浅谈干式厌氧发酵技术
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越 高 ，微 生 物 代 谢 活 动 越 快 ，相 应 的 ，有 机 物 分 解 越 快 。在 干 式
发 展 理 念 亟 需 实 现 。在 这 样 的 背 景 下 ，干 式 厌 氧 发 酵 技 术 成 为 了研 究 热 点 。干式 厌 氧 发 酵 技术 处 理 有 机 固 体 废 弃 物 更 是 全 面
推 广 和 发 展 。干 式 厌 氧 发 酵 工 艺 还 可 按 照 反 应 温 度 划 分 成 常 温 在 适 宜 的 ｐＨ 范 围 内 也会 有产 物 的 变化 。
（室 温 ）发 酵 ，中温 （３５ ４０￣Ｃ）发 酵 、高 温 （５５￣Ｃ）发 酵 。干 式 厌 氧 发 酵 技 术 进 行 时 ，功 能 微 生 物 是 兼 性 厌 氧 和 专 性 厌 氧 微 生 物 ，它 们 联 合 作 用 ．最 终 产 生 二 氧 化 碳 和 甲烷 等 气 体 ，实 现 生 物 质 再
物 的 适 宜 ｐＨ范 围不 同 ，干 式厌 氧 发 酵 反 应 的适 宜 ｐＨ 以 最 敏 感 的功 能 菌 为 准 。其 中产 甲烷 菌对 ｐＨ 的 要 求 程 度 最 高 ，以 ６．５～ ７．２为 宜 ，对 ｐＨ 变 化 非 常 敏 感 。在 厌 氧 发 酵 体 系 中 ，有 些 微 生 物
成 环 境 的 二 次 污染 。 厌 氧 发 酵 时 处 理 的有 机 固 体 废 弃 物 的 总 固体 浓 度 （ＴＳ）大
氧 发 酵 反 应 更 稳 定 ，但 高 温厌 氧 发 酵 的发 酵 结 果 更 好 。 厌 氧 发 酵 系统 的 功 能 微 生 物 种 类 多 样 性 高 ，不 同功 能 微 生
厌 氧 发 酵 在 厌 氧 条 件 下 进 行 。兼 性 和 专性 厌 氧 微 生 物 利 用 有 机 物 产 生 沼 气 需 要 经 过 三 阶 段 ，就 是 著 名 的 “三 阶段 厌 氧 发 酵 理 论 ”。第 一 阶段 是 水 解 阶 段 ，在 这 一 阶段 ，厌 氧 菌 将 不 溶 于
科 教 论 坛
农村经济与科技２０１６年４月（上）·第２７卷第０７期（总第３８７期）
浅谈干式厌氧发酵技术
于 琪
（四川大学 建筑与环境 学院，四川 成都 ６１００６５）
［摘 要 ］用 干 式 厌 氧 发 酵 技 术 处 理 有 机 固体 废 弃 物 ，有 效 减 少污 染 ，又符 合 能 源 、环 境 、经 济 的 可持 续发 展 理 念 ，采 用 干 式 厌 氧 发 酵 技 术 实现 了有 机 固体 废 弃 物 的 能 源 化 利 用 ，因 此 千 式 厌 氧 发 酵技 术 引起 了人 们 关注 。介 绍 了 干 式厌
厌 氧 发 酵 技 术 实 际 应 用 中 ，选 用 温 度 较 低 时所 需 能 耗 少 ，但 温 度 不 稳 定 ，易 受 外 界 环 境 影 响 ，温 度 较 高 时 生 物 和 化 学 反 应 速
贯 彻 可 持 续 发 展 理 念 。处 理 时 产 生 的沼 气 属 清 洁 能 源 ，不 会 造 率 较 快 ，效 率 高 ，但 能 耗 大 。研 究 显 示 ，中温 厌 氧 发 酵 比 高 温 厌
于 ２０％时 属 干 式 厌 氧 发 酵 ，小 于 １０％属 于 湿 式 厌 氧 发 酵 ．介 于 １０％～２０％之 间 的属 半 干 式 厌 氧 发 酵 。干 式 厌 氧 发 酵 的沼 液 和 沼 渣 产 生 量 较 少 ，且 承 受 负 荷 能 力 强 。这 些 优 势 促 进 了 该 工 艺 的
阶 段 是 产 甲 烷 阶 段 ，甲 烷 菌 进 一 步 产 生 ＣＯ 、ＣＨ 等 气 体 。 发 酵 适 当 的 预 处 理 能 够 有 效 提 升 反 应 效 率 。生 物 预 处 理 法 主要 利 用
氧 发 酵 技 术 的 原 理 、影 响 因素 。
