厌氧发酵原理 ppt课件
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厌氧发酵原理
厌氧发酵原理
厌氧发酵是一种在缺氧环境下进行的生化反应，通过微生物在缺氧条件下代 谢有机物质产生能量和废物。
厌氧发酵的定义
厌氧发酵是指在缺氧的条件下，微生物在有机物质分解过程中产生能量和废物。
厌氧发酵反应过程
1
底物分解
有机物质通过分解产生底物。
2
能量产生
底物在缺氧条件下被微生物代谢产生能量，并生成废物。
废物处理
厌氧发酵可以降解废物，减 少对环境的污染。
灵活性
厌氧发酵适用于不同类型的 有机废料，具有很高的灵活 性。
厌氧发酵的限制因素
1 缺氧环境
厌氧发酵需要在没有氧气的环境中进行。
2 特定温度要求
不同的厌氧发酵过程需要适当的温度条件。
3 微生物种类限制
不同类型的厌氧发酵需要不同种类的微生物参与。
厌氧发酵的关键要素
厌氧发酵在生物科技领域具有 广阔的应用前景。
Hale Waihona Puke 底物有机物质作为底物供给厌氧 发酵反应。
微生物
特定种类的微生物扮演着厌 氧发酵过程中的关键角色。
环境条件
提供适宜的温度、pH和氧气 等条件来维持厌氧发酵反应。
厌氧发酵的意义和前景
绿色能源
厌氧发酵可以作为替代化石燃 料的绿色能源选择。
废物管理
厌氧发酵可以帮助实现废物的 高效处理和资源回收利用。
生物科技
3
废物生成
废物可能是气体、酸、醇或其他有机化合物。
厌氧发酵的应用领域
1 生物燃气产生
厌氧发酵被用于生物燃气产生来替代化石燃料。
2 污水处理
厌氧发酵在污水处理中用于去除有机物质和产生沼气。
3 食品加工
厌氧发酵被用于食品加工来产生酸乳酸和醋酸等物质。
厌氧发酵是一种在缺氧环境下进行的生化反应，通过微生物在缺氧条件下代 谢有机物质产生能量和废物。
厌氧发酵的定义
厌氧发酵是指在缺氧的条件下，微生物在有机物质分解过程中产生能量和废物。
厌氧发酵反应过程
1
底物分解
有机物质通过分解产生底物。
2
能量产生
底物在缺氧条件下被微生物代谢产生能量，并生成废物。
废物处理
厌氧发酵可以降解废物，减 少对环境的污染。
灵活性
厌氧发酵适用于不同类型的 有机废料，具有很高的灵活 性。
厌氧发酵的限制因素
1 缺氧环境
厌氧发酵需要在没有氧气的环境中进行。
2 特定温度要求
不同的厌氧发酵过程需要适当的温度条件。
3 微生物种类限制
不同类型的厌氧发酵需要不同种类的微生物参与。
厌氧发酵的关键要素
厌氧发酵在生物科技领域具有 广阔的应用前景。
Hale Waihona Puke 底物有机物质作为底物供给厌氧 发酵反应。
微生物
特定种类的微生物扮演着厌 氧发酵过程中的关键角色。
环境条件
提供适宜的温度、pH和氧气 等条件来维持厌氧发酵反应。
厌氧发酵的意义和前景
绿色能源
厌氧发酵可以作为替代化石燃 料的绿色能源选择。
废物管理
厌氧发酵可以帮助实现废物的 高效处理和资源回收利用。
生物科技
3
废物生成
废物可能是气体、酸、醇或其他有机化合物。
厌氧发酵的应用领域
1 生物燃气产生
厌氧发酵被用于生物燃气产生来替代化石燃料。
2 污水处理
厌氧发酵在污水处理中用于去除有机物质和产生沼气。
3 食品加工
厌氧发酵被用于食品加工来产生酸乳酸和醋酸等物质。
厌氧发酵的原理
厌氧发酵的原理
厌氧发酵是一种在缺氧条件下进行的生物过程，其原理是微生物在缺氧环境下，利用有机物质进行能量代谢和产生有用化合物的过程。
厌氧发酵可以在无氧或低氧条件下进行，其中微生物利用有机物质作为底物，通过代谢途径将其转化为所需的产物。
厌氧发酵的原理涉及以下主要过程：
1. 无氧条件：厌氧发酵是在缺氧环境下进行的，即没有游离氧气存在。
这是与其他类型的发酵过程（如乳酸发酵和酒精发酵）的主要区别之一。
2. 底物降解：在厌氧发酵中，微生物利用有机物质作为底物进行降解。
底物可以是多种有机物质，如葡萄糖、乳酸、酒精等。
微生物通过代谢途径将底物转化为能量和产物。
3. 能量产生：微生物通过底物降解产生能量。
在没有氧气的情况下，微生物采用其他能量产生途径，如乳酸发酵产生酸和少量ATP，或者通过产生氢气、甲烷等气体来释放能量。
4. 产物生成：厌氧发酵产生的产物取决于微生物的种类和底物的类型。
