厌氧消化

有机来自物质被厌氧菌在鲜措久厌氧条件下分解产生甲烷360百科和二氧化碳的过程，厌氧是在空气缺乏的条件下从有机物中移出而生成CO2的。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。

视厌氧消化是古老的污泥稳定方法，它的历史可追溯到18世纪50年代。近10 年来，为了处理有机物含组高业卷块在的熟泥和废物，出现了不同的无氧消化。到今天，厌氧消化仍然是稳定污泥和处理工业废物的主要方法。当污泥中的挥发固体(VSS) 含量降低到40%以下时，即可认为已达到稳定化。

• 中文名 厌氧消化
• 外文名 anaerobic digestion
• 适宜环境 高浓度有机废水
• 优点 产生了能源，残余物可作肥料

概述

　　在无氧条件下，污泥中的有机物由厌氧微生物进行降来自解和稳定的过程。

　　厌氧消化的优点是有机质经消化产生了能源，残余物可作肥料。厌氧消化开始用于废物处理，现在厌氧消化已应渐光散害用于多个领域，如工业360百科废水处理、城市垃圾的处理及潜在能源的开发、作燃料与动力、并且已建立了大规模的厌氧消化工厂。

厌氧消化的生化阶段

第Ⅰ阶段 水解产酸阶段

　　污水中不溶性大分子有机物，如多糖队河露额道、淀粉、纤维素、烃类(烷、烯、炔等)水解，主要产物为甲、乙、丙、丁酸、乳酸;紧接着氨基酸、蛋白质、脂肪水解生成氨和胺，多肽等(所以有的书又把水解产酸分为二个阶段)。

划育谓千展外益重条答第Ⅱ阶段 厌氧发酵产气阶段

　　第Ⅰ阶段产物甲酸、乙酸、甲胺、甲醇等小分子有机物在产甲烷菌的作用下，通过甲烷菌的发酵过程将选济事消转下这些小分子有机物转化为甲烷。所以在水解酸化阶段COD、BOD值变化不很大，仅在产气阶段由于构成COD或BOD的有机物多以CO2和H2的形式逸出，才使废刘何确规市菜水中COD、BOD明显下降。

　　在酸化阶段，发酵细菌将有机物水解转化为能被甲烷么杂菌直接利用的第1类小分子有机物，如乙酸、甲酸、甲醇和甲胺等;第2类为不能被甲烷菌直接利用的有机物，如丙酸、丁酸、乳酸、乙醇等，不完全厌氧消化或发酵到此结束。如果继续全厌氧过程，则产氢、产乙酸菌将第2类行须画班星刚有机物进一步转化为氢气和乙酸。

第Ⅲ阶段 产甲烷阶段

　　产甲烷细菌把甲酸、乙酸、甲胺、甲醇等基质通过不同途径转化为甲烷，其中最主要的千记若基质为乙酸。

厌氧消化的发酵条件控制

营养与环境条件

　　厌氧要求有机物浓度较高，一般大于1000mg/L以上。所以厌氧适来自于处理高浓度有机废水和污泥处理。和好氧生物处理一样，厌氧处理也要求供给全面的营养，但好氧细菌增殖快，有机物有50~60%用于细菌增殖，故对N、P要求高;而360百科厌氧增殖慢，BOD仅有5~10%用于合成菌体，对N、P要求低。

　　COD∶N∶P=20教玉极巴司静朝怕言0∶5∶1或C∶N=12~16

　　(好氧COD∶N∶P=100∶5∶1)

　　厌氧过程对环境条件要求比较严格:

　　Ⅰ、氧化还原电位(φE)与温度

　　氧的溶情革益英入和氧化态、氧化剂的存在:Fe3+、Cr2O72-、NO3-、SO42-、PO43-、H+会使体系中电位升高，对厌氧消化不利。

　　高温消化--500~600mv，50~55℃

　　中温消化--300~380mv，30~38℃

　　产酸菌对氧还-还电位要求急振率不甚严格+100~-100mv

　　产甲烷菌对氧还-还电位要求严格<-350mv

　　Ⅱ、pH及碱度

　　pH主要取决于三个生化主办绿阶段的平衡状态，原液本身的pH和发酵系统中产生的CO2分压(20.3~40.5kpa)，正常发酵pH=7.2~7.4，有机负荷太大，水解和酸化过程的生化速率大大超过产气速率。将导致水解产物有机酸的积累使pH脚下降，抑制甲烷菌的生理机能，使气化速率锐减，所以原液pH=6~8，发酵过程有机酸浓度不超过3义造紧通续水判成000mg/L为佳(以命养乙酸计)。

　　HCO3-及NH3是形成厌氧处理系统碱度的主要原因，高的碱度演认希具有较强的缓冲能力，一般要攻百求碱度2000mg/L以上，NH3浓度50~200mg/L为佳。

　　Ⅲ、毒物--凡对厌氧处理过程起抑格动穿元井守制和毒害作用的物质都可称为毒物，无机酸浓度不应使消化液pH<6.8;不应高于1500mg/L，其它阴离子浓度参见 P148表9-2。

工艺操作条件

　　Ⅰ、生应因物量--大小以污泥浓度表示，一般介于10~30gvss/可否计L之间，为防止反应器中污石觉够消泥流失，可采用装入填料介质使细菌附着挂膜，调节水流速度或污泥回流量。

　　Ⅱ、负荷率--表示消化装置处理能力的一个参数，负荷率有三种表示方法:

　　①容积负荷率--反应器单位有效容积校京苏在单位时间内接纳的有机物量kg/m3·d。

　　②污泥负荷率--反应器内单位重的污泥在单位时间内接纳的有机物量kg/民kg·d。

　　③投配率--每天向单位有效容积投加的材料的体积m3/m3·d。

　　投配率的倒数为平均停留时间或消化时间，单位为d(天)，投配率池可用百分率表示。

　　负荷率的影响:

　　①当有机物负荷率很高时，营养充分，代谢产物有机酸产量很大，超过甲烷菌的吸收利用能力，有机酸积累非益移永校素pH下降，是低效不稳定状态。

　士学月道曲际击在做运　②负荷率适中，产酸细菌代谢产物中的有机物(有机酸)基本上能被甲烷菌及时利用，并转化为沼气，残存有机酸量仅为几百毫克/升。pH=7~7.5，呈弱碱性，是高效稳定发酵状态。

　　③当有机负荷率小，供给养料不足，产酸量偏少，pH>7.5是碱性发酵状态，是低效发酵状态。

　　Ⅲ、温度控制--发酵要求较高的温度，每去除8000mg/L的COD所产沼气，能使水温升传费四杂画胶七较高10℃，一般工艺设计中温消化30~35℃。

　　Ⅳ、pH的控制--当液料pH<6.5或高于8.0，则要调整液料pH。

　　pH<6.8~7，应减少有机负荷率，

　　pH<6.5，应停止加料，必要时加入石灰中和。