厌氧发酵工艺流程图-简图
厌氧发酵工艺及设备概述(PPT 57页)
罐、联合罐、朝日罐等。
1. 前发酵设备
• 传统的前发酵槽均置于发酵室内，发酵槽大部分为 开口式。
• （1）材料：①钢板；②钢筋混凝土； ③用砖砌、 外面抹水泥
• （2）形式： ①长方形； ②正方形
（3）特点 • ①前发酵槽的底略有倾斜，利于废水排出 • ②离槽底10-15cm处，伸出有嫩啤酒放出管 • ③为了维持发酵槽内醪液的低温，在槽中装有
冷却蛇管或排管。
• 注意CO2的排放，防止中毒
密闭式发酵槽
• 优点 • （1） • （2） • （3）
可回收二氧化碳 减少前发酵室内通风换气的耗冷量 减少杂菌污染机会。
第四章 厌氧发酵工艺及设备
第三节 啤酒发酵
/v/b/929 87751-3006683465.html
讨论
问题
啤酒生产的主要原料? 啤酒生产的主要工艺过程? 啤酒生产的核心技术?
一、概述
啤酒ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ产
麦芽制造
啤酒酿造
啤酒酿造
麦芽汁制造
啤酒发酵
啤酒过滤罐装
后发酵的工艺要求和操作
• ③温度控制 后发酵多控制先高后低的贮酒温度。前期控制
3～5℃，而后逐步降温至-1～1℃。
④后发酵时间
啤酒种类 鲜啤酒 熟啤酒 出口啤酒
原麦汁浓度/ºP 10～12 11～14 12～14
表 5-7 国内传统啤酒生产酒龄
酒 龄/d
啤酒种类
原麦汁浓度/ºP
30～40
黑鲜啤酒
（2）主发酵
一般工艺过程
① 酵母繁殖20h左右，将增殖槽中的麦汁泵入发酵 槽内，进行厌氧发酵。 ② 发酵2～3天左右，温度升至发酵的最高温度，进 行冷却，先维持最高温度2～3天。以后控制发酵温度 逐步回落，主酵结束时，发酵液温度控制在4.0～ 4.5℃。 ③ 主发酵最后一天急剧冷却，使大部分酵母沉降槽 底，然后将发酵液送至贮酒罐进行后发酵。
厌氧性发酵
1.2 酒精发酵中副产物的形成
主产物（product） ：乙醇（alcohol）
副产物（by product ）： 二氧化碳（carbon dioxide） 甘油（glycerol） 乙醛（acetaldehyde） 瑚珀酸（ succinic acid ） 乙酸（acetic acid） 酯（ester） 高级醇（higher alcohol） 双乙酰（diacetyl）
（2） 厌氧性发酵(anaerobic fermentation) ：在发酵 过程中不需要供给无菌空气。 e.g. lactic acid bacteria --------lactic acid Bacillus clostridium -------acetone-butanol （3）兼性发酵 (facultative fermentation) ：
1.2.1.2 影响杂醇油形成的条件 a.菌种。在同样的条件下，不同菌种的杂醇油生成 量相差很大。酵母的杂醇油生成量与醇脱氢酶活 性关系密切，该酶活力高，杂醇油生成量大。 b.培养基组成。培养基中支链氨基酸（亮氨酸、异 亮氨酸、缬氨酸）的存在，可增加相应的高级醇 （异戊醇、活性戊醇和异丁醇 ）的生成量。培养 基中氮水平高，形成杂醇油量少，杂醇油总形成 量因氮水平高而降低。 c.发酵条件。一般发酵温度高，高级醇生成量高， 通风有利于高级醇生成。高级醇的生成与乙醇的 生成是平行的，随乙醇的生成而生成。
e.g.