常见的产物包括乳酸、酒精、氮气、二氧化碳、甲烷等。
这些产物在农业、食品工业、能源等领域具有重要的应用价值。
总的来说，厌氧发酵是一种在无氧或低氧条件下微生物利用有
机底物进行代谢和能量转化的过程。
通过这种发酵过程，可以产生有用的产物，并且在一些特殊的环境条件下具有重要的应用价值。
厌氧发酵
蛋白质+nH2O→氨基酸＋脂肪酸＋NH3＋CO2＋H2S
C 3 H 5 ( RCOO ) 3 + 3H 2 O → C 3 H 5 (OH ) 3 + 3RCOOH (脂肪） （碳水化合物） （甘油） （双糖） （脂肪酸） （单糖） 2(C 6 H 10 O5 )n + nH 2 O → nC12 H 22 O11 → 2nC 6 H 12 O6
液化阶段(Liquefaction a. 液化阶段(Liquefaction stage)
• 在这一阶段中复杂的有机高分子物质，如蛋白质、脂肪、 在这一阶段中复杂的有机高分子物质，如蛋白质、脂肪、 碳水化合物等在水解细菌产生的胞外酶的作用下进行体外 酶分解，使固体物质变成可溶于水的简单有机物。 酶分解，使固体物质变成可溶于水的简单有机物。 • 高分子有机物的水解速度很慢，主要受物料的性质、微生 高分子有机物的水解速度很慢，主要受物料的性质、 物的浓度、温度和pH等条件的制约。 pH等条件的制约 物的浓度、温度和pH等条件的制约。 • 主要有机物的水解反应： 主要有机物的水解反应：
6.2厌氧发酵 6.2厌氧发酵
• • • • 概述 厌氧发酵的原理 厌氧发酵的原理 厌氧发酵的影响因素 发酵工艺
• 发酵装置 • 城市污水污泥与粪便的厌氧发酵处理
6.3.1 概述 • 定义 • 主要特点
(1)厌氧发酵（anaerobic fermentationm） (1)厌氧发酵（ fermentationm） 厌氧发酵
• 厌氧发酵（或厌氧消化）是指厌氧微生物的作用下，有控制地使废物 厌氧发酵（或厌氧消化）是指厌氧微生物的作用下， 中可生物降解的有机物转化为CH 和稳定物质的生物化学过程。 中可生物降解的有机物转化为CH4、CO2和稳定物质的生物化学过程。 • 由于厌氧发酵的产物是以 CH4 为主要成分的沼气， 故又称为甲烷发酵 由于厌氧发酵的产物是以CH 为主要成分的沼气，故又称为甲烷发酵 fermentation)。 (firedamp fermentation)。 • 厌氧发酵技术最初的工业化应用是作为粪便和污泥的减量化和稳定化 的手段得以实施的。厌氧消化处理可以去除废物中10 50％ 10～ 的手段得以实施的。厌氧消化处理可以去除废物中10～50％的有机物 ，并使之稳定化。 并使之稳定化。 • 70年代初，由于能源危机和石油价格上涨，许多国家开始寻找新的能 70年代初，由于能源危机和石油价格上涨， 年代初 发酵技术显示出其优势，普遍受到人们的关注。 源，这时厌氧 发酵技术显示出其优势，普遍受到人们的关注。 • 近20年来，我国许多城市相继建成了大型厌氧发酵设施，用来处理城 20年来 我国许多城市相继建成了大型厌氧发酵设施， 年来， 市污泥和粪便。 市污泥和粪便。
C 3 H 5 ( RCOO ) 3 + 3H 2 O → C 3 H 5 (OH ) 3 + 3RCOOH (脂肪） （碳水化合物） （甘油） （双糖） （脂肪酸） （单糖） 2(C 6 H 10 O5 )n + nH 2 O → nC12 H 22 O11 → 2nC 6 H 12 O6
液化阶段(Liquefaction a. 液化阶段(Liquefaction stage)
• 在这一阶段中复杂的有机高分子物质，如蛋白质、脂肪、 在这一阶段中复杂的有机高分子物质，如蛋白质、脂肪、 碳水化合物等在水解细菌产生的胞外酶的作用下进行体外 酶分解，使固体物质变成可溶于水的简单有机物。 酶分解，使固体物质变成可溶于水的简单有机物。 • 高分子有机物的水解速度很慢，主要受物料的性质、微生 高分子有机物的水解速度很慢，主要受物料的性质、 物的浓度、温度和pH等条件的制约。 pH等条件的制约 物的浓度、温度和pH等条件的制约。 • 主要有机物的水解反应： 主要有机物的水解反应：
6.2厌氧发酵 6.2厌氧发酵
