厌氧甲烷生产过程中的质量和能量守恒
甲烷反应实验报告结论
一、实验目的本实验旨在通过甲烷的燃烧反应，验证甲烷中含有碳、氢元素，并探究其燃烧产物的性质。
二、实验原理甲烷（CH4）在氧气（O2）存在下燃烧，生成二氧化碳（CO2）和水（H2O）。
根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，因此，若能证明燃烧产物中含有二氧化碳和水，则可证明甲烷中含有碳、氢元素。
反应方程式如下：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O三、实验用品1. 甲烷气瓶2. 火柴3. 干燥的烧杯4. 澄清石灰水5. 氧气瓶6. 气压计7. 计时器四、实验步骤1. 将甲烷气瓶打开，用气压计测量甲烷气压，记录数据。
2. 用火柴点燃甲烷，观察火焰颜色和燃烧情况。
3. 将干燥的烧杯罩在甲烷燃烧的火焰上方，观察烧杯内壁是否有水珠出现。
4. 将蘸有澄清石灰水的小烧杯罩在甲烷燃烧的火焰上方，观察石灰水是否变浑浊。
5. 记录实验现象，分析甲烷燃烧产物的性质。
五、实验现象1. 点燃甲烷时，火焰呈蓝色，燃烧情况稳定。
2. 将干燥的烧杯罩在甲烷燃烧的火焰上方，烧杯内壁出现水珠。
3. 将蘸有澄清石灰水的小烧杯罩在甲烷燃烧的火焰上方，石灰水变浑浊。
六、实验结论1. 甲烷燃烧时，火焰呈蓝色，说明甲烷燃烧反应放出大量热量。
2. 将干燥的烧杯罩在甲烷燃烧的火焰上方，烧杯内壁出现水珠，证明甲烷中含有氢元素。
3. 将蘸有澄清石灰水的小烧杯罩在甲烷燃烧的火焰上方，石灰水变浑浊，证明甲烷中含有碳元素。
4. 根据实验现象，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，符合反应方程式：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O。
七、实验讨论1. 甲烷燃烧反应为放热反应，放出的热量可用于供暖、发电等。
2. 甲烷燃烧生成的二氧化碳和水是温室气体，过量排放会导致全球气候变暖。
3. 在实验过程中，注意安全操作，避免甲烷泄漏和火灾事故。
八、实验总结本实验通过甲烷燃烧反应，成功验证了甲烷中含有碳、氢元素，并探究了其燃烧产物的性质。
实验结果表明，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，符合质量守恒定律。
厌氧甲烷化中互养微生物种间直接电子传递的构建与强化
厌氧甲烷化中互养微生物种间直接电子传递的构建与强化厌氧甲烷化是实现污染物能源化最现实、最有效的方法之一。
氢气作为有机物厌氧氧化的产物,必须依靠耗氢微生物的持续消耗,才能维持厌氧氧化的顺利进行。
因此,在过去的半个世纪,氢气作为厌氧呼吸的电子载体,即种间氢气传递(IHT),被认为是厌氧消化的内在机理。
然而,基于IHT的生物电子链接脆弱,相关微生物极易受环境条件(如pH、有机负荷、毒性抑制剂等)的影响,造成厌氧体系内氢气分压升高,破坏产甲烷代谢的平衡,最终导致厌氧甲烷化的停滞。
近年来,由电活性微生物(如Geobacter等)驱动的产甲烷微生物电解池(MEC)作为一种新型能源策略受到广泛关注。
这种在厌氧消化器中直接置入电极的单室产甲烷MEC拓宽了厌氧甲烷化的途径。
更重要的是,基于Geobacter和产甲烷菌构建的MEC有望形成另一种全新的厌氧甲烷化模式——直接种间电子传递(DIET)。
然而,DIET在常规厌氧体系内还存在诸多未知的问题,如DIET在厌氧系统的构建与强化、运行特性以及底物可利用性等。
基于上述考虑,本研究在常规厌氧消化器内,通过引入外加电场、填充导体材料以及投加乙醇等方式,构建并强化产甲烷DIET,维持厌氧体系内酸性平衡和产甲烷代谢的稳定。
主要研究结果如下:(1)将一对石墨电极内置于上流式厌氧污泥床(UASB)反应器,构成单室产甲烷的MEC反应器。
在启动阶段,这种MEC反应器能够大幅度缩短厌氧启动时间。
在酸性抑制阶段,对照反应器(无内置电极)的产甲烷代谢几乎停滞,而MEC反应器的产甲烷代谢仍可以稳定运行。
荧光原位杂交(FISH)结果表明,MEC的阴极周围富集了大量耗氢产甲烷菌,其丰度高于悬浮污泥和对照反应器20-30个百分点,这说明外加电场能够在阴极富集耗氢产甲烷菌,形成生物电化学阴极产甲烷,提高甲烷产量。
采用这种单室产甲烷的MEC处理剩余污泥,能够大幅度地提高剩余污泥中有机物(如糖类物质、蛋白质和有机酸等)的分解速率。
厌氧的基本原理及影响其效果的因素
厌氧生化法的基本原理及影响其效果的因素一、厌氧生化法的基本原理废水厌氧生物处理是在无分子氧条件下通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称为厌氧消化。
厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成。
因而粗略地将厌氧消化过程分为三个连续的阶段，即水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段，如下图所示：24% 28%CH4 52% 72%乙酸第一阶段为水解酸化阶段。
