1厌氧消化处理有机固废解析
固体废物的厌氧消化处理
环境学院：固体废物处理与处置
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4.2 高固体厌氧消化技术
高固体厌氧消化（High solid anaerobic digestion）： 固体含量大约在22%以上。 该技术相对较新，未大规模应用。 优点：反应器单位体种的需水量低，产气量高，消 化污泥的处理费用相对较低。
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3.1 厌氧条件
详见“三段理论”
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3.2 有机物组分与产气量
产气量的大小主要取决于物料的组分物性。
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3.3 有机物含量与去除率
在合适的温度和 有机物负荷的条 件下，有机物去 除率与废物的有 机物含量成正比。
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6、厌氧消化反应器
目前研究较多的厌氧消化反应器有三类：
一阶段系统消化反应器 两阶段系统消化反应器 序批式处理系统消化反应器
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6.1 一阶段系统消化反应器
反有的反应集中在一个消化反应器中完成。 可分为：
一阶段湿式（中固体）处理系统 一阶段干式（高固体）处理系统
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（2）一阶段干式系统
反应器中的固体废物含固率控制在20~40%内。
物料流动性差，要用特殊传送带、螺旋浆叶的强力 泵输送。这些传送设备对物料要求低，故原料的预 处理简单。 技术关键在于让进料和接种物充分混合。
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固废处理的方法
固废处理的方法1. 引言对于现代工业社会而言，固废处理是一项重要的环境保护任务。
随着工业化进程的加速和人口的增长，固废产量快速增加，给环境带来了巨大压力。
固废处理的方法对于保护环境、减少污染、保障人类健康至关重要。
本文将深入探讨固废处理的方法。
2. 固废分类处理固废处理的第一步是对固废进行分类，根据不同的性质和特点采取不同的处理方法。
常见的固废分类包括有机废弃物、无机废弃物、危险废弃物等。
2.1 有机废弃物处理有机废弃物主要包括食品废料、植物残渣、动物排泄物等。
这类废弃物可以通过堆肥、厌氧消化等方法进行处理。
1.堆肥：有机废弃物经过厌氧发酵后产生的沼气和有机肥可以同时利用。
堆肥过程中要注意控制温度、湿度和通气，以加速分解和消除细菌病毒。
2.厌氧消化：有机废弃物经过厌氧消化可以产生沼气，沼气可以用作能源，同时废弃物还能得到有效处理。
2.2 无机废弃物处理无机废弃物主要包括废纸、废金属、废塑料等。
这类废弃物可以通过回收、再利用等方法进行处理。
1.回收：无机废弃物可以通过回收再利用的方式减少对资源的消耗。
对于废纸、废金属等可以进行回收利用，降低对自然资源的需求。
2.再利用：部分无机废弃物可以通过再加工、改造等方法加工成新产品。
比如废塑料可以制成再生塑料制品，减少对原油的需求。
2.3 危险废弃物处理危险废弃物包括有毒废弃物、放射性废弃物等，处理这类废弃物需要特殊的技术和设备。
1.高温焚烧：危险废弃物可以通过高温焚烧的方式进行处理，将有害物质破坏并转化为无害物质。
2.包埋处理：对于放射性废弃物等难以处理的废弃物，可以选择包埋的方式进行储存和处理。
3. 利用固废能源化固废处理的另一个重要方向是将固废转化为能源，以实现资源化利用。
3.1 生物质能源化生物质包括植物残渣、木材废料、农业废弃物等，这些废弃物可以通过气化、发酵等技术转化为生物质能源。
1.生物质气化：生物质经过气化反应可以产生可燃气体，如生物质气化发电技术可以实现固废的能源化。
固体废物的厌氧消化处理
目录目录 .......................................................... - 1 - 固体废物的厌氧消化处理 .......................................... - 1 -摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．- 1 - 关键词．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．－1－引用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．－1－正文．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．