• • • • 概述 厌氧发酵的原理 厌氧发酵的原理 厌氧发酵的影响因素 发酵工艺
• 发酵装置 • 城市污水污泥与粪便的厌氧发酵处理
6.3.1 概述 • 定义 • 主要特点
(1)厌氧发酵（anaerobic fermentationm） (1)厌氧发酵（ fermentationm） 厌氧发酵
• 厌氧发酵（或厌氧消化）是指厌氧微生物的作用下，有控制地使废物 厌氧发酵（或厌氧消化）是指厌氧微生物的作用下， 中可生物降解的有机物转化为CH 和稳定物质的生物化学过程。 中可生物降解的有机物转化为CH4、CO2和稳定物质的生物化学过程。 • 由于厌氧发酵的产物是以 CH4 为主要成分的沼气， 故又称为甲烷发酵 由于厌氧发酵的产物是以CH 为主要成分的沼气，故又称为甲烷发酵 fermentation)。 (firedamp fermentation)。 • 厌氧发酵技术最初的工业化应用是作为粪便和污泥的减量化和稳定化 的手段得以实施的。厌氧消化处理可以去除废物中10 50％ 10～ 的手段得以实施的。厌氧消化处理可以去除废物中10～50％的有机物 ，并使之稳定化。 并使之稳定化。 • 70年代初，由于能源危机和石油价格上涨，许多国家开始寻找新的能 70年代初，由于能源危机和石油价格上涨， 年代初 发酵技术显示出其优势，普遍受到人们的关注。 源，这时厌氧 发酵技术显示出其优势，普遍受到人们的关注。 • 近20年来，我国许多城市相继建成了大型厌氧发酵设施，用来处理城 20年来 我国许多城市相继建成了大型厌氧发酵设施， 年来， 市污泥和粪便。 市污泥和粪便。
酵母菌的酒精发酵PPT课件(模板)
4
酒母 水溶液中 连续发酵 pH4.5 左右 30~33℃ 60~72 h
酒母不含淀粉酶，主要含水解酶（如蔗糖酶、麦芽糖酶）和 酒化酶（指参与酒精发酵的各种酶和辅酶的总称，胞内酶）。 酒糟的利用
酒精是胞内产物
渗出体外 与H2O任比例混合
5
C6H12O6+2ADP+2H3PO4
2CH3CH2OH+2CO2+2ATP
22
3. 柠檬酸积累的代谢调节
（1）阻断柠檬酸的进一步代谢：使顺乌头酸酶失活
Fe2+是顺乌头酸酶的激活剂 （2）加强 EMP途径
加络合剂
增强3 个关键酶尤其是PFK的活力
PFK 受高水平的柠檬酸和ATP抑制； NH4+能解除此抑制 ∴氮源用NH4+盐（铵盐）
柠檬酸发酵时要求Mn2+、Fe2+、Zn2+的含量极低
1. 从能量守恒可知，要生成甘油则必须有等摩尔量的乙醛 生成。即 酵母进行甘油发酵时必须依靠部分酒精发酵 以获得能量（ATP和NADH + H+）。
2. 生成部分乙醇不可避免。 因为乙醛与NaHSO3复合反应 效率低于89%；且酵母体内有乙醇脱氢酶存在。
总反应式为：
C6H12O6
C3H5(OH)3 + CH3CHO + CO2
肠膜明串珠菌和葡聚糖明串珠菌等 。
（5）柠檬酸酯（三酯等）：树脂增塑剂（抗霉），化工原
料，药物等。
2. 柠檬酸的生物合成途径
菌种：黑曲霉和假丝酵母
好氧发酵
发酵原料：玉米、干薯、木薯、小麦、糖蜜等。
黑曲霉偏好于无机氮源。
无机氮源被利用后，对M的pH值有影响。
T：黑曲霉生长最适33℃~37℃，柠檬酸积累32℃。 pH值：黑曲霉生长最适pH3~7，柠檬酸积累pH< 2。
酒母 水溶液中 连续发酵 pH4.5 左右 30~33℃ 60~72 h
酒母不含淀粉酶，主要含水解酶（如蔗糖酶、麦芽糖酶）和 酒化酶（指参与酒精发酵的各种酶和辅酶的总称，胞内酶）。 酒糟的利用
酒精是胞内产物
渗出体外 与H2O任比例混合
5
C6H12O6+2ADP+2H3PO4
2CH3CH2OH+2CO2+2ATP
22
3. 柠檬酸积累的代谢调节
（1）阻断柠檬酸的进一步代谢：使顺乌头酸酶失活
Fe2+是顺乌头酸酶的激活剂 （2）加强 EMP途径
加络合剂
增强3 个关键酶尤其是PFK的活力
PFK 受高水平的柠檬酸和ATP抑制； NH4+能解除此抑制 ∴氮源用NH4+盐（铵盐）
柠檬酸发酵时要求Mn2+、Fe2+、Zn2+的含量极低
1. 从能量守恒可知，要生成甘油则必须有等摩尔量的乙醛 生成。即 酵母进行甘油发酵时必须依靠部分酒精发酵 以获得能量（ATP和NADH + H+）。