复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物，然后渗入细胞体内，分解产生挥发性有机酸、醇类、醛类等。
这个阶段主要产生较高级脂肪酸。
含氮有机物分解产生的NH3除了提供合成细胞物质的氮源外，在水中部分电离，形成NH4HCO3，具有缓冲消化液PH值的作用。
第二阶段为产氢产乙酸阶段。
在产氢产乙酸细菌的作用下，第一阶段产生的各种有机酸被分解转化成乙酸和H2，在降解奇数碳素有机酸时还形成CO2。
第三阶段为产甲烷阶段。
产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2和H2等转化成甲烷。
虽然厌氧消化过程可分为以上三个阶段，但是在厌氧反应器中，三个阶段是同时进行的，并保持某种程度的动态平衡。
这种动态平衡一旦被PH值、温度、有机负荷等外加因素所破坏，则首先将使产甲烷阶段受到抑制，其结果会导致低级脂肪酸的积存和厌氧进程的异常变化，甚至会导致整个厌氧消化过程停滞。
二、影响厌氧处理效果的因素水解产酸细菌和产氢产乙酸细菌，可统称为不产甲烷菌，它包括厌氧细菌和兼性细菌，尤以兼性细菌居多。
与产甲烷菌相比，不产甲烷菌对PH值、温度、厌氧条件等外界环境因素的变化具有较强的适应性，且其增殖速度快。
而产甲烷菌是一群非常特殊的、严格厌氧的细菌，它们对环境条件的要求比不产甲烷菌更严格，而且其繁殖的世代期更长。
因此，产甲烷细菌是决定厌氧消化效率和成败的主要微生物，产甲烷阶段是厌氧过程速率的限制步骤。
厌氧发酵制备生物燃气过程的物质与能量转化效率
厌氧发酵制备生物燃气过程的物质与能量转化效率牛红志;孔晓英;李连华;孙永明;袁振宏;王瑶;周贤友【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2015(66)2【摘要】The yield of biogas produced by mid-temperature (35℃±1℃) anaerobic fermentation of rice hulls was investigated, and material and energy flows as well as the distribution of element C and N during this fermentation process were also analyzed using the material flow analysis (MFA) method in this paper. The results showed that during the fermenting rice hulls to prepare biogas, the production rates for biogas and for CH4 wer e 297.41 and 164.40 ml·(gVSRH)−1, respectively;implying that average CH4 content in biogas was 55.28%, corresponding to31.16%of the theoretical yield. Based on MFA for the fermentation process system, 30.8%and 6.4%of C element were converted into biogas and slurry, and 62.9%left in residue, separately;63.2%of N element were converted into slurry and 36.8%left in residue, while negligible N element was in biogas. The efficiencies of material and energy for conversion of rice hulls to biogas were 30.0% and 33.7%, respectively. This study could be as a theoretical basis for resource management and energy utilization of agricultural wastes.%以稻壳为原料，采用批式中温（35℃±1℃）厌氧发酵工艺研究了稻壳厌氧发酵制备生物燃气的产气性能，在此基础上结合物质流分析方法分析了发酵过程中C、N元素的分布情况以及物质与能量的转化效率。
厌氧产甲烷的原理和应用
厌氧产甲烷的原理和应用一、原理厌氧产甲烷是一种由微生物在无氧环境中通过生物反应产生的过程。
在这个过程中，厌氧性细菌和古细菌通过分解有机废弃物和有机质，产生甲烷气体。
以下是厌氧产甲烷的主要原理：1.厌氧消化：厌氧细菌和古细菌通过厌氧消化过程分解有机废弃物和有机质，产生甲烷气体。
这个过程主要发生在缺氧的环境中，比如封闭式垃圾填埋场、沼气池等。
2.有机物分解：厌氧细菌通过分解有机物质，例如蛋白质、碳水化合物和脂肪，形成醋酸、氨和二氧化碳等中间产物。