－2－一、厌氧消化原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．- 2 -图 1-1．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．－2－二、厌氧消化的影响因素 .......................................... - 3 -三、厌氧消化工艺................................................ - 4 -结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．－4－参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．－5－固体废物的厌氧消化处理蒋洁茹（金华职业技术学院制药与材料工程学院，浙江金华321000）摘要：厌氧消化或称厌氧发酵是一种普遍存在于自然界的微生物过程。
有机固体废物厌氧消化技术综合评述
有机固体废物厌氧消化技术综合评述摘要：近年来，随着城市化的发展，产生了越来越多的城市垃圾。
而本文主要从基本原理、影响因素、工艺、特点、及其优势等方面对城市垃圾的厌氧消化处理做了一些介绍。
主要集中于对厌氧消化技术的原理和国内外工艺的介绍。
并对其发展前景做了一些简单的分析。
关键词：厌氧消化；固体废物；沼气发酵一、厌氧消化技术介绍1、厌氧消化技术的定义及其历史发展厌氧消化技术指的是废物中可生物降解的有机物质被厌氧微生物在厌氧条件下分解产生甲烷、二氧化碳和化学物质（如：N、P无机化合物等）的生物化学过程。
无论是酸性发酵，还是沼气发酵，参与生化反应的氧都是来自于水、有机物、硝酸盐或被分解的亚硝酸盐。
人们对厌氧消化技术的利用早已有了十分悠久的历史。
自20世纪50年代末期起，我国农村地区就开始兴建沼气池，利用人畜粪便和一些农业废物进行厌氧发酵，从而产生沼气以供家庭取暖、照明和炊事之用。
在工业上，为使粪便和污泥减量化和稳定化，厌氧消化技术也逐渐得到了极为广泛的应用。
近年来，随着20世纪70年代能源危机的出现，许多国家积极开发新能源，而厌氧消化技术可以“变废为宝”，将大量的可生物降解有机垃圾变成可再生的清洁能源，因此具有极大的优势。
在有机废物处理中，厌氧消化技术应用最多的，是欧洲的一些国家。
截至2000年，欧洲的固体垃圾中，厌氧处理的垃圾总量已达100万t/a，占总处理量的1/4，且有逐年增加的趋势。
而在我国，畜禽粪便、农作物秸秆等农业废物长期以来一直都是利用厌氧消化技术进行发酵产沼。
早在1999年，上海市就建成102个畜禽场污水治理工程；福建省福清市建成的治理畜禽场污水工程成功率和运行率达100%；河北省石家庄市采用微生物高温发酵生产优质有机料技术，建鸡粪发酵厂治理鸡粪污染；江苏省靖江市为解决农村能源及畜禽粪便污染环境问题，有16家畜禽养殖场建起沼气生物链工程。
[1]目前，作为一种有机固体废物的资源化技术，厌氧消化技术已经得到了极为普遍的应用。
厌氧消化工艺对有机废弃物处理与能源回收的效益评估与优化提升
厌氧消化工艺对有机废弃物处理与能源回收的效益评估与优化提升厌氧消化工艺是一种生物处理技术，通过微生物的作用将有机废弃物转化为可用的能源，同时还能有效降低废弃物的体积和处理成本。
该工艺已广泛应用于城市生活垃圾、农业废弃物以及工业废水等有机废弃物的处理与能源回收。
首先，对厌氧消化工艺的效益进行评估是非常重要的。
评估可以衡量工艺的处理效率、能源回收率、环境影响以及经济效益。
通过对不同条件下的工艺参数进行调整和优化，可以提高工艺的效益。
1. 处理效率评估：处理效率是衡量厌氧消化工艺的关键指标之一。
可以通过监测处理前后有机废弃物的降解程度来评估处理效果。
常用指标包括化学需氧量（COD）和总悬浮固体（TSS）的去除率。
同时，还可以评估工艺对有害物质的去除效果，如重金属、有机污染物等。
2. 能源回收率评估：厌氧消化工艺将有机废弃物转化为可用能源，主要包括沼气和生物质。
回收率是评估能源回收效果的重要指标。
通过监测沼气产量和品质来评估能源回收率。
沼气产量的增加意味着更多的能源被回收利用。
同时，监测沼气中甲烷含量也能了解沼气的质量，高甲烷含量意味着更高的能源价值。
3. 环境影响评估：厌氧消化工艺相比传统处理工艺具有较低的环境影响。
然而，仍然需要对其环境影响进行评估以确保工艺的可持续性。
主要关注的指标包括气体排放（如甲烷和二氧化碳）、处置产物的污染物含量以及工艺对土壤和地下水的影响等。
4. 经济效益评估：厌氧消化工艺的经济效益评估可以帮助决策者更好地理解工艺的投资回报情况。
常用指标包括投资成本、运营成本、维护费用以及能源价值等。
通过与传统处理工艺进行对比，可以评估厌氧消化工艺的经济竞争力。
基于对厌氧消化工艺效益的评估，我们可以进行优化提升，以进一步改进工艺的效果和性能。