2. 生成部分乙醇不可避免。 因为乙醛与NaHSO3复合反应 效率低于89%；且酵母体内有乙醇脱氢酶存在。
总反应式为：
C6H12O6
C3H5(OH)3 + CH3CHO + CO2
肠膜明串珠菌和葡聚糖明串珠菌等 。
（5）柠檬酸酯（三酯等）：树脂增塑剂（抗霉），化工原
料，药物等。
2. 柠檬酸的生物合成途径
菌种：黑曲霉和假丝酵母
好氧发酵
发酵原料：玉米、干薯、木薯、小麦、糖蜜等。
黑曲霉偏好于无机氮源。
无机氮源被利用后，对M的pH值有影响。
T：黑曲霉生长最适33℃~37℃，柠檬酸积累32℃。 pH值：黑曲霉生长最适pH3~7，柠檬酸积累pH< 2。
厌氧发酵原理PPT课件
问题，需要采取相应的措施进行控制。
其他影响因素
有毒物质
有毒物质如重金属、硫化物、氨氮等 对厌氧微生物的生长和代谢具有抑制 作用，需要控制有毒物质的浓度在适 宜范围内。
氧化还原电位
氧化还原电位是影响厌氧发酵的重要 因素之一，它关系到厌氧微生物的电 子传递和能量代谢。适宜的氧化还原 电位范围一般在-100~-300mV之间。
有机负荷 = （进入反应器的有机物质量 / 反应器中污泥质 量）×（反应器体积 / 反应器内污泥体积）
低有机负荷
低有机负荷条件下，厌氧微生物的生长和代谢速率较低，发酵 产气效率较低。此时需要延长发酵时间或增加反应器体积来提
高产气效率。
高有机负荷
高有机负荷条件下，厌氧微生物的生长和代谢速率较快，发酵 产气效率较高。但是高有机负荷条件下容易产生泡沫和浮渣等
06
厌氧发酵的未来发展与挑战
厌氧发酵技术的发展趋势
高效厌氧反应器
随着技术的进步，高效厌氧反应器的设计和应用将更加广泛，以提高厌氧发酵的效率和 稳定性。
新型厌氧微生物的发现与应用
随着微生物学研究的深入，更多新型厌氧微生物将被发现并应用于厌氧发酵领域，以拓 展厌氧发酵的应用范围。
生物信息学技术的应用
厌氧发酵的应用领域
能源生产
厌氧发酵是生物能源生产的重要 方式，如生物燃气、生物燃料等。
废物处理
厌氧发酵可用于处理城市固体废物、 农业废弃物等，实现废物资源化利 用。
有机废水处理
厌氧发酵也可用于有机废水处理， 降低污染负荷，同时产生能源。
厌氧发酵的优缺点
优点
厌氧发酵能够将有机废弃物转化 为有价值的能源和资源，减少环 境污染，同时为可再生能源生产 提供途径。
其他影响因素
有毒物质
有毒物质如重金属、硫化物、氨氮等 对厌氧微生物的生长和代谢具有抑制 作用，需要控制有毒物质的浓度在适 宜范围内。
氧化还原电位
氧化还原电位是影响厌氧发酵的重要 因素之一，它关系到厌氧微生物的电 子传递和能量代谢。适宜的氧化还原 电位范围一般在-100~-300mV之间。
有机负荷 = （进入反应器的有机物质量 / 反应器中污泥质 量）×（反应器体积 / 反应器内污泥体积）
低有机负荷
低有机负荷条件下，厌氧微生物的生长和代谢速率较低，发酵 产气效率较低。此时需要延长发酵时间或增加反应器体积来提
高产气效率。
高有机负荷
高有机负荷条件下，厌氧微生物的生长和代谢速率较快，发酵 产气效率较高。但是高有机负荷条件下容易产生泡沫和浮渣等
06
厌氧发酵的未来发展与挑战
厌氧发酵技术的发展趋势
高效厌氧反应器
随着技术的进步，高效厌氧反应器的设计和应用将更加广泛，以提高厌氧发酵的效率和 稳定性。
新型厌氧微生物的发现与应用
随着微生物学研究的深入，更多新型厌氧微生物将被发现并应用于厌氧发酵领域，以拓 展厌氧发酵的应用范围。
生物信息学技术的应用
厌氧发酵的应用领域
能源生产
厌氧发酵是生物能源生产的重要 方式，如生物燃气、生物燃料等。
废物处理
厌氧发酵可用于处理城市固体废物、 农业废弃物等，实现废物资源化利 用。
有机废水处理
厌氧发酵也可用于有机废水处理， 降低污染负荷，同时产生能源。
厌氧发酵的优缺点
优点
厌氧发酵能够将有机废弃物转化 为有价值的能源和资源，减少环 境污染，同时为可再生能源生产 提供途径。
固体废物处理与处置(厌氧发酵)ppt课件
(4)有毒物质
①重金属离子对甲烷发酵的抑制－使酶发生变性或者 沉淀。与酶结合产生变性；与氢氧化物使酶沉淀。
②阴离子的毒害：主要是S2- ，来源：无机硫酸盐还 原；蛋白质分解释放出S2-。