这些中间产物随后被其他细菌和古细菌进一步转化为甲烷气体。
3.甲烷生成：产生的醋酸、氨和二氧化碳等中间产物被甲烷生成细菌转化为甲烷气体。
这个过程主要发生在厌氧环境中，厌氧产甲烷的典型例子是沼气池。
二、应用厌氧产甲烷具有广泛的应用领域，以下列举了一些常见的应用：1.能源生产：厌氧消化过程生成的甲烷可被用作清洁能源。
沼气是一种重要的可再生能源，可用于取暖、烹饪和发电等用途。
同时，厌氧消化还可以减少有机废弃物的处理问题，提高利用率。
2.废水处理：厌氧消化可以用于废水处理。
有机废水经过厌氧消化处理后，产生的甲烷气体可以用于发电或者热能回收。
此外，在废水处理过程中还可以回收其他有价值的副产物，比如肥料。
3.农业：厌氧产甲烷可以应用于农业领域。
沼气可以用作肥料，提高土壤的肥力，并减少对化学肥料的需求。
此外，沼气还可以用于温室供暖和提供动力，提高农场的能源自给自足性。
4.环境保护：厌氧生物反应可以减少有机废弃物的堆积和运输，降低污染物排放。
通过厌氧处理有机废弃物，可以有效回收有机质和能源，同时减少温室气体的排放，有利于环境保护。
三、厌氧产甲烷的优势和挑战优势：•清洁能源：厌氧产甲烷是一种清洁能源，甲烷燃烧释放的二氧化碳比其他化石燃料少，对环境影响较小。
•循环利用：厌氧处理废物可以有效回收有机物和能量，减少资源浪费。
•减少温室气体排放：厌氧产甲烷过程可以减少温室气体的排放，帮助应对气候变化问题。
梧州市生活垃圾高固体厌氧发酵产甲烷
ＫＯＮＧ ａ —ｉｇ， Ｘｉｏｙ ｎ ＷＡＮＧ —ａ ＹＵＡＮ ｈ ｎｈ ｎ （． ａ ｇ ｈ ｕＩｓｉ ｔ ｆＥ ｅｇ ｎ ｅｓｏ ｉｅ ｅＡｃ ｄ ｍｙ Ｄｅｈ ｎ ， Ｚ ｅ —ｏ ｇ １ Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ｔ ｕｅｏ ｎ ｒｙＣｏ ｖ ｒｉｎＣｈｎ ｓ ａ ｅ ｎ ｔ
中 国环 境 科 学
２ １，１３：４ ２ ４ ６ ０ １ （） １～ １ ３
Ｃ ｉａ ｎ ｉ ｎ ｎ ｌ Ｓ ｉ ｃ ｈｎ Ｅ ｖｒ ｍｅｔ ｃ ｎｅ ｏ ａ ｅ
梧 州 市生 活垃 圾 高 固体厌 氧 发 酵产 甲烷
郭燕 锋 ，李 东 ， － ， 孙永 明 ， 晓英 ， 德 汉 ， 振 宏 （冲 国科学院广州能源研究所， 孔 王 袁 １ 广东 广州
ａ ａｙ ｅ ． ｈ ｆｅ ｔ ｆｔｒ ｅｄｆｅｅ ｔｓ ｂｔａｅｃ ｎ ｅ ｔａｉｎ（ Ｓ ＝ ０ ｎ ｌｚ ｄ Ｔ ｅｅ ｃ ｅ ｉ ｒｎ ｕ ｓｒｔ ｏ ｃ ｎｒｔｏ Ｔ ｒ ２ ％，２ ％，０ ｏ ｈ ５ ３ ％）ｏ ａｃ ｎ ｅｏ ｉ ｉｅｔ ｎ ｗａ ｎ ｂ ｔｈ ａ ａｒ ｂｃｄｇ ｓｉ ｓ ｏ
５ ０４ ２ ． 南 农 业 大 学 资源 环 境 学 院， 东 广 州 ５０ ４ ） １６ ０ ；２华 广 １６ ２
摘要 ｚ 以梧 州市的 生活垃 圾为原 料， 其难降解 部分 含量相 对较 高的特 点， 高浓度 中温 ［ ５ ） 批式 厌氧 消化实验 ， 针划 进行 （ ±２℃】 ３ 主要研 究 Ｔ Ｓ的 ３ 设置浓度 对厌氧 消化 稳定性 及性 能的影 响． 个 结果表 明， 为 ２％、 ５ 分别 ０ ２％和 ３％的 ３ Ｔ ０ 种 ｓ均 能实现稳 定 的产 甲烷 过程， 整个过程 中没 在 有 明显 产 生挥 发 性 脂 肪酸 的 抑 制，Ｈ 能 实 现 自稳 态 调控 ；Ｓ 为 ２％ 、２％和 ３ ％的厌 氧 消化 的累 积 产 甲烷 量 为 ９ ． 、１５９ 和 ｐ Ｔ ０ ５ ０ ３ ６ ０． ０ ２
《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环境保护意识的提高，对可再生、清洁能源的研究与开发已成为当务之急。
煤炭作为一种传统的化石能源，其高效利用和清洁转化成为研究的热点。
煤炭厌氧发酵产甲烷技术，作为一种新兴的煤炭转化技术，有望为解决能源和环境问题提供新的途径。
本文将初步探讨煤炭厌氧发酵产甲烷的方法及其应用前景。
二、煤炭厌氧发酵产甲烷的原理煤炭厌氧发酵产甲烷是一种生物转化过程，主要通过厌氧微生物在无氧环境下将煤炭中的有机物质转化为甲烷。
在厌氧条件下，煤炭中的有机物质被微生物分解、代谢，最终产生甲烷、二氧化碳等气体。
其中，甲烷作为一种清洁能源，具有较高的能量密度和较低的排放污染。
三、煤炭厌氧发酵产甲烷的方法1. 原料准备：选取合适的煤炭原料，对其进行破碎、筛分等预处理，以提高其反应活性。
2. 厌氧发酵：将预处理后的煤炭与适量的水、微生物等混合，置于厌氧反应器中，控制温度、pH值等条件，进行厌氧发酵。
3. 气体收集：在厌氧发酵过程中，定期收集产生的甲烷气体，并进行净化、储存。
4. 后续处理：对反应后的残渣进行进一步处理，如资源化利用或无害化处理。
四、实验研究本文通过实验研究了煤炭厌氧发酵产甲烷的过程。
首先，选取了不同种类的煤炭作为原料，进行预处理。
然后，将预处理后的煤炭与适量的水、微生物等混合，置于厌氧反应器中，控制温度、pH值等条件进行实验。
实验结果表明，在适宜的条件下，煤炭厌氧发酵能够产生较多的甲烷气体。
