ｓｃ ａ ｔｎ ｔａｖ ｕ ９ ５ ２
餐厨垃圾厌氧消化产甲烷气量分析及研究方向改
餐厨垃圾厌氧消化产甲烷气量分析及研究方向随着经济地快速发展，城市生活垃圾中以餐厨垃圾为主的易腐性与有机物含量不断增加，造成的环境污染日益严重，成为可持续发展的隐患之一，引起了社会广泛关注；而另一方面，餐厨垃圾有机质含量高、易生物降解的特性为其能量回收利用提供了极好的条件，因此，餐厨垃圾的减量化、无害化、资源化利用具有广阔的前景。
餐厨垃圾厌氧发酵处理是一种具有可行性资源化处理技术，尤其在当今能源紧缺的形势下，餐厨垃圾厌氧产甲烷是一种可以在不产生二次污染的同时供应能源的环保新技术，而应用厌氧发酵技术生产甲烷既可回收能源又可解决环境污染问题。
一、餐厨垃圾厌氧发酵产甲烷分析厌氧消化工艺流程简单，但多菌群、多层次的厌氧发酵过程构成了一个复杂的系统，内部反应影响因素较多，系统不稳定。
餐厨垃圾等混合底物厌氧产甲烷可行，但影响因素复杂，对反应过程参数不能严格控制，存在转化率低、产气量不高等问题，因此，本文将对提高餐厨垃圾厌氧消化产气量作出分析。
1、使用添加物研究表明，使用合适的添加物可以提高沼气产量。
添加金属阳离子可以促使微生物群体的富集，从而提高微生物的停留时间以及微生物浓度，增加沼气产量。
合适的天然植物添加剂可以刺激微生物的生理活动，提高发酵底物的局部浓度，创造更适合微生物活动的环境，从而提高沼气的产量。
生物添加物可以提高某些特定酶的活性，从而提高沼气产量。
适当的添加甲烷菌载体有利于提高甲烷产量。
2、预处理工艺原料的预处理工艺可以分为机械预处理、化学预处理、生物预处理。
机械预处理和化学预处理主要是可以将复杂有机物转化成易生化降解的小分子有机物，增加比表面积，提高微生物与底物接触的几率，从而能显著提高沼气产量和有机物的降解率以及缩短消化时间。
生物预处理主要为添加高浓度生物菌种，利用微生物来水解底物。
3、消化流出物回流工艺将消化流出物回流入生物反应器可以减少微生物的流失，从而促进底物的充分降解，提高沼气产量。
将水解酸化阶段所产生的消化气引入产甲烷阶段，结果表明，消化器的回流增加了34%的甲烷产量。
浸油生物质厌氧消化产甲烷的最佳投料周期探究_陈梦杰
Study on Optimal Feeding Period for Anaerobic Methane Production of Oily Biomass
CHEN Mengjie ZHANG Feng'e HUANG Yujin WANG Ling ZHOU Shuangzhen （ School of Environmental and Safety Engineering，Changzhou University Changzhou，Jiangsu 213164） Abstract Anaerobic digestion needs to generate continuous gas under the premise of high methane yield． In this research，the oily biomass is used for anaerobic digestion，the intermittent feeding way is also adopted，in which the feeding is respectively arranged at the beginning of the methane production，the maximum period，decline period and the end of the feeding and the impacts of different feeding stages on anaerobic digestion methane are examined under the condition of optimum anaerobic digestion experiment． The results show that the thirty － fifth day of methane production is relatively the ideal intermittent feed cycle，its methane production is increased by 39． 9% compared with raw material and the total gas production is 3 496． 165 mL． Key Words oily biomass anaerobic digestion feeding cycle