［关 键 词 ］干 式 厌 氧 发 酵 ；原 理 ；影 响 因素
［中 图分 类 号 ］Ｘ７０ ［文献 标 识 码 ］Ａ
引 言
我 国 快 速 发 展 的 工 业 ，产 生 极 大 能 源 消 耗 ，能 源 的 可 持 续
件。温度与有机物分解 进程有着密切联 系 ，温度 直接影 响着 反 应速率 ，因为温度直接影 响酶 的活性 。在一定温度范 围内，温度
水 的有 机 质 降 解 为 可 溶 于水 的 有 机 质 ；第 二 阶 段 是 产 酸 阶 段 ， 果 渣 和 污 水 污 泥 作 为 底 物 进 行 超 声 波 和 微 波 预 处 理 ，发 现 超 声
已经 溶 于 水 的 有 机 质 被 进 一 步 降 解 ．生 成 醋 酸 等 有 机 酸 ：第 三 波 和 微 波 预 处 理 法 对 甲烷 产 量 有者 显 著 提 升效 果 。再 次 证 明 了
是 利 用 机 械 破 碎 、切 割 、研 磨 、震 荡 或 高 温 加 热 的手 段 进 行 预 处
１ 厌 氧发 酵原 理
理 ，以改变底 物的物理形态 。化学 预处 理法 旨在 向有 机物质 中
投 加 氧 化 或 还 原 物 质 ，包 括 酸 、碱 预 处 理 法 ，臭 氧 氧 化 预 处 理
２．２ 底 物 的 预 处 理 发 酵 底 物 的 预 处 理ຫໍສະໝຸດ Baidu，直 接 关 系 到 发 酵 时 间 以及 产 气 率 。 目
前 比 较 常 用 的 预 处 理 技 术 有 机 械 预 处 理 法 、热 预 处 理 法 、化 学
次 利 用 ，达 到 能 源再 生 的 目的 。
预处 理 法 和 生 物 预 处 理 法 。机 械 和 热 预 处 理 法 比 较 好 理 解 ，就
法 ，高 级 氧 化 预 处 理 法 。适 当 的预 处 理 手 段 能 够 提 高 反 应 效 率 ， 机 械 预 处 理 法 中 的 挤 压 预 处 理 就 被 证 明能 够 有 效 的 提 高 甲烷 产 量 。另 外 ，还 有 超 声 波 和 微 波 预 处 理 法 ，有研 究 人 员 利 用 橄 榄
发 展 理 念 亟 需 实 现 。在 这 样 的 背 景 下 ，干 式 厌 氧 发 酵 技 术 成 为 了研 究 热 点 。干式 厌 氧 发 酵 技术 处 理 有 机 固 体 废 弃 物 更 是 全 面
推 广 和 发 展 。干 式 厌 氧 发 酵 工 艺 还 可 按 照 反 应 温 度 划 分 成 常 温 在 适 宜 的 ｐＨ 范 围 内 也会 有产 物 的 变化 。
（室 温 ）发 酵 ，中温 （３５ ４０￣Ｃ）发 酵 、高 温 （５５￣Ｃ）发 酵 。干 式 厌 氧 发 酵 技 术 进 行 时 ，功 能 微 生 物 是 兼 性 厌 氧 和 专 性 厌 氧 微 生 物 ，它 们 联 合 作 用 ．最 终 产 生 二 氧 化 碳 和 甲烷 等 气 体 ，实 现 生 物 质 再
物 的 适 宜 ｐＨ范 围不 同 ，干 式厌 氧 发 酵 反 应 的适 宜 ｐＨ 以 最 敏 感 的功 能 菌 为 准 。其 中产 甲烷 菌对 ｐＨ 的 要 求 程 度 最 高 ，以 ６．５～ ７．２为 宜 ，对 ｐＨ 变 化 非 常 敏 感 。在 厌 氧 发 酵 体 系 中 ，有 些 微 生 物
成 环 境 的 二 次 污染 。 厌 氧 发 酵 时 处 理 的有 机 固 体 废 弃 物 的 总 固体 浓 度 （ＴＳ）大
氧 发 酵 反 应 更 稳 定 ，但 高 温厌 氧 发 酵 的发 酵 结 果 更 好 。 厌 氧 发 酵 系统 的 功 能 微 生 物 种 类 多 样 性 高 ，不 同功 能 微 生
厌 氧 发 酵 在 厌 氧 条 件 下 进 行 。兼 性 和 专性 厌 氧 微 生 物 利 用 有 机 物 产 生 沼 气 需 要 经 过 三 阶 段 ，就 是 著 名 的 “三 阶段 厌 氧 发 酵 理 论 ”。第 一 阶段 是 水 解 阶 段 ，在 这 一 阶段 ，厌 氧 菌 将 不 溶 于