1. 工艺参数优化：通过调整工艺参数，如温度、容积负荷、pH值等，可以提高有机废弃物的降解效率和沼气产量。
例如，较高的温度可以加速微生物代谢和降解废弃物，而较低的温度可以提高沼气中甲烷含量。
固废厌氧消化处理的原理是
固废厌氧消化处理的原理是固废厌氧消化处理是一种将有机废弃物通过微生物在无氧条件下进行分解和转化的技术。
具体而言，固废厌氧消化处理是通过厌氧消化反应器来实现的。
该反应器内同时存在厌氧产气细菌和厌氧消化细菌，它们共同参与有机物的降解过程。
下面我将详细介绍固废厌氧消化处理的原理。
固废厌氧消化处理的原理主要包括有机物的降解、发酵和产气三个过程。
首先，有机物的降解是指将有机废弃物中的大分子有机物分解为小分子有机物的过程。
这一过程主要由厌氧消化细菌参与，它们通过产生酶分解大分子有机物，将其转化为可溶解性有机物。
这个过程主要是通过隐蔽酶分解、酸化反应和挥发脂肪酸生成来实现的。
隐蔽酶分解中，细菌产生的酶将有机物分解为可溶性有机物，使其更易于降解。
酸化反应中，有机物被细菌发酵为醋酸、丙酮、甲烷等短链有机物，这些短链有机物更容易被微生物消化。
挥发脂肪酸生成是产生甲烷的关键步骤，细菌将有机物分解为挥发性脂肪酸，然后再通过甲烷产生细菌转化成甲烷。
其次，有机物的发酵是指将醋酸、丙酮等短链有机物通过细菌发酵产生气体、热能和有机酸等的过程。
在发酵过程中，厌氧消化细菌使用有机物作为能源，并产生甲烷和二氧化碳等气体产物。
细菌将有机物转化为甲烷的同时，也会产生大量的热能，这些热能可以用来提供反应器内的温度，维持反应器处于适宜的温度环境。
此外，发酵还会产生水相和固相中的有机酸和乙醇等有机物，这些有机物能够进一步促进气体生成过程。
最后，有机物的产气是指在上述过程中产生的甲烷和二氧化碳等气体的释放。
这些气体是厌氧消化处理中的主要产物，其中甲烷可作为一种清洁能源进行利用。
产气过程是通过厌氧产气细菌参与完成的，它们使用有机物和其他微生物合作产生气体。
总的来说，固废厌氧消化处理的原理是通过厌氧反应器中各类微生物的协同作用，将有机废弃物分解为小分子有机物，然后进一步发酵产生气体，并最终释放为甲烷和二氧化碳。
这个技术既可以处理有机固废，同时还能产生清洁能源，对于环境保护和资源回收具有重要意义。
厌氧消化技术在有机固体废弃物处理中的应用
厌氧消化技术在有机固体废弃物处理中的应用发布时间：2022-11-10T09:21:03.574Z 来源：《城镇建设》2022年第13期6月作者：唐成伟[导读] 从环境保护角度上看，有机固体废弃物会产生很大的危害。
唐成伟深圳市利赛环保科技有限公司广东深圳 518000【摘要】从环境保护角度上看，有机固体废弃物会产生很大的危害。
考虑到在这些有机固体废弃物中碳氢元素含量高，因此，通过厌氧消化技术，便能够大幅度通过处置有机固体废弃物的实际效果，进而达到无害化、减量化、资源化处理目标。
为此，本文探讨了厌氧消化技术的基本原理及其在处理有机固体废弃物中的具体应用。
【关键词】有机固体；厌氧消化技术；废弃物当前，能源体系结构优化、环保问题逐渐引起了民众的关注[1]。
在人平时的工作、生活中，均会大量产生各种有机固体废物。
而通过科学、有效地处理这些有机固体废弃物，则既可以优化生活环境，又可以二次利用能源，并优化整个能源体系的结构。
所以，厌氧消化技术以其突出的优势特点被日益广泛地用于处理各种有机固体废弃物。
一、厌氧消化技术的基本原理在应用厌氧消化技术时，基本的原理便是位于厌氧环境，建立起来众多微生物彼此共存、依赖且相互制约的一个生态平衡体系。
在厌氧消化中，温度、有机负荷、pH值等均极易带来一定的影响。
据研究显示，在应用厌氧消化技术中，主要涉及以下阶段：其一，水解阶段：在有机物中，以大分子聚合物成分为主，如脂类、碳水类等系列物质。
就厌氧消化而言，水解细菌会大量分泌胞外酶，让以上聚合物基于胞外酶的作用下，便会化为脂肪酸、糖类、氨基酸等单体[2]。
其二，酸化阶段：基于酸化细菌的消化，又会让以上单体变成氢、CO2、短链脂肪酸等。
而乙、丙、丁酸便是短链脂肪酸，会在提升氢分压的过程中，逐渐降低生成量。
其三，产氢、酸阶段：在微生物的代谢过程中，又会进一步转化单体生成物为CO2、乙酸、氢。
尤其是产甲烷菌还与相应的有机酸氧化菌彼此共生，也就是在有机酸氧化菌的促进作用下，能够化醇类物、短链脂肪酸成为乙酸，并且让乙酸再充当产甲烷菌的基体物质。
有机固体废物厌氧消化技术综合评述
有机固体废物厌氧消化技术综合评述概述随着城市化进程的加快和工业化进程的不断推进，废弃物的处理已经成为一个亟待解决的问题。
废物处理是一个复杂的过程，其中有机固体废物的处理一直是困扰环保工作者的难题之一。
厌氧消化技术是处理有机固体废物的一种成熟技术，能够有效地降低有机物的体积和质量，并通过产生沼气为我们提供能源。
本文将综合评述厌氧消化技术在有机固体废物处理中的应用现状，技术原理及其优缺点。
应用现状厌氧消化技术应用广泛，主要包括农业废弃物和城市固体废物等。
农业废弃物厌氧消化技术主要应用于畜禽粪便、农副产品、食品加工废水等，而城市固体废物厌氧消化技术主要应用于厨余垃圾、污水处理等领域。