同时，通过对反应后的残渣进行资源化利用或无害化处理，实现了资源的循环利用和环境的保护。
五、结果与讨论通过实验研究，我们初步掌握了煤炭厌氧发酵产甲烷的方法。
实验结果表明，在适宜的条件下，煤炭厌氧发酵能够产生较多的甲烷气体。
此外，我们还发现煤炭的种类、粒度、微生物种类等因素对产气量和产气速率有显著影响。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的煤炭原料和微生物种类，并控制好反应条件，以实现最佳的产气效果。
环境工程微生物——污泥的微生物处理
污泥的定义与产生 污泥的厌氧消化 污泥的好氧消化 污泥的堆肥化
什么是污泥？
污泥是指用物理法、化学法、物理化学法和生物法等处理废水时产生的沉 淀物、颗粒物和漂浮物。
作为污水处理过程中的必然产物，污泥的成分十分复杂，是由许多微生物形 成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物组成的集合体，除含有大量的水分 （ 95%～99%） 外，还含有难降解的有机物、挥发性物质、重金属和盐类，以及病 原体和寄生虫卵等，必须及时处理与处置，才能保证污水处理厂的正常运行和 处理效果，避免造成二次污染。
营养与 C/N
pH
其它：搅拌与混合、氮的守恒与转化、有毒物质等都对其有影响。
污泥的厌氧消化
应用现状：
污泥通过厌氧消化使其中的有机物得到降解、稳定，同时又回收利用了 沼气。由于污泥的消化处理是在厌氧条件下进行，故运行中的动力消耗特别 低，而且沼气可回收利用，更节约了运行费用。现在，城市污水处理厂中大 多采用厌氧消化法对污泥进行无害化处理。 一般，生污泥约含65%的有机物和 35%的无机物。通过厌氧消化处理后， 污泥中的有机物约有1/2～2/3被分解，消化污泥的体积得到减少（约60～ 70%），所含有机物约50%，无机物约50%。其次，污泥通过厌氧消化后，消化 污泥中所含的肥分亦更易被植物所吸收。
污泥的好氧消化
3.自热高温好氧消化
污泥自热高温好氧消化是利用有机物好氧氧化所释放的代谢热，达到并 维持高温，而不需要外加热源。
该法与普通好氧消化相比反应速度快、停留时间短、基建费用低、改善污泥 沉淀脱水性能等优点，而且可全部杀灭病原体，不需进一步消毒处理。
污泥的好氧消化
污泥高温好氧消化过程微生物作用:
厌氧消化池的结构
污泥的厌氧消化
污泥中温厌氧消化物料平衡与能量平衡以及厌氧消化对污泥脱水性影响
酸将在污泥中积累，破坏碱性发酵；但如果加入的生污泥过少，消化池的容积将增大，增加运行费 用。因此，污泥的投配率应适当，一般在 5%-12%[4]。实验分析结果中以 5%最好[23]。
(6) 有毒物质。有毒物质主要包括重金属、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、NH4+、表面活性剂以及 SO42-、
前言
城市污泥是污水处理厂在对污水处理的过程中产生的固体或半固体的沉淀物质，通常包括初沉 第一产量大， 以体积计为污水处理量的 0.5%～8.0% （含 污泥和剩余活性污泥。 城市污泥的特点[1]是， 水率 99%） ，目前我国城市污水年排放量已经达到 414 亿 m3，二级处理率达到 15%，污泥产生量大 约 1500 万 t/a 左右（按含水率 97%计） ；第二成分复杂，不仅含有大量有机质和 N、P、K 等植物营 养成分，而且含有很多病原微生物，同时还含有一定的重金属和其他有毒有害成分。这样就使城市 污泥的处理处置变得十分复杂。如何处理处置城市污泥，使之变废为宝，循环利用，达到污泥的减 量化、无害化、资源化是摆在世界各国环保工作者面前的一项重要课题。污泥中温厌氧消化是一种 污泥资源化的处理工艺。 1.产生能量 （甲 教其他稳定化处理工艺， 污泥厌氧消化获得广泛的应用的原因是有着一下优点[2]： 烷），有时候超过废水处理过程需要的能量； 2.使最终处置的污泥体积减少 30%-50%；3.消化完全 时，可以消除恶臭；4.杀死病原微生物，特别是高温消化；5 消化污泥容易脱水，含有有机肥效成分， 适用于改良土壤。污泥厌氧消化的主要优缺点是：运行操作比较简单和稳定、处理过程中需排出的 污泥量少。但是运行费用大，能耗亦多。本文主要对污泥中温厌氧消化物料平衡与能量平衡以及厌 氧消化对污泥脱水性影响做研究讨论。
厌氧产甲烷过程
厌氧产甲烷过程厌氧产甲烷过程是一种利用厌氧发酵过程产生甲烷的技术。
该过程主要通过微生物代谢废弃物或有机废料来产生可燃气体甲烷。
本文将详细介绍厌氧产甲烷过程的步骤和原理。
厌氧产甲烷过程主要涉及四个步骤：厌氧发酵预处理、厌氧酸化、馈料和产甲烷。
首先是厌氧发酵预处理。
在这一步骤中，将有机废料或废弃物送入反应器中。
这些废料可以包括有机废料、生物质废料、动物粪便等。
在反应器中，厌氧微生物将开始分解和发酵这些废料。
这种发酵过程不需要氧气，因此被称为厌氧发酵。
在发酵过程中，有机废料会被分解成有机酸，例如乙酸、丙酸等。
接下来是厌氧酸化。
在这一步骤中，有机酸进一步被厌氧微生物氧化。
这个过程产生了一种叫做酸化污泥的物质。
酸化污泥中的微生物能将乙酸、丙酸等有机酸进一步氧化产生醋酸。
这个过程产生了更多的氢气。
第三个步骤是馈料。
