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厭氧發酵處理工藝選擇與執行管理

1、厭氧發酵的概念

透過厭氧微生物的生物轉化作用,將固體廢物中大部分可生物降解的有機物質分解,轉化為能源產品——沼氣的過程,或稱厭氧消化,沼氣發酵。

2、厭氧發酵的過程

厭氧發酵處理工藝選擇與執行管理

首先,不溶性大分子有機物(如蛋白質、纖維素、澱粉、脂肪等)經水解酶的作用,在溶液中分解為水溶性的小分子有機物(如氨基酸、脂肪酸、葡萄糖、甘油等)。隨之,這些水解產物被髮酵細菌攝入細胞內,經過一系列生化反應,將代謝產物排出體外,由於發酵細菌種群不一,代謝途徑各異,故代謝產物也各不相同。

眾多的代謝產物中,僅無機的CO2和H2及有機的“三甲一乙”(甲酸、甲醇、甲胺和乙酸)可直接被產甲烷細菌吸收利用,轉化為甲烷和二氧化碳。其它眾多的代謝產物(主要是丙酸、丁酸、戊酸、乳酸等有機酸,以及乙醇、丙酮等有機物質)不能為產甲烷細菌直接利用。它們必須經過產氫產乙酸細菌進一步轉化為氫和乙酸後,才能被甲烷細菌吸收利用,並轉化為甲烷和二氧化碳。

3、影響厭氧發酵的條件

(1)厭氧條件:氧對產甲烷細菌有毒害作用,發酵過程中要保持良好的厭氧環境,當厭氧消化正常進行時,氧化還原電位應保持在-300mV。

(2)原料配比:厭氧消化的原料的碳氮比以20~30:1 為宜,磷的含量(以磷酸鹽計)一般為有機物含量的1/1000為宜。

(3)pH值:對於產甲烷細菌來說,維持弱鹼性環境是非常必要的,當體系的pH值小於6。2時,產甲烷菌就會失去活性。在產酸菌和產甲烷細菌共存的厭氧消化體系中,系統的pH值應控制在6。5~7。5之間,最佳的pH值範圍是:7。0~7。2;可向體系中投加石灰或含氮物料的方法來調節體系pH值。

(4)溫度因素:隨著溫度升高有機物分解速度加快,產氣量增大。溫度變化範圍為(±1。5~2。0)℃。

(5)攪拌和混合均勻程度

厭氧發酵是由細菌體的內酶和外酶與底物進行的接觸反應。因此必須使兩者充分混合。對於液態發酵用充液攪拌法;對於固態或半固態用充氣攪拌法和機械攪拌法等。

(6)有毒物質

(7)新增物和接種物

4、厭氧發酵的工藝分類及工藝

(1)根據發酵溫度分類

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(2)根據投料運轉方式分類

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