温度过低厌氧消化速率低.PPT

Tab. 有机物厌氧消化过程 Treatment and Disposal of solid waste 第8章 固体废物的生物处理 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产生CH4和 CO2的过程，称为厌氧生物处理法或厌氧消化法（厌氧发 酵）。 第二节 固体废物厌氧消化处理 自然界中厌氧消化产沼现象发现于1630年，到二十世纪初厌氧消化产沼技术得以应用并发展；处理技术应用于固体废物处理始于英国。 Fig: 德国克尔海姆县Dietrichsdorf垃圾堆肥厂 （1）酸发酵的目的是为进一步进行生物处理提供易生物降 解的基质； （2）甲烷发酵的目的是进一步降解有机物和生产气体燃料。 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。基本功能: ★两阶段理论： 按生化作用是否产气，将厌氧消化过程分为两个阶段——酸性发酵（水解酸化—pH下降）阶段和碱性发酵（产气—pH上升）阶段，即： （一）厌氧发酵理论 ★三阶段理论： 1979年由布赖恩提出，将厌氧发酵依次分为水解、产酸、产甲烷三个阶段。起作用的细菌分别称为发酵细菌、醋酸分解菌、甲烷细菌三个不同细菌菌群作用完成。 （一）厌氧发酵理论 B类产物转化为（H2+CO2）及乙酸等 CH4、CO2等 小分子溶解态有机物转化为（H2+CO2）及A、B两类产物 —— 酸 发 酵 甲烷发酵 发酵工艺 甲烷细菌 产氢产乙酸细菌 发酵细菌 菌 群 大分子不溶态有机物转化为小分子溶解态有机物 生化过程 气 化 酸化（2） 酸化（1） 液化（水解） 物态变化 Ⅲ Ⅱ Ⅰ 生化阶段 1、营养与环境条件 废水、污泥及废料中的有机物种类繁多，只要未达到 抑制浓度，都可连续进行厌氧生物处理。对生物可降解 性有机物的浓度并无严格限制，但若浓度太低，比耗热 量高，经济上不合算；水力停留时间短，生物污泥易流 失，难以实现稳定的运行。一般要求COD大于1000mg/L。 （二）厌氧发酵的控制条件 C：N=20～30：1： 过大细菌增殖量降低，氮过剩为氨气，抑制产甲烷菌活 动，过高反应速率降低，产期量下降。 磷含量（磷酸盐为计）为有机物的1/1000 2、养分配比： 温度是影响微生物生命活动过程的重要因素之一。温度主要影响微生物的生化反应速度，因而与有机物的分解 速率有关。工程上： 中温消化温度为35~38℃； 高温消化温度为50~65℃。 厌氧消化对温度的突变也十分敏感，要求日变化小于 ±2℃。温度突变幅度太大，会招致系统的停止产气。 温度过高微生物休眠不利于消化；温度过低厌氧消化速率低、产气量低，不易达到卫生要求以上杀灭病原菌的目的。 3、温度： 厌氧环境是保证厌氧消化过程正常进行的最重要条件。 主要以体系中的氧化还原电位来反映。 4、氧化还原电位（ORP或Eh） 高温厌氧消化系统适宜的氧化还原电位为-500~-600mV； 中温厌氧消化系统及浮动温度厌氧消化系统要求的氧化还 原电位应低于-300~-380mV。 产酸细菌对氧化还原电位的要求不甚严格，甚至可在 +100~-100mV的兼性条件下生长繁殖； 甲烷细菌最适宜的氧化还原电位为-350mV或更低。 氧及氧化态物质的存在（如某些工业废水中含有的Fe3+、Cr2O72-、 NO3-、SO42-以及酸性废水中的H+等），可使体系中的Eh升高。浓度达 到一定程度便可危害厌氧消发酵过程的进行。 注： 5、pH值： 一般的发酵型细菌生长pH范围比较广， pH 5～10内均可发 酵。但产甲烷细菌要求的pH为7左右。发酵制沼气的过程应维持 在pH值范围6.8-7.5之间； 6、搅拌： 一般情况下需要安装搅拌设备；可使消化原料分布均匀，提高产气量并及时分离消化产物。 7、添加剂与毒害物： 添加剂有硫酸锌、磷矿粉（最佳）、钢渣、碳酸钙、炉灰等；但超过发酵菌耐受度即成为毒害物； 重金属Cu、Zn、Cr、CN等含量过高抑制消化。 1、水压式沼气池工艺流程； 2、浮罩式消化池工艺流程； 3、中—高温厌氧发酵工艺流程； 4、三级循环间歇式厌氧消化工艺流程； 5、联合的高固体厌氧消化与好氧堆肥化工艺流程。（下图） 经预处理的 城市垃圾 高固体厌 氧消化器 好氧堆肥 化发酵器 供热 供热 沼气 空气 土壤调节剂 肥