在处理过程中，厌氧消化技术主要通过微生物的生物分解作用利用有机物质，产生沼气和有机肥料，实现固体废弃物资源化利用，得到广泛应用。
技术原理厌氧消化技术的处理流程主要分为以下几个步骤：1.初期填料：填充具有适宜孔隙度的填料材料，填充完毕后进行压实，保证填料的稳定性和通气性。
2.厌氧消化反应：将有机固体废物投入到反应池中，在厌氧环境下，利用厌氧菌进行有机物质的分解，产生沼气和有机肥料。
3.沼气生产：产生的沼气作为能源可以用于供暖和照明等。
4.残渣处理：经过沼渣去除后可作为有机肥料，适量施用于土地。
优缺点优点1.产生的沼气可以用于发电和供暖等，具有良好的经济价值和社会效益。
2.可将有机固体废物转化为有机肥料，实现资源化利用。
3.处理过程中不需要加入化学品，对环境影响小。
4.可在不断地添加废物的同时进行反应，不会因为处理能力不够而停工。
缺点1.厌氧消化技术需要占用大量的土地资源。
2.难以对有毒物质和重金属进行有效处理。
3.处理过程中需要控制反应的温度、pH值等参数，较为复杂。
，厌氧消化技术作为一种资源化利用有机固体废物的有效途径已经得到广泛的认可和应用。
它可以将有机废物转化为有用的能源和肥料，减少资源浪费、减轻环境污染的负担。
虽然存在一定的劣势，但随着技术的不断创新和发展，相信厌氧消化技术未来将有更广泛的应用前景和发展空间。
厌氧发酵有机废弃物处理机理分析
厌氧发酵有机废弃物处理机理分析厌氧发酵是一种利用微生物代谢有机废弃物的过程，通过在缺氧条件下将废弃物转化为有用的产物，如沼气和有机肥料。
它被广泛应用于处理废弃物，如农业废弃物、食品废弃物和污水污泥。
本文将对厌氧发酵处理有机废弃物的机理进行详细分析。
首先，厌氧发酵的基本原理是微生物降解有机废弃物并产生沼气。
在缺氧条件下，一些厌氧细菌和古细菌开始降解有机废弃物，将其转化为沼气和有机肥料。
这些微生物可以利用有机废物中的不同成分，如碳水化合物、脂肪和蛋白质。
在降解过程中，微生物通过一系列复杂的反应将有机物分解为简单的化合物，最终生成甲烷气体。
这种过程需要适宜的温度、pH值和营养条件来促进微生物的生长和活动。
其次，厌氧发酵可以分为四个主要步骤：水解、酸化、醋酸化和甲烷化。
首先，水解是将复杂的有机物分解为简单的可溶性有机物的过程。
在这一步骤中，一些水解菌将多聚体如蛋白质和淀粉分解成单体如氨基酸和糖。
这些单体化合物可被其他微生物进一步利用。
然后，酸化是指由产氢菌和酸化菌将可溶性有机物转化为有机酸，如乙酸和丙酸。
这些有机酸是后续产甲烷菌的主要底物。
接下来，醋酸化是指将有机酸进一步降解为乙酸。
在这个步骤中，醋酸菌氧化乙酸产生甲酸和二氧化碳，并释放出能量。
最后，甲烷化是指由产甲烷菌将乙酸和其他有机酸转化为甲烷气体。
这些产甲烷菌是厌氧发酵产气的关键微生物。
进一步了解厌氧发酵过程还需要考虑微生物的参与。
厌氧发酵涉及许多不同类型的微生物，包括产氢菌、酸化菌和产甲烷菌。
这些微生物之间存在着复杂的相互作用关系，共同参与有机物的分解和产气过程。
产氢菌首先将有机物转化为氢气和二氧化碳。
然后，酸化菌利用产氢菌生成的氢气氧化有机酸，产生甲酸和乙酸。
最后，产甲烷菌利用乙酸和其他有机酸转化为甲烷气体。
这些微生物之间的协同作用是实现厌氧发酵有机废弃物处理的关键。
厌氧发酵除了能够处理有机废弃物之外，还具有一些其他的优势。
首先，它可以产生沼气，这是一种可再生能源。
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。
城市固体废物厌氧消化降解效率提升策略
城市固体废物厌氧消化降解效率提升策略一、城市固体废物概述城市固体废物，通常指的是在城市居民日常生活中产生的各种废弃物，包括但不限于生活垃圾、商业垃圾、工业废弃物等。
随着城市化进程的加快，城市固体废物的产生量也在逐年增加，对环境造成了极大的压力。
因此，提高城市固体废物的处理效率，尤其是通过厌氧消化这一生物处理技术，对于实现城市可持续发展具有重要意义。
1.1 城市固体废物的分类城市固体废物可以根据其来源和成分进行分类，主要包括以下几类：- 有机废物：包括厨余垃圾、园林废弃物等，含有较高的生物可降解性。
- 无机废物：如建筑垃圾、破碎的陶瓷等，生物降解性较低。
- 有害废物：含有重金属、有毒化学物质等，需要特殊处理以防污染。
1.2 城市固体废物的环境影响城市固体废物如果处理不当，会对环境造成多方面的影响：- 土壤污染：有机废物分解过程中可能释放有害物质，影响土壤质量。
- 水体污染：废物中的污染物可能通过雨水径流进入水体，造成水质恶化。
- 大气污染：废物分解产生的恶臭气体和温室气体排放，影响空气质量。
二、厌氧消化技术原理与应用厌氧消化是一种生物处理技术，通过微生物在无氧条件下分解有机物质，产生沼气等可再生能源和稳定的有机肥料。
这一技术在城市固体废物处理中具有广泛的应用前景。
2.1 厌氧消化的基本原理厌氧消化过程主要包括以下几个阶段：- 水解阶段：微生物将复杂的有机物质分解成小分子物质。