Bacillus subtilis -----------amylase
Corynebacterium 265-----------inosinic acid Asp.niger Uv06---------citric acid C.glutamicum As1299---------glutamic acid
厌氧发酵原理 ppt课件
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PPT课件
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。
有机固体废物厌氧发酵技术-PPT演示文稿
5）酸碱度、pH值和发酵液的缓冲作用 水解与发酵菌及产氢产乙酸菌对pH值的适应范围大
致为5~6.5，而甲烷菌对pH值的适应范围为6.6~7.5 之间 pH<4.8时，体系过度酸化，厌氧发酵停止 在发酵系统中，如果水解发酵阶段与产酸阶段的反 应速率超过产甲烷阶段，则pH值会降低，影响甲烷 菌的生活环境
湿法发酵与干法发酵
中温湿式发酵工艺 —湿法发酵含固率低，处理设 施要求空间加大，沼 液产生量大，后续处理困难。 —湿法发酵适用处理含水量较高的餐饮垃圾和污泥 等，也可用于处理分选后的厨余有机垃圾，但是需 要进行压榨或稀释预处理，水耗和能耗均较高
中温干式厌氧发酵系统工艺
中温干式厌氧发酵系统工艺
—干式发酵原料总固体含量在 20％～35%，物料中 不存在可流动的液体而呈半 固态 —干法发酵工艺含固率较高，占地空间较小，流程 简单，能耗低、沼液产生量少 —分选工艺合理、可靠，对大粒径杂质塑料袋、橡 胶和石块等要求较高， 对小粒径砂土等要求较低 —干法发酵适用于处理含水量较少，经过严格分选 后的有机垃圾
这种工艺的优点是沼气池结构相对简单，造价较 低。一般固体废物处理很少采用常温厌氧发酵
（2）按发酵级数分类 相互连通的沼气池的数量多 少，分为单级、两级和多级发酵 ①单级发酵 混合发酵只有一个沼气池（或发酵装 置），其沼气发酵过程只在一个发酵池内进行。设 备简单，但条件控制较困难
（2）按发酵级数分类 相互连通的沼气池的数量多 少，分为单级、两级和多级发酵 ②两级和多级发酵 二级或多级沼气发酵工艺，发 酵在两个或两个以上的互相连通的发酵池内进行。 原料先在第一个发酵池滞留一定时间进行分解、产 气，然后料液从第一个发酵池进入第二个或其余的 发酵池继续发酵产气 发酵工艺滞留期长，有机物分解彻底，但投资较高
厌氧消化技术
厌氧消化技术目录厌氧消化技术：湿式连续多级发酵系统TBW Biocomp工艺－德国Thronhofen处理厂厌氧消化技术：干式单级发酵系统厌氧消化技术：其他新工艺展开厌氧消化技术在世界各地广泛应用，大部分处理城市生活有机垃圾的厂处理量在2500t/a以上。
而在我国尚无采用这样的大型处理厂，可能是因为厌氧消化技术的投资成本比好氧堆肥要高，一般多1.2-1.5倍。
但考虑到有机垃圾厌氧消化处理的良好经济效益（生物气用来发电或供热以及优质卫生的肥料），每吨垃圾的处理费用与传统的好氧堆肥相当（JMa-ta-Alvarez et al，1999）。
并且厌氧消化具有良好的环境效益：与好氧堆肥相比占地少，大大减少了温室气体(CO2、CH4）、臭气的排放等。
从生命周期观点看，厌氧消化比其他的处理方式更经济。
因此，在我国厌氧消化技术是一项具有很有前景的有机垃圾处理技术。
编辑本段厌氧消化技术：湿式连续多级发酵系统多级工艺原理：按照消化过若翰勺规律，有机垃圾分别在不同的反应器内进行酸化水解、产甲烷。
首先将垃圾通过固液分离机分为固体和液体，液体部分直接进人产甲烷阶段反应器进行消化1－2d；固体部分进人水解池，2－4d以后垃圾再经过分离，再使液体进入产甲烷阶段反应器。
经过消化，大约60%-70%的有机物质转化为生物气。
BTA工艺－丹麦Helsingor BTA/carlbro处理厂丹麦HelsipgorBTA/carlbro处理厂即采用此项工艺，本厂建于1993年，处理分类收集的生活垃圾，处理量20,000t/a。
分类收集的垃圾先送到垃圾仓，再经过破袋、破碎、打浆、巴斯德消毒。