《煤炭厌氧发酵产甲烷方法初步研究》范文
《煤炭厌氧发酵产甲烷方法初步研究》篇一一、引言随着全球能源需求的增长和传统能源的逐渐枯竭，煤炭作为重要的化石能源之一，其高效利用和清洁转化成为研究的热点。
近年来，煤炭厌氧发酵产甲烷技术因其能将煤炭资源转化为清洁、高效的能源而被广泛关注。
本论文将就煤炭厌氧发酵产甲烷的方法进行初步研究，以期为该领域提供理论支持和实际应用指导。
二、煤炭厌氧发酵产甲烷的基本原理煤炭厌氧发酵产甲烷是一种生物化学过程，主要通过微生物在无氧或低氧环境下将煤炭中的有机物转化为甲烷气体。
这一过程包括水解、酸化、乙酸化和甲烷生成等阶段。
煤炭中的有机物在微生物的作用下被分解为有机酸，进一步转化为乙酸和氢气，最终在甲烷菌的作用下生成甲烷。
三、煤炭厌氧发酵产甲烷的方法研究1. 原料准备：选择合适的煤炭原料是关键。
本研究所选用的煤炭应具有较高的有机质含量和适宜的碳氮比，以利于微生物的生长和代谢。
2. 预处理：对选定的煤炭进行破碎、筛分和洗涤等预处理，以提高其可生物降解性。
3. 接种与培养：向预处理后的煤炭中加入适量的微生物接种物，并进行适当的培养，以促进微生物的生长和代谢。
4. 发酵过程控制：控制好温度、pH值、发酵时间等参数，以保证厌氧发酵过程的顺利进行。
5. 产物收集与利用：将产生的甲烷气体进行收集，并对其纯度和产量进行检测。
同时，对产生的残渣进行资源化利用，如作为有机肥料等。
四、实验方法与结果分析1. 实验方法：本实验采用不同的煤炭原料和微生物接种物进行对比实验，通过调整温度、pH值等参数，观察其对厌氧发酵过程和产甲烷效果的影响。
2. 结果分析：通过对比实验数据，发现适宜的煤炭原料和微生物接种物对厌氧发酵过程具有显著的促进作用。
同时，适宜的温度和pH值也有利于提高甲烷的产量和纯度。
此外，对残渣进行资源化利用，可以实现废弃物的减量化、资源化和无害化处理。
五、讨论与展望通过对煤炭厌氧发酵产甲烷方法的初步研究，我们发现该方法具有以下优点：一是能够充分利用煤炭资源，实现清洁、高效的能源转化；二是能够产生清洁的甲烷气体，减少环境污染；三是能够对残渣进行资源化利用，实现废弃物的减量化、资源化和无害化处理。
厌氧消化实验报告(3篇)
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。
厌氧生物处理的影响因素
三、厌氧生物处理的影响因素——产甲烷反应是厌氧消化过程的控制阶段，因此，一般来说，在讨论厌氧生物处理的影响因素时主要讨论影响产甲烷菌的各项因素；——主要因素有：温度、pH值、氧化还原电位、营养物质、F/M比、有毒物质等。
1、温度：●温度对厌氧微生物的影响尤为显著：●厌氧细菌可分为嗜热菌（或高温菌）、嗜温菌（中温菌）；相应地，厌氧消化分为：高温消化（55︒C左右）和中温消化（35︒C左右）；●高温消化的反应速率约为中温消化的1.5~1.9倍，产气率也较高，但气体中甲烷含量较低；●当处理含有病原菌和寄生虫卵的废水或污泥时，高温消化可取得较好的卫生效果，消化后污泥的脱水性能也较好；●随着新型厌氧反应器的开发研究和应用，温度对厌氧消化的影响不再非常重要（新型反应器内的生物量很大），因此可以在常温条件下（20~25︒C）进行，以节省能量和运行费用。
2、pH值和碱度：●pH值是厌氧消化过程中的最重要的影响因素；●重要原因：产甲烷菌对pH值的变化非常敏感，一般认为，其最适pH值范围为6.8~7.2，在<6.5或>8.2时，产甲烷菌会受到严重抑制，而进一步导致整个厌氧消化过程的恶化；●厌氧体系中的pH值受多种因素的影响：进水pH值、进水水质（有机物浓度、有机物种类等）、生化反应、酸碱平衡、气固液相间的溶解平衡等；●厌氧体系是一个pH值的缓冲体系，主要由碳酸盐体系所控制；●一般来说：系统中脂肪酸含量的增加（累积），将消耗`HCO_3^-`,使pH下降；但产甲烷菌的作用不但可以消耗脂肪酸，而且还会产生`HCO_3^-`，使系统的pH值回升。
●碱度曾一度在厌氧消化中被认为是一个至关重要的影响因素，但实际上其作用主要是保证厌氧体系具有一定的缓冲能力，维持合适的pH值；●厌氧体系一旦发生酸化，则需要很长的时间才能恢复。