- 酸化阶段：小分子物质进一步转化为有机酸和氢气。
- 产甲烷阶段：有机酸和氢气在产甲烷菌的作用下转化为甲烷。
2.2 厌氧消化技术的应用厌氧消化技术在城市固体废物处理中的应用主要包括：- 生产沼气：沼气是一种清洁能源，可用于发电、供暖等。
- 制造有机肥料：厌氧消化残留物富含养分，可作为土壤改良剂。
- 减少废物体积：厌氧消化过程中，有机物质的体积和重量显著减少。
2.3 厌氧消化效率的影响因素厌氧消化效率受多种因素影响，包括：- 废物的组成：不同来源的废物成分差异会影响消化效率。
有机固废厌氧消化技术
利用厌氧菌对废弃物进行消化，产生沼气和有机肥。
1. 废弃物收集
该农业废弃物处理站将农作物残渣、畜禽粪便等农业废弃物进行收集。
2. 废弃物加工
收集的废弃物经过破碎、混合、调整等加工过程，为厌氧消化提供良好的条件。
01
02
1. 废弃物分类与收集
该工业园区对有机固废进行了分类和收集，包括废水处理污泥、食品加工废料、制药废渣等。
03
沼气利用
厌氧消化产生的沼气可作为能源进行利用，如用于发电、供热等。
厌氧消化产物的利用与处置
01
沼液处理
厌氧消化产生的沼液中含有大量的营养物质，可作为肥料进行利用。
02
沼渣利用
厌氧消化产生的沼渣中富含有机质和腐殖质，可作为有机肥料或土壤改良剂进行利用。
04
厌氧消化技术的优化与改进
厌氧消化技术的效率提升
破碎与细碎
将有机固废中的不同物质进行分离和分选，以去除杂质和不利于厌氧消化的物质。
分选与分离
有机固废的预处理
有机固废的厌氧消化
产氢产乙酸阶段
在酸化阶段后，有机物进一步转化为氢气和乙酸。
产甲烷阶段
氢气和乙酸在产甲烷菌的作用下转化为甲烷和二氧化碳。
酸化阶段
在厌氧条件下，有机物经过酸化菌的作用，转化为挥发性脂肪酸、乳酸等有机酸和其他中间产物。
定义
厌氧消化技术具有高效性、能源自给性、对环境友好等优点。
特点
厌氧消化技术的定义与特点
历史
厌氧消化技术自19世纪中叶开始研究，经历了从实验室研究到工业化应用的发展阶段。
发展
近年来，随着环保意识的提高和有机废弃物处理需求的增加，厌氧消化技术得到了广泛的发展和应用。
有机固体废物厌氧消化技术
有机固体废物厌氧消化技术摘要：厌氧消化技术是有机固体废物处理与资源化的重要渠道之一，长期用于处理有机固体废弃物，在这一技术之下，可以实现对有机固体废弃物的污染防治和综合性的利用，具有双重治理的意义和作用，代表了未来有机固体废弃物处置的方向和趋势。
能够通过微生物的三阶段厌氧分解，将废物中的大分子有机物降解为小分子物质，并产生可提供能源的沼气。
在妥善解决固体废物的处置与管理问题后，厌氧消化技术可以有效地提高物质的回收利用率，前景广阔。
关键词：厌氧消化技术；有机固体废物；原理与工艺0引言有机固体废弃物含水率较低，具有可以生化的降解性，它蕴含有大量的生物质能，这些生物质能可以在有效的厌氧消化技术运用之下，得到有效的利用。
厌氧消化因具有高有机负荷、低成本、低能耗和产沼气的特性，而受到学者们的关注[1-2]。
现实中，也已经有一些利用厌氧消化技术处理餐厨垃圾、市政污泥和农田废弃物的报道[3-5]。
可见，运用有机的固弃物厌氧消化技术对于环境的绿色环保具有可以预见的作用。
我们可以运用较多的有机固体的废弃物处置方式，而生物技术处置方式具有明显的、不可替代的优势，我们需要加以系统的研究。
1有机固体废物处理现状分析有机固体的废物进行处置的方式很多。
对于城市的固体废物而言，目前的处置方式主要有卫生填埋、焚烧、堆肥，同时也可以采用厌氧发酵、热解的方式加以处置。
近几年，欧洲的很多国家都把目光转为了厌氧消化的方式,，积极的修建有机的固废厌氧消化处理厂，而在我国将厌氧消化技术用于处理固体废物的例子还较少。
2厌氧消化原理厌氧消化过程就是在一定的厌氧条件下，有机物质被微生物分解，将碳素物质转化为两种温室气体——二氧化碳和甲烷的过程。
在这个过程中，底物的大部分能量仍然以有机物的形式储存在沼气中，只有一小部分的碳素氧化成了二氧化碳[6]，微生物借此发酵过程获得生命活动所必需的物质和能量。
2.1厌氧消化产生沼气的途径由于厌氧发酵的环境各有不同，涉及的微生物种类繁多，其中物质的代谢、转化与产生过程较为复杂，国内外对此做了大量研究，但仍有许多技术性的问题亟待解决[6]。
第03章__有机固体废物厌氧发酵技术
3.3.5 搅拌
搅拌的目的是使发酵原料分布均匀，增加微生物与发酵基 质的接触，也使发酵的产物及时分离，从而提高产气量。 在以固体为原料的情况下，搅拌更为重要。在一些情况 下，搅拌是为了破除浮渣层。在发酵过程中，如果不采用 外力搅拌，发酵桨料容易发生分层，活性污泥发生脱节， 尤其是活性污泥或浆料上附着了所产生的沼气，由于缺乏 搅拌力量，气泡不易脱离，造成部分活性污泥或浆料上 漂，从而给工艺控制造成困难，影响设备内的传质。因 此，适当的搅拌也是工艺控制的重要组成部分。
3.3
厌氧消化技术主要影响因素
3.3.1 厌氧条件