③氨的毒害： [NH4+]>150mg/L ，发酵受抑制。
物质浓度
碱金属和碱土金属Ca2+ ， Mg2+ ，Na+ ，K+ 重金属Cu2+ ，Ni2+ ，Zn2+ ， Hg2+ ，Fe2+ H+和OH ―
n 原料的收集和预处理； n 接种物的选择和富集； n 沼气发酵装置形状选择； n 启动和日常运行管理； n 副产品沼渣和沼液的处置等技术措施。
1、传统沼气发酵工艺类型
(1)根据发酵温度分类 高温发酵：产气率高，但CH4比例低且不稳定； 中温发酵：产气率较高，能量回收较理想，应用普遍。太阳
能保温。
④甲烷化阶段：乙酸和H2 被甲烷细菌(乙酸分解甲
烷细菌和H2氧化甲烷细 菌)利用生成甲烷。
(四)、影响发酵的环境条件
(1)温度因素：随着温度升高有机物分解速度加快，产气量增大。 温度变化范围为(±1.5~2.0)℃。
①低温发酵：低于20℃ ，产气量低，受气候影响大，不加料情 况下35d。
②中温发酵： 37℃ ，产气量约1~1.3m3/(m3 ·d)；发酵时间20d ， 卫生化低。
n 浮沉式气罩由水封池和气罩两部 分组成。当沼气压力大于气罩重 量时，气罩便沿水池内壁的导向 轨道上升，直至平衡为止。当用 气时，罩内气压下降，气罩也随 之下沉。
n 特点： 将发酵间与贮气间分开， 具有压力低、发酵好、产气多等 优点。 顶浮罩式沼气贮气池造价 比较低，但气压不够稳定。侧浮 罩式沼气贮气池气压稳定，比较 适合发酵工艺的要求，但对材料 要求比较高，造价昂贵。
厌氧发酵演示
农村较适用
蚯蚓床技术
概述 蚯蚓床工艺 蚯蚓床运行参数 蚯蚓床的日常管理
一、概述
蚯蚓为常见的一种陆生环节动物，喜欢生活 在富含有机质和湿润土壤中，以畜禽粪便和 有机废物垃圾为食，连同泥土一同吞入。也 摄食植物的茎叶等碎片。 据此，可利用蚯蚓来处理富含有机物的固体 废物，且可同时获得蚯蚓产品以及以高肥效 的蚯蚓粪土。
二、 厌氧发酵微生物 （a）不产甲烷细菌 在沼气发酵过程中，不直接参与甲烷形成的 微生物统称为不产甲烷菌，包括的种类繁多， 有细菌、真菌和原生动物三大群。其中细菌 的种类最多，作用也最大。 （b）产甲烷细菌 产甲烷菌在原核生物中由于它们能厌氧代谢 产生甲烷而成为一个独特类群，在70年代后 期被分类学家确认。
甲烷与空气的混合物在甲烷浓度达4.6％时 通明火即可发生爆炸；而浓度超过30％以 后就超过了可燃极限，很难发生燃烧，这 在设计燃烧装置时应当注意。
甲烷具有毒性．当空气中甲烷含量达到了 25％～30％以上时，对人体会有麻醉作用。
因此，在使用沼气时既要防止爆炸又要防 止中毒。
沼气及其发酵余物的利用
而蚯蚓吃垃圾时产生的蚓粪为无味、无害、
高效的多功能生物肥料，有利于加速土壤结
构的形成，促进土肥相容，提高蓄水、保肥
能力。蚓肥用于花卉，可明显延长花期，花
更鲜艳；用于果蔬生产，不仅可提高产量，
而且可提高品质和贮藏时间。
环保专家就蚯蚓处理垃圾产业化问题，以一 个日处理400吨的工厂为例，详细算了一笔账： 建厂期间项目总投资约为2400万元，工厂运 营期支出约584万元；工厂每年收入：政府每 年所给垃圾处理补贴，以每吨40元计，约为 584万元；销售蚓粪收入40万元；销售活蚯蚓 收入10万元。每年收入总计为634万元。专家 据此非常乐观地估计，建造一个蚯蚓处理垃 圾的工厂每年赢利可达50万～100万元。建厂 投资10年可收回全部成本，并可解决100人的 就业问题。
蚯蚓床技术
概述 蚯蚓床工艺 蚯蚓床运行参数 蚯蚓床的日常管理
一、概述
蚯蚓为常见的一种陆生环节动物，喜欢生活 在富含有机质和湿润土壤中，以畜禽粪便和 有机废物垃圾为食，连同泥土一同吞入。也 摄食植物的茎叶等碎片。 据此，可利用蚯蚓来处理富含有机物的固体 废物，且可同时获得蚯蚓产品以及以高肥效 的蚯蚓粪土。
二、 厌氧发酵微生物 （a）不产甲烷细菌 在沼气发酵过程中，不直接参与甲烷形成的 微生物统称为不产甲烷菌，包括的种类繁多， 有细菌、真菌和原生动物三大群。其中细菌 的种类最多，作用也最大。 （b）产甲烷细菌 产甲烷菌在原核生物中由于它们能厌氧代谢 产生甲烷而成为一个独特类群，在70年代后 期被分类学家确认。