科 教 论 坛
农村经济与科技２０１６年４月（上）·第２７卷第０７期（总第３８７期）
浅谈干式厌氧发酵技术
于 琪
（四川大学 建筑与环境 学院，四川 成都 ６１００６５）
［摘 要 ］用 干 式 厌 氧 发 酵 技 术 处 理 有 机 固体 废 弃 物 ，有 效 减 少污 染 ，又符 合 能 源 、环 境 、经 济 的 可持 续发 展 理 念 ，采 用 干 式 厌 氧 发 酵 技 术 实现 了有 机 固体 废 弃 物 的 能 源 化 利 用 ，因 此 千 式 厌 氧 发 酵技 术 引起 了人 们 关注 。介 绍 了 干 式厌
厌 氧 发 酵 技 术 实 际 应 用 中 ，选 用 温 度 较 低 时所 需 能 耗 少 ，但 温 度 不 稳 定 ，易 受 外 界 环 境 影 响 ，温 度 较 高 时 生 物 和 化 学 反 应 速
贯 彻 可 持 续 发 展 理 念 。处 理 时 产 生 的沼 气 属 清 洁 能 源 ，不 会 造 率 较 快 ，效 率 高 ，但 能 耗 大 。研 究 显 示 ，中温 厌 氧 发 酵 比 高 温 厌
于 ２０％时 属 干 式 厌 氧 发 酵 ，小 于 １０％属 于 湿 式 厌 氧 发 酵 ．介 于 １０％～２０％之 间 的属 半 干 式 厌 氧 发 酵 。干 式 厌 氧 发 酵 的沼 液 和 沼 渣 产 生 量 较 少 ，且 承 受 负 荷 能 力 强 。这 些 优 势 促 进 了 该 工 艺 的
阶 段 是 产 甲 烷 阶 段 ，甲 烷 菌 进 一 步 产 生 ＣＯ 、ＣＨ 等 气 体 。 发 酵 适 当 的 预 处 理 能 够 有 效 提 升 反 应 效 率 。生 物 预 处 理 法 主要 利 用
氧 发 酵 技 术 的 原 理 、影 响 因素 。
［关 键 词 ］干 式 厌 氧 发 酵 ；原 理 ；影 响 因素
［中 图分 类 号 ］Ｘ７０ ［文献 标 识 码 ］Ａ
引 言
我 国 快 速 发 展 的 工 业 ，产 生 极 大 能 源 消 耗 ，能 源 的 可 持 续
件。温度与有机物分解 进程有着密切联 系 ，温度 直接影 响着 反 应速率 ，因为温度直接影 响酶 的活性 。在一定温度范 围内，温度
水 的有 机 质 降 解 为 可 溶 于水 的 有 机 质 ；第 二 阶 段 是 产 酸 阶 段 ， 果 渣 和 污 水 污 泥 作 为 底 物 进 行 超 声 波 和 微 波 预 处 理 ，发 现 超 声
已经 溶 于 水 的 有 机 质 被 进 一 步 降 解 ．生 成 醋 酸 等 有 机 酸 ：第 三 波 和 微 波 预 处 理 法 对 甲烷 产 量 有者 显 著 提 升效 果 。再 次 证 明 了
是 利 用 机 械 破 碎 、切 割 、研 磨 、震 荡 或 高 温 加 热 的手 段 进 行 预 处
１ 厌 氧发 酵原 理
理 ，以改变底 物的物理形态 。化学 预处 理法 旨在 向有 机物质 中
投 加 氧 化 或 还 原 物 质 ，包 括 酸 、碱 预 处 理 法 ，臭 氧 氧 化 预 处 理
２．２ 底 物 的 预 处 理 发 酵 底 物 的 预 处 理ຫໍສະໝຸດ Baidu，直 接 关 系 到 发 酵 时 间 以及 产 气 率 。 目
前 比 较 常 用 的 预 处 理 技 术 有 机 械 预 处 理 法 、热 预 处 理 法 、化 学
次 利 用 ，达 到 能 源再 生 的 目的 。
预处 理 法 和 生 物 预 处 理 法 。机 械 和 热 预 处 理 法 比 较 好 理 解 ，就
法 ，高 级 氧 化 预 处 理 法 。适 当 的预 处 理 手 段 能 够 提 高 反 应 效 率 ， 机 械 预 处 理 法 中 的 挤 压 预 处 理 就 被 证 明能 够 有 效 的 提 高 甲烷 产 量 。另 外 ，还 有 超 声 波 和 微 波 预 处 理 法 ，有研 究 人 员 利 用 橄 榄