厌氧发酵是一个微生物学过程，它最显著的一个特点是有 机物质在无氧的条件下被某些微生物分解，最终转化成甲 烷和二氧化碳。产酸阶段的不产甲烷微生物大多数是厌氧 菌，需要在厌氧的条件下，把复杂的有机物质分解成简单 的有机酸等。而产气阶段的产甲烷菌更是专性厌氧菌，不 仅不需要氧，氧对产甲烷菌反而有毒害作用，培养中要求 氧化还原电位在-330mV以下。因此，必须创造良好的厌 氧环境。
(2)产氢、产乙酸阶段(产酸阶段)。在产氢、产乙酸细菌群 的作用下，将第一个阶段所产生的各种不能为产甲烷细 菌直接利用的代谢产物进一步分解转化为乙酸和H2等简 单物质。 (3)产甲烷阶段。产甲烷细菌利用无机的CO2/H2及有机的 “三甲一乙”(甲酸、甲醇、甲胺、乙酸)化合物产生甲烷。
(4)同型产乙酸阶段。同型产乙酸阶段是指同型产乙酸细 菌群将产甲烷细菌的一组基质(CO2/H2)横向转化为另一种 基质(CH3COOH)的过程。
3.3
厌氧消化技术主要影响因素
3.3.3 pH与碱度
当有机物负荷过高或系统中存在某些抑制物时，对环境要 求苛刻的产甲烷菌会首先受到影响，从而造成系统中挥发 性脂肪酸的积累，致使pH下降。pH的下降反过来又会影 响产甲烷菌的生长，如此恶性循环，最终导致消化过程的 停止。为了提高系统对pH的缓冲能力，需要维持一定的 碱度，通常情况下，碱度控制在2500～5000 mg-CaCO3/L 时，可获得较好的缓冲能力。碱度可以通过投加石灰或含 氮物料的办法进行调节。
城市有机垃圾厌氧消化产气技术方案
城市有机垃圾厌氧消化产气技术方案城市有机垃圾厌氧消化产气技术是一种环保且高效的能源回收方式，它通过微生物的厌氧消化过程将有机垃圾转化为可再生能源——生物气。
这种技术不仅能有效减少城市垃圾的体积，降低环境污染，还能为城市提供清洁能源，实现资源的循环利用。
一、城市有机垃圾厌氧消化产气技术概述城市有机垃圾主要包括厨余垃圾、园林废弃物、食品加工废料等，这些垃圾含水量高、易腐烂，若不妥善处理，极易造成环境污染和资源浪费。
厌氧消化技术作为一种成熟的有机废弃物处理技术，通过在无氧条件下利用微生物分解有机物质，产生甲烷和二氧化碳等气体，这些气体可以被收集并用于发电或供热，实现能源的回收利用。
1.1 厌氧消化技术的核心特性厌氧消化技术的核心特性主要体现在以下几个方面：- 高效能源回收：厌氧消化过程中产生的生物气主要成分是甲烷，其热值高，是一种优质的能源。
- 环境友好：厌氧消化过程中产生的生物气如果得到妥善利用，可以减少温室气体的排放，降低对环境的影响。
- 资源循环：厌氧消化后的残渣是一种优质的有机肥料，可以用于土壤改良和植物种植，实现资源的循环利用。
1.2 厌氧消化技术的应用场景厌氧消化技术的应用场景非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 城市垃圾处理厂：将城市产生的有机垃圾进行集中处理，通过厌氧消化产生生物气，用于发电或供热。
- 食品加工厂：食品加工过程中产生的大量有机废料可以通过厌氧消化技术转化为能源，减少废弃物的处理成本。
- 农业废弃物处理：农作物秸秆、畜禽粪便等农业废弃物可以通过厌氧消化技术转化为生物气，为农村地区提供清洁能源。
二、城市有机垃圾厌氧消化产气技术的实施城市有机垃圾厌氧消化产气技术的实施是一个系统工程，涉及到垃圾的收集、预处理、厌氧消化、气体收集与利用等多个环节。
2.1 垃圾的收集与预处理城市有机垃圾的收集是厌氧消化技术的第一步，需要建立有效的垃圾收集系统，确保垃圾的及时收集和运输。
预处理环节包括垃圾的分选、破碎、脱水等，以提高厌氧消化的效率和效果。
固废厌氧消化的工艺
固废厌氧消化的工艺
固废厌氧消化是一种将有机废弃物转化为可回收资源的处理工艺。
其基本步骤包括：
1.污泥预处理：将固体废弃物切碎、过筛或压缩，以便提高污泥的表观密度和缩短固废的分解时间。
2.厌氧消化：将预处理好的污泥投入反应器中，在缺氧条件下进行微生物发酵，使有机物逐渐分解为沼气、水和残渣。
3.沼气回收：收集沼气并回收利用。
4.残渣处理：将消化后的残渣进行二次处理，如晒干、热处理或焚烧，以减少残渣体积并消杀病菌。
固废厌氧消化的优点是能够减少有机废物的体积和有害物质的排放，同时生产可回收利用的沼气和肥料。
缺点是工艺过程需要消耗大量能量，并且对反应条件要求严格，否则会导致发酵失败。
有机固废资源化
3.1 来自生物的有机固体废物的利用 二、有机固体废物的厌氧消化处理
1.厌氧消化定义 • 厌氧消化是指在厌氧状态下，利用厌氧微生物，有控制地 使废物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。 • 由于厌氧消化可以产生以CH4为主要成分的沼气，故又称 之为甲烷发酵。 继续
固体废物资源化工程 = 厌氧消化特点 优点： 生产过程全封闭，不需要通风动力，设施简单，运行 成本低 可将废弃物中低品位生物能转化为高品位沼气 适于处理高浓度有机废水和废物 缺点： 厌氧微生物生长速度慢，处理效率低，设备体积大
会产生H2S等恶臭气体
固体废物资源化工程
2. 厌氧消化原理
——三阶段理论 各种有机酸