甲烷与空气的混合物在甲烷浓度达4.6％时 通明火即可发生爆炸；而浓度超过30％以 后就超过了可燃极限，很难发生燃烧，这 在设计燃烧装置时应当注意。
甲烷具有毒性．当空气中甲烷含量达到了 25％～30％以上时，对人体会有麻醉作用。
因此，在使用沼气时既要防止爆炸又要防 止中毒。
沼气及其发酵余物的利用
而蚯蚓吃垃圾时产生的蚓粪为无味、无害、
高效的多功能生物肥料，有利于加速土壤结
构的形成，促进土肥相容，提高蓄水、保肥
能力。蚓肥用于花卉，可明显延长花期，花
更鲜艳；用于果蔬生产，不仅可提高产量，
而且可提高品质和贮藏时间。
环保专家就蚯蚓处理垃圾产业化问题，以一 个日处理400吨的工厂为例，详细算了一笔账： 建厂期间项目总投资约为2400万元，工厂运 营期支出约584万元；工厂每年收入：政府每 年所给垃圾处理补贴，以每吨40元计，约为 584万元；销售蚓粪收入40万元；销售活蚯蚓 收入10万元。每年收入总计为634万元。专家 据此非常乐观地估计，建造一个蚯蚓处理垃 圾的工厂每年赢利可达50万～100万元。建厂 投资10年可收回全部成本，并可解决100人的 就业问题。
厌氧处理原理培训PPT课件
厌氧处理原理培训
目录
• 厌氧处理原理简介 • 厌氧处理的基本原理 • 厌氧处理工艺流程 • 厌氧处理的优缺点 • 厌氧处理的实际应用案例
01 厌氧处理原理简介
厌氧处理的概念
01
厌氧处理是一种生物处理技术， 利用厌氧微生物在无氧或低氧条 件下将有机物转化为沼气、二氧 化碳和有机酸等物质的过程。
02
农业废弃物处理
农业废弃物如畜禽粪便、农作物秸秆等，如果得不到妥善处理，会对环境造成严 重污染。厌氧处理技术可以用于农业废弃物处理，将其转化为沼气和肥料。
通过厌氧处理技术，可以将农业废弃物中的有机物转化为沼气，用于发电或供热 ；同时将厌氧消化后的残渣加工成有机肥料，用于农业生产，实现废弃物的资源 化利用。
高浓度有机废水处理
高浓度有机废水含有大量的有机物， 如纤维素、淀粉、糖类等，如果直接 排放会对环境造成严重污染。厌氧处 理技术可以有效地处理高浓度有机废 水。
VS
厌氧处理技术可以将高浓度有机废水 中的有机物转化为沼气和二氧化碳， 同时将废水中的有毒物质转化为无害 或低害的物质。该技术在高浓度有机 废水处理中具有高效、低能耗、环保 等优点。
高处理效率。
在UASB中，废水中的有机物被 颗粒污泥吸附并分解为沼气，沼 气可从反应器顶部排出并进行收
集利用。
UASB反应器的设计需考虑颗粒 污泥的培养和维持，以保证处理
效果和沼气产量的稳定性。
膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB）
膨胀颗粒污泥床反应器是一种改进型的UASB反应器，通过增加反应器的高度和减小底部面 积来提高传质效率。
02 厌氧处理的基本原理
厌氧微生物的种类与特性
厌氧微生物种类繁多，包括产 甲烷菌、硫酸盐还原菌、产氢 产乙酸菌等。
目录
• 厌氧处理原理简介 • 厌氧处理的基本原理 • 厌氧处理工艺流程 • 厌氧处理的优缺点 • 厌氧处理的实际应用案例
01 厌氧处理原理简介
厌氧处理的概念
01
厌氧处理是一种生物处理技术， 利用厌氧微生物在无氧或低氧条 件下将有机物转化为沼气、二氧 化碳和有机酸等物质的过程。
02
农业废弃物处理
农业废弃物如畜禽粪便、农作物秸秆等，如果得不到妥善处理，会对环境造成严 重污染。厌氧处理技术可以用于农业废弃物处理，将其转化为沼气和肥料。
通过厌氧处理技术，可以将农业废弃物中的有机物转化为沼气，用于发电或供热 ；同时将厌氧消化后的残渣加工成有机肥料，用于农业生产，实现废弃物的资源 化利用。
高浓度有机废水处理
高浓度有机废水含有大量的有机物， 如纤维素、淀粉、糖类等，如果直接 排放会对环境造成严重污染。厌氧处 理技术可以有效地处理高浓度有机废 水。
VS
厌氧处理技术可以将高浓度有机废水 中的有机物转化为沼气和二氧化碳， 同时将废水中的有毒物质转化为无害 或低害的物质。该技术在高浓度有机 废水处理中具有高效、低能耗、环保 等优点。
高处理效率。
在UASB中，废水中的有机物被 颗粒污泥吸附并分解为沼气，沼 气可从反应器顶部排出并进行收
集利用。