在这个步骤中，将馈料导入反应器中。
馈料一般包括一部分废料和一部分已经产生了酸化污泥的反应器内部环境。
这个馈料会被厌氧微生物分解、消耗。
这个过程彼此相互作用，将废料分解成更简单的有机物，产生更多的氢气和二氧化碳。
最后是产甲烷。
在前面的步骤中产生的氢气会和其他废料中的碳一起进入反应器。
在反应器中的一种微生物群落开始将氢气和二氧化碳转化为甲烷气体。
这个过程被称为甲烷发酵。
最终产生的甲烷气体可以被用作燃料。
厌氧产甲烷过程的原理是基于厌氧微生物的代谢能力。
这些微生物存在于自然环境中，可以利用废料中的有机物进行生长和繁殖。
这些微生物群落中的成员通过彼此之间的相互作用来实现高效的废料处理过程。
在反应器中，厌氧微生物利用有机物进行代谢并将其转化为产甲烷的终产物。
厌氧产甲烷技术具有许多优点。
首先，该技术可以将有机废料转化为可再生能源甲烷，从而减少了对化石燃料的依赖。
其次，该过程不需要氧气，因此可以在没有氧气的环境中进行，适用于基础设施有限的地区。
最后，可用的有机废弃物很多，如农业废弃物、生活垃圾等，使得这项技术具有广阔的应用前景。
厌氧发酵过程三阶段理论
厌氧发酵过程三阶段理论：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： Volatile acid 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。
《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技术的研究显得尤为重要。
煤炭厌氧发酵产甲烷技术作为一种新兴的煤炭转化技术，具有将煤炭转化为清洁能源的潜力。
本研究初步探讨了煤炭厌氧发酵产甲烷的方法，以期为相关领域的研究提供参考。
二、煤炭厌氧发酵的基本原理煤炭厌氧发酵是指在无氧条件下，利用特定微生物的代谢作用，将煤炭中的有机物质转化为甲烷气体的过程。
该方法能够降低碳排放、实现能源转化并减轻环境压力。
在此过程中，特定的厌氧微生物发挥了重要作用。
它们在适当的温度、湿度、pH值和营养物质等条件下，能够快速将有机物质分解并转化为甲烷气体。
三、煤炭厌氧发酵产甲烷方法的初步研究1. 实验材料与步骤（1）材料：选择适当的煤炭样本，配置营养液（包括碳源、氮源、微量元素等）。
（2）处理过程：对煤炭进行预处理，包括破碎、筛选和浸泡等步骤，以利于微生物的接触和作用。
然后进行厌氧发酵实验，并设置适当的实验条件，如温度、pH值等。
（3）收集数据：定期监测并记录发酵过程中的各项参数，如甲烷产率、发酵时间等。
2. 实验结果分析（1）甲烷产率：通过实验数据发现，在适宜的条件下，煤炭厌氧发酵的甲烷产率较高，且随着发酵时间的延长，甲烷产量逐渐增加。
（2）影响因素：温度、pH值和营养物质等对煤炭厌氧发酵产甲烷的过程具有重要影响。
适宜的温度和pH值有利于微生物的生长和代谢，而充足的营养物质则能提供必要的能量和营养支持。
3. 方法优化与改进（1）选择适宜的煤炭类型：不同种类的煤炭具有不同的化学成分和结构特点，选择适宜的煤炭类型对于提高甲烷产率至关重要。
（2）优化发酵条件：通过调整温度、pH值等参数，可以优化厌氧发酵过程，提高甲烷产率。
此外，添加适量的营养物质也可以促进微生物的生长和代谢。
（3）强化生物技术：通过引入高效的厌氧微生物菌群或采用基因工程技术改良现有菌种，以提高煤炭厌氧发酵的效率和甲烷产率。
天然气完全燃烧的化学方程式及质量守恒
天然气完全燃烧的化学方程式及质量守恒1.引言1.1 概述天然气是一种重要的能源资源，由于其清洁、高效、便捷的特点而得到广泛应用。
在能源转型的背景下，天然气作为一种相对较为清洁的燃料，正在受到越来越多的关注和重视。
天然气主要由甲烷(CH4)组成，其中还包含少量的乙烷、丙烷和丁烷等烃类物质。
它是一种无色、无味、无毒的气体，密度较轻，在空气中相对稳定。
天然气燃烧后产生的主要产物是水蒸气和二氧化碳，相对于传统的煤炭燃烧而言，其燃烧产生的污染物排放要明显较低。
完全燃烧是指在氧气充足的情况下，燃料与氧气充分反应，产生最终的燃烧产物水和二氧化碳。
天然气在完全燃烧时的化学方程式为：CH4 + 2O2 →CO2 + 2H2O。
这个化学方程式表明，每一个甲烷分子和两个氧气分子反应后，会生成一分子的二氧化碳和两分子的水。
质量守恒是化学反应中的一个重要原理，它表明在任何化学反应中，物质的质量总和在反应前后保持不变。
换句话说，化学方程式两侧的原子数和质量数必须平衡。
在天然气的完全燃烧中，甲烷和氧气的质量总和等于生成的二氧化碳和水的质量总和。
这体现了质量守恒的原理，即质量不会因化学反应而凭空消失或增加。
总之，本文将介绍天然气的组成和性质，探讨天然气完全燃烧的化学方程式，同时强调质量守恒在化学反应中的重要性。
通过深入了解这些内容，我们可以更好地认识天然气的燃烧过程以及其对环境的影响，从而为可持续能源发展提供更有效的支持和指导。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构部分旨在介绍本篇长文的整体组织框架，方便读者了解文章的结构和内部逻辑。