X— 各原料重量 C、N— 各原料中C、N含量
固体废物资源化工程 = (3)温度
比较理想温度范围
35~38℃和50~65 ℃
在45℃有一个间断点，由于中温发酵和高温发酵分别由不同 微生物种群起作用，在该温度，对中温和高温菌都不利。 当消化温度低于10 ℃时，产气量明显下降
固体废物资源化工程 = (4)pH值
水解发酵阶段 有机物 水解、发酵菌
产氢、产乙酸 各种有机酸 产氢、产乙酸菌 乙酸、氢气、CO 2 阶段 一组把 H、CO2 CH4 两组生理 4H2 + CO2 CH4 + 2H2O 产甲烷阶段 不同甲烷 菌的作用 另一组对乙酸脱羧 CH4
CH3COOH
CH4+ CO2
1kg可降解有机物产生0.63~1.0m3的沼气，其中甲 烷含量50~60%。
产酸菌适于在 酸性条件下生 长，最佳pH值 5.8
产甲烷菌需要 在严格的碱性条 件下生长，pH值 低于6.2时会失 去活性 在产酸菌和产甲烷菌共存时，系统pH值控制在6.5~7.5
厌氧消化技术在有机废弃物处理中的应用
厌氧消化技术在有机废弃物处理中的应用随着人类社会的发展，城市化进程加速，每天都会产生大量的有机废弃物。
如何处理这些废弃物成为了我们社会中的一个重要问题。
传统的废弃物处理方法主要依赖于填埋和焚烧，但是这些方法不仅存在环境污染的问题，而且成本高昂。
现如今，越来越多的人们开始关注厌氧消化技术在有机废弃物处理中的应用。
1. 厌氧消化技术的原理厌氧消化技术是一种利用厌氧微生物将有机废弃物分解成沼气和肥料的过程。
厌氧消化系统包括一个密闭的容器，其中有机废弃物被加入到其中，通过一个特定的温度和pH值来创造一个理想的环境，以支持厌氧消化微生物的生长和活动。
在这个过程中，厌氧微生物会将废弃物分解成沼气和有机肥料。
2. 厌氧消化技术在有机废弃物处理中的优点2.1 不产生二氧化碳和其他危险废物相比于传统的废弃物处理方法，厌氧消化技术不会释放出二氧化碳和其他危险废物。
这大大减少了对环境的污染。
2.2 产生沼气作为能源厌氧消化技术通过分解有机物质生成沼气，沼气是一种可再生能源。
废弃物不但可以处理掉，同时产生的沼气可以用来发电、加热和烹饪等，为环境提供了更多的能源选择。
2.3 有机肥料厌氧消化技术处理有机物质后，生成的副产物有机肥料是一种天然的植物营养来源。
相比于传统的化肥，有机肥料不仅环保，而且在保证作物产量不减的情况下，提高作物质量。
3. 厌氧消化技术应用的现状厌氧消化技术应用于废弃物处理已有很长的历史，在一些国家，如欧洲，美国和日本，早在20世纪60年代便已广泛使用。
近年来，随着厌氧消化技术的不断完善和成本的降低，厌氧消化技术在全球范围内得到了普及和推广。
4. 厌氧消化技术在中国的应用前景目前，中国正面临着极大的环境压力，废弃物处理已经成为公众关注的话题。
政府不断加大投入，提倡“节能减排，低碳环保”的理念，厌氧消化技术的应用前景越来越广阔。
在有机废弃物处理方面，虽然在国内的应用不如欧美国家普及，但随着技术的不断提高和成本的降低，厌氧消化技术将成为解决处理废弃物问题的重要手段。
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2、pH值 在厌氧处理中，最适pH大致范围在6.8-7.2 (l)由于pH的变化引起微生物体表面的电荷变化，进而影响微生物 对营养物的吸收。 (2)由于多数非离子状态化合物比离子状态化合物更容易渗入细胞， 所以pH还会对有机化合物的离子化作用产生间接影响。 (3)酶只有在最适宜的pH值时才能发挥最大活性，不适宜的pH可使 酶的活性降低，进而影响微生物细胞内的生物化学过程。 (4) 过高或过低的pH值都会降低微生物对高温的抵抗能力
厌氧消化处理有机固废的影响因素
5、有机负荷 增加反应器中总固体含量，即提高了有机负荷率，可以相 应地减少反应器体积，但有机负荷率也不是越高越好，过载后 容易引起酸化，降低生物气产率，最终导致厌氧消化失败
6、毒性物质 厌氧系统中的有毒物质会不同程度地对消化过程产生抑制 作用。这些物质可能是消化物料所含成分或是厌氧菌的代谢产 物，通常包括重金属离子、碱金属、厌氧微生物代谢产物如氨 氮、有毒的有机物
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
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
废水处理
（2）KomPogas工艺
有机垃圾预处 理 厌氧反应器 脱水
固含率为30%-5%，挥发性固含量为 55%-75%，粒径<40mm，pH4.5-7.0， 凯氏氮<4g/kg，(C/N)>18
高温消化，消化后的产 物含水率高
脱出的水用于加湿进料 或作为液态堆肥 压缩饼送至堆肥阶段进行好 氧稳定化
Text in here Text in here Text in here
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
L/O/G/O
厌氧消化处理有机固废
