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1、固體廢物處理與資源化環(huán)境工程專業(yè)必修課程TreatmentandDisposalofSolidWaste第8章 有機(jī)廢物厭氧消化處理技術(shù)第一節(jié)概述8.1概述厭氧消化（anaerobicdigestion）：在厭氧微生物作用下，有控制地使廢物中可生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為CH4、CO2和穩(wěn)定物質(zhì)的生物化學(xué)過程。又稱甲烷發(fā)酵。有機(jī)固體廢棄物厭氧處置過程中產(chǎn)生的沼氣可作為綠色燃料，故對該處理過程中產(chǎn)生沼氣的合理高效利用在實(shí)現(xiàn)新能源開發(fā)利用的同時(shí)，在很大程度上將減少溫室氣體的排放。生物沼氣在歐盟國家便實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化和商品化，如2009年
2、德國沼氣發(fā)電產(chǎn)能達(dá)15,97MW，超過水電僅次于風(fēng)電。DigestionplantsdistributionintheEUcountriesProductionanduseofbiogasinEurope:asurveyofcurrentstatusandperspectives(June2014)WhatisaSepticTank?ASepticTankisalivingthing.Thebacteriapresentinthetankfeedonthewaste,transformingitintogas,carbon
3、dioxideandwater.Thisiscalledthepre-treatment.Thesecondstageistotreatthewastecomingoutoftheseptictankwhichcontainsalargenumberofgermsandpathogens.Thisisachievedbyusingafiltrationsystem.Thissystemwillbechosenafterasoiltesthasbeendone.Thisiscalled'thetreatment'.Thein
4、ventionoftheseptictankisattributedtoaFrenchmannamedJean-LouisMouraswhoisbelievedtohavebuiltthefirstseptictankinVesoulin1860everydayuseoftheseptictankinFrancedatesbackto1881.厭氧消化技術(shù)特點(diǎn)可以將潛在于廢棄有機(jī)物中的低品位生物能轉(zhuǎn)化為可以直接利用的高品位沼氣；與好氧處理相比，厭氧消化不需要通風(fēng)動力，設(shè)施簡單，運(yùn)行成本低，屬于節(jié)能型處理方法；適于處理高濃度
5、有機(jī)廢水和廢物；經(jīng)厭氧消化后的廢物基本得到穩(wěn)定，可以用作農(nóng)肥、飼料或堆肥化原料；厭氧微生物的生長速度慢，常規(guī)方法的處理效率低，設(shè)備體積大；厭氧過程會產(chǎn)生H2S等惡臭氣體。本章內(nèi)容學(xué)習(xí)內(nèi)容：主要介紹厭氧發(fā)酵的作用機(jī)理、基本反應(yīng)過程和有機(jī)廢物生物降解的處理方法。厭氧消化技術(shù)原理技術(shù)關(guān)鍵－影響因素工藝與反應(yīng)器學(xué)習(xí)要求：掌握有機(jī)廢物厭氧消化的三階段理論，了解沼氣發(fā)酵產(chǎn)氣量的計(jì)算方法，理解外部因素對厭氧消化過程的作用機(jī)理，熟悉一般厭氧消化器工藝與設(shè)備。第二節(jié)厭氧消化原理及其影響因素一、厭氧消化原理厭氧消化是有機(jī)物在無氧條件下被微生物
6、分解、轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等，并合成自身細(xì)胞物質(zhì)的生物學(xué)過程。厭氧消化中生物反應(yīng)具有多步驟性，而且有許多種微生物參與。厭氧消化實(shí)際上是一個具有不同功能的不同種微生物,在厭氧消化這樣一個生態(tài)環(huán)境中共同生存、相互依賴、相互制約的生態(tài)平衡系統(tǒng)。Acidogens:(1)Shortandlongrod-shapedbacteria,(2)diplococcusinchains(probablyStreptococcus-likebacteria)and(3)filamentousbacilli.產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸的微生物Methan
7、ogens:(1)Methanosarcinasp.;(2)filamentousmicroorganismsmorphologicallysimilartoMethanospirillumsp.;(3)comma-shapedmicroorganismsresemblingDesulphovibriosp.消耗揮發(fā)性脂肪酸產(chǎn)生甲烷的微生物三階段理論有機(jī)物碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等氨基酸、糖類有機(jī)酸乙酸氫氣甲烷、二氧化碳等Step1:水解發(fā)酵Step2:產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸Step3:甲烷化M.P.Bryant.MicrobialM
8、ethaneProduction--TheoreticalAspects.JANIMSCI.January1979vol.48no.1:193-201.第I階段——水解發(fā)酵階段水解是復(fù)雜的非溶解性聚合物被轉(zhuǎn)化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。高分子有機(jī)物首先在細(xì)胞外酶的水解作用下轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)，這些小