本篇长文将分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，将从概述、文章结构和目的三个方面介绍本篇长文的背景与目标。
概述部分将简要介绍天然气完全燃烧的化学方程式及质量守恒的主题。
文章结构部分将详细介绍本篇长文的内部组织结构，包括各个章节的内容概要和逻辑关系。
目的部分将明确本篇长文的目标，即通过分析天然气完全燃烧的化学方程式和质量守恒的原理，探讨其在化学和物理领域的应用和意义。
强制降解物料守恒计算公式
强制降解物料守恒计算公式强制降解物料守恒计算公式在研究和实践中，我们经常需要计算强制降解物料的守恒性质。
下面列举了一些相关的计算公式，并给出了解释和示例。
1. 质量守恒计算公式质量守恒是指在化学反应或其他过程中，参与的物质质量总量保持不变。
下面是质量守恒的计算公式：初始质量 = 最终质量•示例：二氧化碳的分解反应CO2 -> CO + 1/2 O2假设开始时有100克的二氧化碳，分解后产生了70克的一氧化碳和30克的氧气。
根据质量守恒原则，初始质量等于最终质量：100克 = 70克 + 30克2. 能量守恒计算公式能量守恒是指在化学反应或其他过程中，参与的物质总能量保持不变。
下面是能量守恒的计算公式：总能量 = 初始能量 + 转化能量•示例：燃烧反应CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O假设开始时有10焦耳的甲烷，燃烧后得到了30焦耳的二氧化碳和40焦耳的水。
根据能量守恒原则，总能量等于初始能量加上转化能量：10焦耳 = 30焦耳 + 40焦耳3. 电荷守恒计算公式电荷守恒是指在电化学反应或其他过程中，参与的物质总电荷保持不变。
下面是电荷守恒的计算公式：总电荷 = 初始电荷 + 转移电荷•示例：电解反应2H2O -> 2H2 + O2假设开始时有+2电荷的水，电解后得到了0电荷的氢气和0电荷的氧气。
根据电荷守恒原则，总电荷等于初始电荷加上转移电荷：+2电荷 = 0电荷 + 0电荷结论强制降解物料的守恒性质是研究和实践中不可或缺的一部分。
掌握相关的计算公式可以帮助我们理解和预测各种强制降解过程中物料的变化。
其中，质量守恒、能量守恒和电荷守恒是最基本的守恒原则。
通过应用这些计算公式，我们可以更好地分析和解决强制降解物料相关的问题。
以上是一些常用的强制降解物料守恒计算公式，希望对您有所帮助！4. 动量守恒计算公式动量守恒是指在物体间的相互作用中，总动量保持不变。
下面是动量守恒的计算公式：总动量 = 初始动量 + 转移动量•示例：碰撞反应假设有两个物体A和B，它们的初始动量分别为mAvAi和mBvBi，经过碰撞后，物体A的动量变为mAvAf，物体B的动量变为mBvBf。
《2024年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、引言随着能源需求的增长和传统能源的日益减少，寻找新的、可再生的能源已成为当前的重要课题。
煤炭作为一种传统的能源，其清洁、高效利用具有重要意义。
煤炭厌氧发酵产甲烷技术，作为一种新型的煤炭转化技术，有望为煤炭的高效利用提供新的途径。
本文将就煤炭厌氧发酵产甲烷方法的初步研究进行探讨，为相关研究提供参考。
二、煤炭厌氧发酵产甲烷的原理煤炭厌氧发酵产甲烷的过程，主要是在无氧或低氧环境下，通过微生物的发酵作用，将煤炭中的有机物转化为甲烷气体。
这一过程与生物质厌氧消化产甲烷的原理相似，都是通过微生物的代谢活动来实现。
煤炭中的有机物在微生物的作用下，经过水解、酸化、乙酸化和甲烷化等阶段，最终生成甲烷气体。
三、煤炭厌氧发酵产甲烷的方法1. 原料准备：选择合适的煤炭作为原料，进行破碎、筛分等预处理，以提高微生物对煤炭的利用率。
2. 接种微生物：将含有适量微生物的菌种接种到反应器中，为厌氧发酵提供必要的生物催化剂。
3. 反应器设计：设计合理的反应器结构，保证反应器内的无氧或低氧环境，同时便于对反应过程进行监控和控制。
4. 发酵过程控制：控制反应器的温度、pH值、搅拌强度等参数，以保证微生物的正常生长和代谢活动。
5. 收集甲烷：在发酵过程中，及时收集产生的甲烷气体，并进行净化、储存等处理。
四、实验研究及结果分析本文通过实验研究了煤炭厌氧发酵产甲烷的过程。
实验中，我们选择了不同种类的煤炭作为原料，接种了不同的微生物菌种，并对反应器的温度、pH值等参数进行了控制。
实验结果表明，在适当的条件下，煤炭厌氧发酵可以产生较多的甲烷气体。
通过对实验数据的分析，我们得出了最佳的反应条件，为实际生产提供了参考。
五、讨论与展望煤炭厌氧发酵产甲烷技术具有很大的潜力，可以为煤炭的高效利用提供新的途径。
然而，目前该技术还存在一些问题和挑战。
首先，煤炭的成分复杂，不同种类的煤炭对厌氧发酵的效果有很大影响。
其次，微生物的生长和代谢过程受到多种因素的影响，如温度、pH值、营养物质等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
厌氧甲烷生产过程中的质量和能量守恒摘要：研究了微生物生产过程中的质量和能量守恒机理，尤其是关于厌氧甲烷生产过程中的守恒机理。