指导老师： 学生： 学号：403 专业：环境工程
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
一、厌氧生物处理基本原理
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。
四阶段理论
复杂有机物（糖类、脂类、蛋白质） 水解发酵菌
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
生物反应器 液体肥料 固体废料
液体物质
水解池
纤维物质
3、高固体单级发酵系统 （1）Dranco工艺流程图
手工分选
切碎 筛选 磁选 给料系统 （回流水解） 热电联产 分类收集 有机垃圾 高分子水
反应器
混合单元殖质
预处理水
1920
我国第一个 家用水压式 沼气池
厌氧消化在提 高能量平衡方 面比堆肥、焚 烧、或消化+ 堆肥更有 优势
厌氧消化工艺的分类
划分标准 给料方式 运行温度 工艺类型 序批消化 连续消化 高温消化 中温消化 常温消化 单相消化 两相消化 干式消化 湿式消化 具体说明 阶段性成批进料 连续进样 50-60℃ 30-40℃ 15-25℃ 在同一反应器中进行 在产酸池和产甲烷池中分步完成 反应基质固含率为20%-40% 反应基质固含率为10%-15%
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
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
厌氧消化处理有机固废的影响因素
8、接种物 接种物量和物料量的比值对厌氧消化具有显著 影响。当总固体含量较高时，为了维持消化反应的 平衡，接种物的量也相应的增大。有时固体废物的 量与接种物的量之比达到 60:40以上。如果接种量偏 少，微生物数量不够(尤其是甲烷菌数量)，容易使发 酵时间延长，产甲烷的速度降低，造成酸的积累从 而使沼气发酵失败
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
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
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
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
产甲烷菌的形态各异
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。
厌氧消化处理有机固废的影响因素
3、氧化还原电位 氧的溶入是引起厌氧消化系统的氧化还原电位升高的 最主要的原因。还有其他一些氧化剂或氧化态物质的存在 也会有影响，有机垃圾的厌氧消化过程中，要防止外界空 气进入和强氧化剂进入到消化系统中，以保证消化系统具 有较低的氧化还原电位。
4、基质的营养比例 厌氧微生物除了对碳和氮等大量营养物质的基本需求 外，没有合成某些必须维生素的能力。因此为维持细菌的 生长和活动，还需要补充某些专门的营养物。厌氧微生物 的生长繁殖需要一定比例的碳、氮、磷及镍等微量元素。 厌氧法C:N:P控制在300-500:5:1为宜
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
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
好养稳定化
厌氧消化处理有机固废的影响因素
温度
影 响 因 素
PH值
氧化还原电位 有机负荷
预处理
基质 毒性物质
接种物
厌氧消化处理有机固废的影响因素
1、温度 温度是影响厌氧消化效果的重要因素。甲烷发酵阶段是厌氧消化反 应的控制因素。甲烷菌的最佳生长温度有两组:中温(35~40℃)，高 温(55一58℃)。由于中温菌种类多，易于培养驯化、活性高，所以 厌氧处理常采用中温消化。
商业机关
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
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
城市生活垃圾成分变化情况
城市生活垃圾处理现状
垃圾填埋场
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
反应级数 消化浓度
垃圾破碎与筛分设备
三、厌氧消化工艺实例
1、低固体连续单级厌氧发酵工艺
有机垃圾 破碎 储气罐 沼气 废水 RDF物 质进入 流化床 燃烧 泵 单级阶段反应器 反应温度35℃ 停留时间15-20d 脱水 缓冲 罐
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
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