UASB反应器的设计需考虑颗粒 污泥的培养和维持，以保证处理
效果和沼气产量的稳定性。
膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB）
膨胀颗粒污泥床反应器是一种改进型的UASB反应器，通过增加反应器的高度和减小底部面 积来提高传质效率。
02 厌氧处理的基本原理
厌氧微生物的种类与特性
厌氧微生物种类繁多，包括产 甲烷菌、硫酸盐还原菌、产氢 产乙酸菌等。
《厌氧发酵原理》课件
04
CATALOGUE
厌氧发酵的工艺流程
预处理阶段
原料选择与处理
选择适合的有机废弃物作为原料，并进行破碎、筛分、混合等预处理，以提高原料的均 匀性和可生化性。
调节pH值
将原料的pH值调节至适宜的厌氧发酵范围，通常为6.5-8.0，以促进厌氧菌的生长和代 谢。
厌氧消化阶段
水解酸化
在厌氧条件下，有机物被厌氧菌分解为小分 子有机酸和醇类物质，同时产生氢气和二氧 化碳。
01
与水处理技术结合
将厌氧发酵与水处理技术相结合 ，实现废水的高效处理和资源化 利用。
02
与生物质转化技术 结合
将厌氧发酵与生物质转化技术相 结合，实现生物质的能源化利用 和高效转化。
03
与基因工程技术结 合
通过基因工程技术对微生物进行 改造和优化，提高厌氧发酵过程 的效率和稳定性。
厌氧发酵在可持续发展中的地位与作用
厌氧发酵可以用于生产生物质能源，如沼气。
有机废弃物处理
厌氧发酵可以用于处理有机废弃物，如畜禽粪便、城市垃圾等。
污水处理
厌氧发酵可以用于污水处理，如污泥处理和废水处理等。
02
CATALOGUE
厌氧发酵原理
厌氧发酵的微生物学原理
1
厌氧发酵是由厌氧微生物在缺氧或无氧环境下进 行的一种生物代谢过程。
2
厌氧微生物主要包括产甲烷菌、硫酸盐还原菌、 梭菌等，它们通过厌氧呼吸获取能量，将有机物 转化为甲烷和二氧化碳。
资源化利用
01
厌氧发酵可以将有机废弃物转化为生物气体（如沼气）和有机
肥料，实现废弃物的资源化利用。
减少温室气体排放
02
厌氧发酵可以减少有机废弃物在填埋或露天堆放过程中产生的
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厌氧发酵原理
（3）pH值及酸碱度 由于发酵系统中的CO2分压很高 （20.3~40.5kPa），发酵液的实际pH值比在大气 条件下的实测值为低。一般认为，实测值应在 7.2~7.4之间为好。
（4）毒物 凡对厌氧处理过程起抑制或毒害作用的物质， 都可称为毒物。
厌氧发酵原理
（二）控制条件 （1）生物量
厌氧发酵原理
生化阶段 物态变化
生化过程
菌群
有机物厌氧消化过程
Ⅰ 液化（水解）
大分子不溶态 有机物转化为 小分子溶解态
有机物
Ⅱ
酸化（1）
酸化（2）
小分子溶解态 有机物转化为 （H2+CO2）及 A、B两类产物
B类产物转化为 （H2+CO2）及
乙酸等
Ⅲ 气化
CH4、CO2等
发酵细菌
产氢产乙酸细菌 甲烷细菌
厌氧发酵原理
概述 原理 主要构筑物及工艺
厌氧发酵原理
在断绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性厌 氧菌的生物化学作用，对有机物进行生物降解的过程， 称为厌氧生物处理法或厌氧消化法。
厌氧生物处理法的处理对象是：高浓度有机工业废水、 城镇污水的污泥、动植物残体及粪便等。
厌氧发酵原理
厌氧生物处理的方法和基本功能有二： （1）酸发酵的目的是为进一步进行生物处理提供易生物
厌氧发酵原理
当有机负荷率适中时，产酸细菌代谢产物中的有 机酸基本上能被甲烷细菌及时地吸收利用，并转化为 沼气，溶液中残存的有机酸量一般为每升数百毫克。 此时消化液中pH值维持在7~7.5之间，溶液呈弱碱性。 这种在弱碱性条件下进行的厌氧消化过程称之为弱碱 性发酵状态，它是一种高效而又稳定的发酵状态，最 佳负荷率应达此状态。
厌氧发酵原理
（2）温度 温度是影响微生物生命活动过程的重要因素之 一。温度主要影响微生物的生化反应速度，因而与有 机物的分解速率有关。
工程上： 中温消化温度为30~38℃（以33~35℃为多）； 高温消化温度为50~55℃。
厌氧消化对温度的突变也十分敏感，要求日变化小于 ±2℃。温度突变幅度太大，会招致系统的停止产气。