描绘了生物工程参数的相互作用如基质质量、可生物降解性和复杂的有机废物基质在厌氧处理过程中的生物降解效率。
并将此种方法应用于工业实例。
急速攀升的能源价格影响了很多方面，如能源的合理消耗和二次能源的探寻。
在农业上，多余的废水如泥浆、肥料、家禽的粪便等会用来厌氧处理来生产甲烷作为能源。
甲烷生产技术的效率依赖于以下几个方面：工艺条件（pH 、温度等）微生物种类、基质的类型和它的品质、可降解性等。
合理的管理过程决定了厌氧消化过程中的基本工艺参数，然后以此评价厌氧的品质和复杂有机基质的可生物降解性和评估整个生物过程中的生物学效率。
Buswell 和Mueller 在1952年描述了甲烷生产过程中的化学计量关系：然而，这个公式不包括化学态的氮元素的的效果，这会对厌氧过程产生消极的影响。
然而，废水中化合态的氮的含量是相当大的而且含量是一直变化的。
氮含量的上升会引起收率系数的下降，以上的平衡通过氮元素和其他元素来增补。
进一步完善了Buswell的化学方程式如下：Boyle :Minkevich和Eroshin （1973A，B）推导出宏观通式镜下质量 - 微生物的过程，也可以使用的能量平衡导出厌氧过程的平衡。
他们补充了基本质量平衡的离子平衡（Fe3+， SO32-，NO2- ， H2PO4- 等）;离子行为作为供体或自由电子在氧化还原反应的受体，从而影响明显的屈服系数YCH4/S ，例如在硫的还原硫化氢。
它们基于其计算的事实是，在氧化还原反应中的C，H ，P和Fe捐赠，分别为，4， 1 ， 5和3个电子，而O，N和S是2,3和2的电子（维生素c），分别为受体。
电子受体负面结合这些发酵过程的影响电子;每个基板YCH4/S 的甲烷产率系数后减小。
氧化还原的一般的基板的转换的电子天平式C n H a O b N z然后由术语4n+1a-2b-3z描述其中，称为1c原子，表示所谓的还原性的程度一个基板γ或者，换句话说，在有机材料中提供电子的等效简称为1克碳原子。
式意味着，氮气，作为受体在氧化还原反应的电子，具有负效应和更高水平的氮化合物降低了产量系数。
在较高浓度的情况下其它元素（P，Fe，S等）可以充当电子给体或在氧化还原底物的转化受体，所述电子天平的组成由这些元素补充。
但是，氮的含量，并氧作为电子受体是有机材料是压倒性的和平衡是令人满意的，即使它包含仅含有C，H，N和O。
因此厌氧降解葡萄糖的质量 -能量平衡，可以被写成如下形式还原的程度是最大的CH4（γ=8）和最小 C02（γ= 0）。
所有的有机底物还原的程度属于由两个限制给定的范围内。
然而，产率系数取决于 C在有机衬底和在产品中的质量分数，由定义为其中M是摩尔质量;产物或者代表的自由电子的数量表一纯有机基质参数基质最简化学式rσY Yexpη引用甲酸HCOOH CH2O2 2.00.2610.0869---醋酸CH 3COOH CH2O 4.00.4000.2670.250+0.00597.0+2甲醇CH3OH CH4O 6.0.3750.3750.375100乳酸CH3CHOHCOOH CH2O 4.0.4000.267---葡萄糖C6H12O6CH2O 4.0.4000.2670.26499.0蔗糖C12H22O11CH1.83O0.9174.0.4210.250---淀粉（C6H10O5）n CH1.667O0.8334.0.44440.29630.24783.4纤维素（C6H10O5）n CH166.7O0.8334.0.44440.29630.0563+0.00919.0+3表Ⅱ：氨基酸的参数基质化学式γσY（CH4/s）理论值g/g 亮氨酸CH2.17O0.333N0.167 5.0000.5490.450赖氨酸CH2.333O0.333N0.333 4.6670.4930.384每个基质或者产物的摩尔质量能够用于计算每克基质产生甲烷的理论产量系数知道Y的实验值后，我们能够计算出厌氧过程中的生物效率在葡萄糖Y exp=0.264g/g的条件下，η=99%。
基质和产物的γ和σ的值可以由质量和能量平衡以及产量系数YCH4 / s的理论实验值进行测定，可以评估基质的质量、生物降解能力和过程中的生物效率；这些值可以用于基质的选择，模拟一个必需的C:N:O的比例。
表Ⅰ显示了一些纯有机基质的特征，这些中间体在厌氧降解中形成或者用在实验室研究规模的厌氧过程的动力学。
热镀不溶混性γ的程度，例如甲酸，乙酸和甲醇的发现不同于2的因子，因此，甲醇是最合适的基质。
该产品γσ值是最有利于甲醇（ 2.25 ）和Y（CH4/s）的理论值。
另一方面，乙酸、乳酸和葡萄糖的比较表明，所有三种化合物具有相同的还原度和产量的系数，但是，对于一个C元素来说，乙酸是葡萄糖或乳酸的3倍。
因此尝试作出厌氧消化的调整，使该混合微生物种群是由产酸的微生物转化形成的，这些微生物转变基材定量为醋酸盐。
对于乙酸和葡萄糖（与γ和Y（CH4/s）的理论值相同的值）与蔗糖的比较中，C原子增加的数量等于10或6个原子的数量，分别被看作是由仅仅29%来提高产量。
这记录了不合适，低活力对厌氧甲烷产物的高糖或聚合物（淀粉）的效率生产的影响。
记录的效率列表中显示，乙酸、甲醇和葡萄糖几乎完全转化为甲烷，随着C原子数量的增加，基质的适用性只是略有增加。