3、氧化还原电位：●严格的厌氧环境是产甲烷菌进行正常生理活动的基本条件；●非产甲烷菌可以在氧化还原电位为+100~ -100mv的环境正常生长和活动；●产甲烷菌的最适氧化还原电位为-150~ -400mv，在培养产甲烷菌的初期，氧化还原电位不能高于-330mv；4、营养要求：●厌氧微生物对N、P等营养物质的要求略低于好氧微生物，其要求COD：N：P = 200：5：1；多数厌氧菌不具有合成某些必要的维生素或氨基酸的功能，所以有时需要投加：①K、Na、Ca等金属盐类；②微量元素Ni、Co、Mo、Fe等；③有机微量物质：酵母浸出膏、生物素、维生素等。
生活垃圾焚烧电厂沥滤液厌氧沼气综合利用分析
生活垃圾焚烧电厂沥滤液厌氧沼气综合利用分析摘要：深圳地区生活垃圾焚烧发电厂沥滤液COD含量高达50000-70000mg/L，通过厌氧系统对其进行发酵、分解，产生的沼气纯度高、易收集，对其进行有效利用，既能实现生物质再生资源的综合利用，也能达到节能减排的目的。
1、沼气来源及产生气量生活垃圾沥滤液COD含量很高，经过厌氧处理能产生甲烷含量70%-75%的沼气，对该部分沼气进行综合利用，可以大幅节约厂用电量，有效降低污水处理的动力成本。
但沼气中含有较高浓度的硫化氢，若直接利用其进行发电，将会严重腐蚀设备，而且还会产生二氧化硫等有毒有害气体而污染环境。
因此为了实现对沼气能源的清洁利用，就必须进行脱硫、除湿、除杂及稳压处理。
表1 沼气主要参数一个垃圾焚烧发电厂每天产生1000m3沥滤液，经厌氧处理的沥滤液约为80%（其余作为生化系统碳源），深圳地区产气率约为24Nm3/m3沥滤液，70%甲烷含量下的沼气，可以达到2.5度/Nm3的单位发电量，综合核算，则可以配备1台2MW的燃气发电机组。
2、工艺流程沼气综合利用处理工艺为“脱硫+预处理+沼气发电+余热锅炉+脱硝”，经脱硫处理后硫化氢含量在50ppm以下，再经过预处理系统后可确保发电机组进气参数正常、稳定，其工艺流程图如下：1）生物脱硫生物脱硫工艺有酸法和碱法两个主流工艺，其中碱法生物脱硫因其成本低廉、工艺简单应用较为广泛。
碱法生物脱硫以THIOPAQ工艺为代表，其关键特点是能将气体洗涤塔中消耗的碱液再生，通过受控氧化，将HS-转化成单质硫磺，这就避免了传统碱洗法所带来的大量废碱液的产生。
整套系统由三个主要部分组成：吸收塔、生物反应器、硫沉淀器。
其反应原理如下：①硫化氢收过程：H2S + OH-→ HS- + H2O吸收塔可以看作一个碱洗反应器。
含H2S的气体从吸收塔底部进入，碱液从塔顶往下喷淋，气液相反方向流动。
在微碱性环境下（pH为8～9）发生如上化学反应。
沼气产量计算书
沼气产量计算书
1、沼气理论产气量分析：每去除1gCOD，会产生0.35标准升甲烷。
2、我公司近期厌氧运行情况，厌氧每天进水120m3，厌氧进水COD为38000mg/l，厌氧出水COD为3500mg/l
3、近期每天产生的沼气量计算：
甲烷气量=120m3×（38000-3500）mg/l×0.35l/g
= 1449m3
一般，甲烷在沼气中含量约为55%-73%,取中间值65%计算:
沼气产生量=1449÷65% =2229m3
依据宜兴公司化验结果，甲烷在沼气中含量约为76.2%～80.0%,取低值76.2%计算: 沼气产生量=1449÷76.2% =1902m3
4、根据经验，及我司垃圾处理能力，渗沥液量可达200t/d，则每天产生的沼气量计算： 甲烷气量=200m3×（38000-3500）mg/l×0.35l/g= 2415m3
一般，甲烷在沼气中含量约为55%-73%,取中间值65%计算:
沼气产生量=2415÷65% =3715m3
依据宜兴公司化验结果，甲烷在沼气中含量约为76.2%～80.0%,取低值76.2%计算: 沼气产生量=2415÷76.2% =3169m3
结论：依据厌氧池目前运行状况测算，年平均每天处理约产生甲烷含量约为76.2%的沼气2500m3（即104m3/h）。
沼气产量计算书
沼气产量计算书
1、沼气理论产气量分析：每去除1gCOD，会产生0.35标准升甲烷。
2、我公司近期厌氧运行情况，厌氧每天进水120m3，厌氧进水COD为38000mg/l，厌氧出水COD为3500mg/l
3、近期每天产生的沼气量计算：
甲烷气量=120m3×（38000-3500）mg/l×0.35l/g
= 1449m3
一般，甲烷在沼气中含量约为55%-73%,取中间值65%计算:
沼气产生量=1449÷65% =2229m3
依据宜兴公司化验结果，甲烷在沼气中含量约为76.2%～80.0%,取低值76.2%计算: 沼气产生量=1449÷76.2% =1902m3
4、根据经验，及我司垃圾处理能力，渗沥液量可达200t/d，则每天产生的沼气量计算： 甲烷气量=200m3×（38000-3500）mg/l×0.35l/g= 2415m3
一般，甲烷在沼气中含量约为55%-73%,取中间值65%计算:
沼气产生量=2415÷65% =3715m3
依据宜兴公司化验结果，甲烷在沼气中含量约为76.2%～80.0%,取低值76.2%计算: 沼气产生量=2415÷76.2% =3169m3
结论：依据厌氧池目前运行状况测算，年平均每天处理约产生甲烷含量约为76.2%的沼气2500m3（即104m3/h）。
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厌氧产生甲烷的过程以及产生量
厌氧氧化阶段：
厌氧反应过程是对复杂物质（指高分子有机物以悬浮物和胶体形式存在于水中）生物降解的复杂的生态系统。
其反应过程可分为四个阶段：
1水解阶段——被细菌胞外酶分解成小分子。
例如：纤维素被纤维酶水解为纤维二糖和葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦牙糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白酶水解为短肽和氨基酸等，这些小分子的水解产物能被溶解于水，并透过细胞为细胞所利用。
2发酵阶段——小分子的化合物在发酵菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物，并分泌到细胞外。
这一阶段主要产物为挥发性脂肪酸（VFA）醇类、乳酸、CO2、氢、氨、硫化氢等。
3产酸阶段——上一阶段产物被进一步转化为乙酸、氢、碳酸以及新的细胞物质。
4产甲烷阶段——在这一阶段乙酸、氢、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新细胞物质。
a、水解阶段——含有蛋白质水解、碳水化合物水解和脂
类水解。
b、发酵酸化阶段——包括氨基酸和糖类的厌氧氧化，
以及较高级脂肪酸与醇类的厌氧氧化。
c 、 产乙酸阶段——含有从中间产物中形成乙酸和氧气，以及氢气和二氧化碳形成乙酸。
d 、
@ e 、 产甲烷阶段——包括从乙酸形成甲烷，以及从氧、二氧
化碳形成甲烷。
废水中有硫酸盐时，还会有硫酸盐还原过程。
厌氧发酵以及氧化过程化学计算：
甲烷菌只能利用有限的几种基质，如下所示，其反应定义为CO2型反应和甲基型反应，包括氢、甲酸、一氧化碳、甲醇、甲胺、和醋酸盐氧化反应。
()2433
2242332
243242224242246394234324234422CO CH COOH CH NH O H CO CH O H N CH O H CO CH OH CH CO CH O H CO O
H CO CH H HCOO O
H CH CO H +→+++→+++→+→+++→++→++-
发酵过程中COD 的变化一般用COD 平衡而不用氧的消耗进行计算。
利用厌氧反应器中甲烷产生量可算出COD 损失量。
通过化学计算即可确定甲烷COD 的当量，甲烷的COD 值是降甲烷氧化变成二氧化碳和水时氧的需要量。
O H CO O CH 222222+→+
有方程可知道：1mol 甲烷COD 为2（32g 2O /mol ），即等于
64g 2O /mol 4CH ,在标准状态下，1mol 甲烷的体积为，即等于
甲烷/gCOD 。
量4CH =gCOD LCH molCH gCOD mol L 44
35.064414.22 备注：氧的摩尔质量8。
按照这几天进水水质分析：理论值。
《
进水COD=8487mg/L
出水COD=2500mg/L
进水流量Q=53M
一天处理COD = (8487mg/L-2500mg/L ）*24h*53M
=5987mg/L*24h*53M
=718440g
根据目前厌氧池常温处理:
量4CH =(718440gCOD/d)*4CH gCOD
=2513M /d
注解：以上计算不考虑厌氧细菌本身代谢消耗的一部分COD 。
&
温度的变化对甲烷产生量的变化忽略不计。