厌氧发酵原理
（1）氧化还原电位（ORP或Eh） 厌氧环境是厌氧消化过程赖以正常进行的最重要的
条件。厌氧环境，主要以体系中的氧化还原电位来反 映。
一般情况下，氧的溶入无疑是引起发酵系统的氧 化还原电位升高的最主要和最直接的原因。但是，除 氧以外，其它一些氧化剂或氧化态物质的存在（如某 些工业废水中含有的Fe3+、Cr2O72-、NO3-、SO42以及酸性废水中的H+等），同样能使体系中的氧化还 原电位升高。当其浓度达到一定程度时，同样会危害 厌氧消化过程的进行。
厌氧发酵原理
当有机物负荷率很高时，由于供给产酸菌的食物 相当充分，致使作为其代谢产物的有机物酸产量很大， 超过了甲烷细菌的吸收利用能力，导致有机酸在消化液 中的积累和pH值（以下均指大气压条件下的实测值） 下降，其结果是使消化液显酸性（pH<7）。这种在酸 性条件下进行的厌氧消化过程称为酸性发酵状态，它是 一种低效而又不稳定的发酵状态，应尽量避免。
厌氧发酵原理
当有机物负荷率偏小时，供给产酸细菌的食物不 足，产酸量偏少，不能满足甲烷细菌的需要。此时， 消化液中的有机酸残存量很少，pH值偏高，在pH值 偏高（大于7.5）的条件下进行的厌氧消化过程，称为 碱性发酵状态。如前所述，由于负荷偏低，因而是一 种虽稳定但低效的厌氧消化状态。
厌氧发酵原理
厌氧发酵原理
高温厌氧消化系统适宜的氧化还原电位为-500~-600mV； 中温厌氧消化系统及浮动温度厌氧消化系统要求的氧化还原
电位应低于-300~-380mV。
产酸细菌对氧化还原电位的要求不甚严格，甚至可在 +100~-100mV的兼性条件下生长繁殖；
甲烷细菌最适宜的氧化还原电位为-350mV或更低。
反应器单位有效容积在单位时间内接纳的有机物量， 称为容积负荷率，单位为kg/m3·d或g/L·d。有机物 量可用COD、BOD、SS和VSS表示。
反应器内单位重量的污泥在单位时间内接纳的有机物 量，称为污泥负荷率，单位为kg/kg·d或g/g·d。
每天向单位有效容积投加的新料的体积，称为投配率， 单位为m3/m3·d。投配率的倒数为平均停留时间或消 化时间，单位为d。投配率有时也用百分数表示，例如， 0.07m3/m3·d的投配率也可表示为7%。
厌氧发酵原理
厌氧消化装置的负荷率是怎样确定的呢？
一个重要的原则是：在两个转化（酸化和气化）速 率保持稳定平衡的条件下，求得最大的处理目标 （最大处理量或最大产气量）。
一般而言，厌氧消化微生物进行酸化转化的能力强， 速率快，对环境条件的适应能力也强；而进行气化 转化的能力相对较弱，速率也较慢，对环境的适应 能力也较脆弱。这种前强后弱的特征使两个转化速 率保持稳定平衡颇为困难，因而形成了三种发酵状 态。
（3）加热 为把料液控制到要求的发酵温度，则必须加 热。据估算，去除8000mg/L的COD所产生的沼 气，能使一升水升温10℃。
降解的基质； （2）甲烷发酵的目的是进一步降解有机物和生产气体燃
料。
厌氧发酵原理
完全的厌氧生物处理工艺因兼有降解有机物和 生产气体燃料的双重功能，因而得到了广泛的 发展和应用。
厌氧发酵原理
一、厌氧消化的生化阶段 复杂有机物的厌氧消化过程要经历数个阶段，由不同的
细菌群接替完成。根据复杂有机物在此过程中的物态及物 性变化，可分三个阶段（如表所示）。
发酵工艺
甲烷发酵 酸发酵
——
氧发酵原理
二、发酵的控制条件 （以下重点讨论甲烷发酵的控制条件。） （一）营养与环境条件
废水、污泥及废料中的有机物种类繁多，只要未达到抑 制浓度，都可连续进行厌氧生物处理。对生物可降解 性有机物的浓度并无严格限制，但若浓度太低，比耗 热量高，经济上不合算；水力停留时间短，生物污泥 易流失，难以实现稳定的运行。一般要求COD大于 1000mg/L。 COD∶N∶P=200∶5∶1
各种反应器要求的污泥浓度不尽相同，一般介于 10~30gVSS/L之间。
为了保持反应器生物量不致因流失而减少，可采 用多种措施，如安装三相分离器、设置挂膜介质、降低 水流速度和回流污泥量等。
厌氧发酵原理
（2）负荷率 负荷率是表示消化装置处理能力的一个参数。 负荷率有三种表示方法：容积负荷率、污泥负荷率、 投配率。