这样，垃圾分为液体、固体部分：液体进入消化罐；而固体进入水解池，在水解池中固体分解为有机酸，池内的液体再送入消化罐。
Helsingor垃圾处理厂每年产生大约300万m3生物气，用于热电联产。
垃圾处理厂配有换热器，可以用厌氧过程中产生的沼气来在预处理阶段加热垃圾。
城市垃圾厌氧发酵工艺流程
城市垃圾厌氧发酵工艺流程第一篇：城市垃圾厌氧发酵工艺流程本文介绍了国内外垃圾处理技术现状及发展趋势，并针对国内生活垃圾混合收集、混合处理的现状，着重强调了厌氧消化处理技术在我国城市垃圾处理工程中的可行性，并提出了一套与我国现阶段生活垃圾混合收集特点相适应的垃圾厌氧消化处理工艺流程，为该项技术在我国垃圾处理工程中的应用发展提供借鉴和参考。
关键词：城市垃圾；厌氧消化；可行性设计 1概述我国城市生活垃圾年产量达1亿多吨，且每年以8%～10%速率增长。
随着城市规模的不断扩大，垃圾产量将持续增长，其中动植物类有机垃圾占45%以上，成分表现为有机物含量高，含水量大，混合收集的垃圾热值低等特点。
目前，我国各地主要采用的垃圾处理方式为卫生填埋，也有一些城市采用了焚烧、堆肥与卫生填埋相结合的方式对垃圾进行综合处理。
但是这些方法处理有机垃圾时存在严重问题。
因为有机垃圾若进行填埋，在降解过程中会产生高浓度的渗沥液和易燃易爆的气体，若不妥善处理，不但会严重污染水体和空气，甚至可能产生爆炸事故。
大量有机垃圾进入填埋场，也会使填埋场对环境存在潜在污染的时间延长；随着填埋场地选址难度的增加，过分依靠卫生填埋来处理有机垃圾显然是不合理的。
欧盟各国已强调垃圾填埋只能作为最终处理的手段，到2005年之后，有机物含量大于5%的垃圾不能进入填埋场。
焚烧处理则因为有机垃圾含水量较高，热值较低等使焚烧处理成本高。
处理有机垃圾最好的方式是生化处理。
好氧堆肥是生化处理的一种形式，但完全依靠堆肥也存在不少问题，主要表现为：一方面，在有机物浓度较高的情况下，由于湿度加大，好氧堆肥难度增大，容易形成厌氧状态；另一方面，由于堆肥产品体积较大，运输成本较高，影响了堆肥处理的经济性。
因此，在我国应该积极探索新的处理有机垃圾的有效方式。
近年来，欧洲许多国家进行了垃圾厌氧消化系统的研究和探索，并已得到了广泛的应用。
在世界各地，大约运行有1000座高效率的厌氧消化器用于废水处理；有120多座运行或在建的厌氧消化器，用于处理城市生活有机垃圾，总处理能力达每年500万吨。
废水厌氧生物处理原理与工艺(共86张PPT)
不同种属间细菌的相互配合或平衡较难控制；
厌氧微生物特别是产甲烷细菌对温度、pH等环境因素非常敏感.
厌氧生物处理
好氧的动力学方程仍适用,厌氧生化反应动力学方程:
dSkmaxSX dt Ks S
S底物浓度, X污泥浓
度, Y厌氧产率系数, kd 厌氧的内源代谢系数.
ddX tY(ddSt)kdX
废水厌氧生物处理工艺流程
Water Pollution Control Engineering
酸过程:
：将有机酸转化为氢和乙酸. 如丙酸转化为乙
CH3CH2COOH +2H2O ＝ CH3COOH + 3H2 +CO2 : 将H2+CO2转化为乙酸, 或将醇等转化为乙酸 .
如乙醇转化为乙酸:
CH3CH2OH +H2O ＝ CH3COOH + 2H2
低浓度硫化合物由于存在对H2的利用, 对厌氧处理有机物一定程度是 促进的; 但较高浓度的硫酸盐会严重抑制有机物的厌氧生物降解过
程(竞争底物对产甲烷菌不利; 产生的H2S对微生物不利)。
厌氧生物处理
Water Pollution Control Engineering
: 硝酸盐氮(NO3-)和亚硝酸盐氮(NO2-)在厌氧或缺氧条件下被还原为
化粪池示意图
厌氧生物处理
主要应用于处理城市污水厂的污泥，也可应用于处
理
的有机废水；圆柱形或蛋形池, 有盖
子, 保持温度、收集甲烷, 维持厌氧环境, 需要搅拌
和加温。
特点：水力停留时间长, 容积负荷低, 可处理SS大的废水 甚至有大块物料的废水, 结构较简单, 固液分离在同池进 行, 生物量小效率低下, 对无搅拌的反应器存在分层微生 物与有机物接触不足, 温度不均匀等.