纤维素的理论产量系数比乙酸或葡萄糖高10%，其无氧降解的效率是非常低的，即约20%，因此，纤维素不适用于CH4的生产即使纤维素形成了农业废弃物的很大一部（40—60%；邓表Ⅲ有机物的复杂结构参数废物最简化学式rσY Yexp VSη引用乳制品3.9530.40960.2690.102+0.00181.238.0+3牛肉 3.9430.42130.2760.124+0.0179.445.0+4猪肉 3.9310.44750.2930.158+0.0181.854.0+4家禽3.307 0.4001 0.247 0.156+0.01 73.2 63.0+4城市生活垃圾4.3857 0.556 0.4060.20081.549.3拉普和蒋介石1980）但是它还是不适合CH 4的生产。
纤维素废弃物如秸秆和粪便被发现具有更高的效率（表3），这表明微生物和机械预处理的基板对实际的厌氧消化甲烷前处理起着积极的作用。
图1 有机成分的洗涤剂分区氮的质量平衡的负影响说明氨基酸（表2）的液体馏分的组成部分来源于食品工业的排泄物或污水。
双数量的赖氨酸的分子中的氮原子与亮氨酸相比理论产率系数γ（CH 4／s ）降低了19%。
可以用类似的方法来评估复杂的有机分子废物；挥发性固体（VS ）产量系数相当于1公斤的发酵物质。
范索斯特（1965）程序分析，利用洗涤剂分区基质成分来评估其生物降解性。
基板洗涤剂分区如图1所示。
细胞溶解物和果胶从中间薄层回流1小时后，由十二烷基硫酸钠组成的一种阴离子中性洗涤剂（ND ）和EDTA 在pH=7时将会溶解。
去除溶解的馏分后剩余的有机物经过真空过滤被称为中性洗涤纤维（NDF ），它是由半纤维素，纤维素和木质素组成的。
NDF 是就等同于细胞壁的组成物质。
酸性洗涤剂含有十六烷基-三甲基溴化铵在0.5 M 硫酸提取的半纤维素，产生的酸性洗涤纤维（ADF ）由纤维素和木质素组成。
通过在饱和高锰酸钾或72%（W / W ）硫酸浸泡ADF ，纤维素和木质素也可以被区分出来。
挥发性固体=总固体—%100⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡湿垃圾的质量干固体的质量发酵的馏分灰化被定义为总固体 总固体=%100湿垃圾的质量干垃圾的质量⨯细胞内可溶性物质细胞壁纤维素木质素半纤维素挥发性固体）表Ⅳ有机底物的参数基底QkJ/gs%CH4COD theorg O2/g VS醋酸葡萄糖甲醇乳品废水牛肉猪家禽垃圾a14.1814.4820.565.636.828.687.6210.9950.050.075.049.449.249.146.354.821.0661.0661.5001.0791.1051.1720.9881.625a—都市固体废物从废水的厌氧降解的质量和能量平衡，例如，肉牛可写为根据组成如下（武Young等。
1979）：是被称为1的C原子废物的公式如下：产率系数的平均值实验测定值是（武杨等人。
1979年Jcwell1978；桥本1981;史密斯1980; Abelcs等。
1979））和计算生物在这个过程在这浪费η= 45±4%。
同样的方法效率也用于根据所述可降解的内容来处理数据的文献，在废物成分，补充实验后的值该过程的效率进行了测定（表III）。
最低程度的还原性γ和C的最低质量分数底物分子被发现在家禽粪便具有最低含量电子受体（氮气和氧气），每1个C原子和实际上的氢可用相同的电子内容。
这个废物因此，最低的γ（ CH4 / s）的理论值，但平均实验值Yexp简称1克VS为高（表III）。
这是由于在实际的微生物学特征的过程中，以及在鸡的消化道的预处理。
该该过程的生物效率是如此高（η= 63±4%）。
鉴于平均生产每公斤废物，生活质量（家禽 59，奶制品86 ，牛肉57 ，猪51克/天）（朱厄尔1980）家禽的粪便可以作为底物甲烷也可以作为一种混合物，以较少合适的底物。
甲烷在沼气的百分含量的质量和能量平衡也可以提供一个理论公式凡在分子中的项是还原γ的数值。
甲烷在沼气中的内容可以被用来计算后面的的γ值（如果不知道培养基的元素组成），用于根据公式退化基底。
元素分析C、H、O、N、灰、...实验 VSQ图 2确定生物技术参数方案; 全行 - 实验值，虚线 - 理论值;1 COD测定，F“的计算为从实验的COD值（方程7），2测定〜Ø甲烷气体中，2'从实验值计算的〜HK〜邻CH4（方程6）。
如果CH4的气体中的含量的测量是在时间间隔中，不同的组合物的气体使我们能够估计基底的变化，在给定时刻成份使用。
衬底的质量常常从化学氧测定，要求的COD被定义为氧的燃烧所需要的量的衬底完全和可写为在此基础上的平衡，我们得出7S之间的理论关系和作为基板，一方面，和COD theor，对其他从质量和能量平衡的过程可以计算的甲烷生产产品的热值。
Minkevich（1980）评估了不同的有机物化合物作为底物的同类微生物氧化过程所产生的热量，发现一个自由电子的燃烧的热量平均为113 ±4千焦/摩尔。
有机基质经生物转化为甲烷后，甲烷燃烧所产生的热量是由下式定义：表四给出一些纯净和混合的有机底物的热量，甲烷百分比和理论化学需氧量的计算值。