厌氧消化处理有机固废

商业机关
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我国城市生活垃圾收集和处理的主要特点
收集方面以混合收集为主,绝大多数未实施垃圾分 类和分选 处理上主要以填埋为主(占整个处理量的80%),其次 是高温堆肥(占整个处理量的19%),只有约1%的生活垃 圾是经焚烧处理的
研究表明,我国真正符合国际卫生标准的垃圾处理 量只占整个垃圾产生量的10%左右,垃圾处理中的二次 污染问题比较普遍
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城市生活垃圾成分变化情况
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城市生活垃圾处理现状
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垃圾填埋场
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厌氧消化处理有机固废的研究成果
欧洲国家限制有机垃圾进入卫生填埋场，有机物含量高于5% 的垃圾被禁止。日本从欧洲引进技术，建立了厌氧消化示范工程。 Baldas 在美国，厌氧消化工艺也有一定的应用 an
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二、城市生活垃圾的处理现状
城市生活垃圾的来源和主要组成物
城市生活垃圾是指在城市日常生活中或者为城市日常生活提 供服务的活动中产生的固体废物,主要包括居民生活垃圾、商业垃 圾、建筑垃圾(又称为渣土)。
来源
居民生活
主要组成物质
食物垃圾、纸屑、布料、木料、金属、玻 璃、 塑料陶瓷、燃料灰渣 、 碎砖瓦、废器具、粪 便、杂品 管道等碎物体、沥青及其他建筑材料、废汽车、 废电器、废器含有易爆、易燃、放射性的废物以 及居民生活所排除的各种废物市维护、管理部门 碎砖瓦、树叶、死畜禽、金属、锅炉灰渣、污泥、 脏土
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产氢产乙酸菌
产氢产乙酸细菌能将产酸发酵第一阶段产生的丙酸、丁酸、戊 酸、乳酸、和醇类等，进一步转化为乙酸，同时释放分子氢
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同型产乙酸菌
同型产乙酸细菌能代谢H2/CO2为乙酸，为利用乙酸的产甲 烷菌提供了形成甲烷的基质，又能代谢分子氢，使厌氧消化系 统中保持低的氢分压，有利于厌氧发酵的进行
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水解发酵菌群
水解发酵菌群为一个十分复杂的混合细菌群，该类细菌将各类复 杂有机质在发酵分解前首先进行水解，因此该类细菌也称为水解 细菌 1 2 将大分子不溶性 有机物在水解酶 的催化作用下水 解成小分子的水 溶性有机物
将水解产物吸收进细胞内， 经胞内复杂的酶系统催化 转化，将一部分供能源使 用的有机物转化为代谢产 物排入细胞外的水溶液中， 成为参与下一阶段生化反 应的细菌菌群（主要是产 氢产乙酸细菌）可利用的 物质
营养特征 生产因子
有些产甲烷菌需要维 生素才能生长，或者 说对其有刺激作用， 尤其是B族维生素
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微量元素
所有产甲烷菌的生 长都需要Ni、Na、 Co、Fe等微量元素
厌氧微生物群体间的共生关系
非产甲烷菌为产甲烷菌提供生长和产甲烷所必须的基质
非产甲烷菌为产甲烷菌创造适宜的氧化还原电位 非产甲烷菌为产甲烷菌清除有毒物质 产甲烷菌为不产甲烷菌的生化反应解除抑制 非产甲烷菌和产甲烷菌共同维持环境中的适宜pH
目录
1 2 厌氧消化的原理 城市有机生活垃圾的处理现状
3 厌氧消化处理有机固废的工艺流程 4 厌氧消化处理有机固废方面的展望
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一、厌氧生物处理基本原理
厌氧生物处理（厌氧消化）是指在无氧条件下，借助厌氧 微生物的新陈代谢作用分解废水中的有机物质，并使之转变为 小分子的无机物质（主要是CH4、CO2、H2S等）的处理过程
有机酸、醇类
产氢产乙酸菌 同型产乙酸菌 乙酸
H2/CO2/甲酸、甲醇
产甲烷菌 最终产物：CH4+CO2
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四阶段理论
参与厌氧消化过程的微生物
通过对前面的四阶段理论分析可知： 厌氧消化过程可认为是由水解酸化、产氢、产乙酸和 产甲烷四个阶段组成，各个阶段分别由相应的细菌类群完成： 水解发酵细菌 产氢产乙酸菌 同型产乙酸菌 产甲烷菌
厌氧消化涉及众多的微生物种群，并且各种微生物种群都 有相应的营养物质和各自的代谢产物。各微生物种群通过直接
或间接的营养关系，组成了一个复杂的互营共生的微生物系统
对厌氧消化过程的认识经历两阶段理论、三阶段理论和四
阶段理论等几个阶段。
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四阶段理论
复杂有机物（糖类、脂类、蛋白质） 水解发酵菌
混 合 营 养 型 异 养 菌
利用有机 质产生乙 酸
异 养 菌
既能利用有 机质产生乙 酸，又能利 用H2/CO2产 生乙酸
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产甲烷菌的形态各异
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产甲烷菌
产甲烷菌是参与有机物厌氧消化的最后一类也是最重要的 一类细菌。产甲烷菌形态比较多样，可代谢H2和CO2及少量几种简 单有机物生成甲烷。它们在严格的厌氧条件下，将发酵菌、产氢 产乙酸菌和好氢产乙酸菌的终产物，在没有外源电子受体的情况 下，把乙酸、H2和CO2转化为甲烷、CO2和水。在一般的厌氧反应器 中，约70%的甲烷由乙酸分解而来，30%由氢气还原二氧化碳而来。
产甲烷菌分两类： 利用乙酸产生甲烷 CH3COOH
CH4+CO2 CH4+H2O
利用H2和CO2的合成生成甲烷4H2+CO2
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产甲烷菌的营养特征
C源
产甲烷菌只能利用较简 单的有机化合物，常见 的基质有H2/CO2、甲酸 、乙酸甲醇、甲胺等
N源
产甲烷菌均能利用 氨态氮为N源，但利 用能力比较差。瘤 胃甲烷短杆菌要求 氨基酸
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Edelmann
Kubler
厌氧消化处理 产生的总能量 比厌氧消化厂 建立和运转所 需要的能量大
Badasano
厌氧消化能够循环和再 利用垃圾的成分。而且 固体物质被消化后可以 得到高质量的有机肥料 和土壤改良剂。消化过 程不需要氧气，降低了 动力消耗，从而降低了 使用成本