有机固废厌氧消化技术研究进展
作者：高丽娜
来源：《智富时代》2015年第07期
【摘要】厌氧消化的技术可以实现废弃物污染防治以及综合利用的双重目标，可以说是有机进行固废处理和处置的主要趋势。

本文主要对厌氧消化技术的处理有机固废的微生物学机理和影响因素还有消化工艺的研究进展进行了分析总结。

【关键词】厌氧消化；有机固体废物；两相消化
一、前言
有机的固体废物一般是指含水率低于百分之就是的可生化的能够讲解的有机废物，它们通常有着能够生化的降解性。

这些废物中含有很多大量的生物质能，对这些生物质能源进行有效的利用，对于实现环境以及经济的可持续发展有着非常重要的意义。

对于有机固体的废物进行处置的方式很多。

因为有机固废的可生化降解性比较高，运用生物技术处置有机废物有着潜在的优势。

生物处理法包含好氧堆肥法以及厌氧消化法。

最近几年，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，日本一些国加也先后的建设了有机固废厌氧消化的处理示范工程。

可是在我们国家，就算农村已经有小型的沼气池的选用，高浓度有机污水还有污泥处理中也广泛的选择厌氧消化的工艺，可是选用于固废处理领域的真实的例子还是很少。

所以，十分的有必要去针对我们国家中的显示情况，去对有机固废的厌氧消化进行相对系统的研究。

二、厌氧消化的机理
在理论的研究上，国内和国外的些学者对于厌氧发酵的过程中物质的消化以及转化还有不同的菌群作用都去进行了非常多的研究，可是还是有许多的问题需要去一步研究。

对厌氧消化的微小生物学的认识，可以说是经历了一个从前线到逐渐完善的过程。

二十世纪三十年代，厌氧的消化被总结性地划分为产酸阶段还有产甲烷阶段，也就是两阶段的理论。

在七十年代初的时候Bryantlzgl 等人对两阶段的理论一起进行了修正，并且提出了厌氧消化的三阶段的理论，主要是突出产氢产乙酸菌的地位以及作用。

并且， Zeikuslao 等人还提出了厌氧消化的四种群理论，，表现了同型产乙酸菌的作用。

这个理论主要认为是厌氧进行发酵的过程是能够分成四个阶段，第一阶段可以称作是水解阶段：也就是把不溶性的大分子有机物分解成为小分子的水溶性的低脂肪酸；第二个阶段酸化阶段：发酵细菌把水溶性的低脂肪酸转化为H2和CH3000H以及CH3CH2OH 等，酸化的阶段料液pH 值快速下降；第三个阶段产氢产乙酸的阶段：专性的产氢产乙酸菌对于还原性的有机物的氧化作用，能够生成H2和HCO3以及
CH3COOH。

同型产乙酸细菌把H和、HCO3- 转化成了CH3COOH，这个阶段因为还有大量的有机酸的分解造成pH 值的上升；第四个阶段也就是甲烷化阶段：产甲烷菌把乙酸转化成为CH4 还有CO2，并且用H2去还原CO2 成为CH4，或者是选择其他的细菌产生甲酸去形成
CH4。

不管是三个阶段的理论，还是四种群的理论，其实都可以被说成是对两阶段理论的补充以及完善，能够比较好地显示厌氧的发酵过程中不相同的代谢菌群之间的相互作用和相互影响还有相互制约的一种动态的平衡关系，表明了复杂的有机物厌氧消化微生物的过程。

三、厌氧的消化工艺
厌氧消化处理固体废物，因为技术的革新慢慢的形成了以湿式完全混合厌氧消化和厌氧干发酵以及两相厌氧消化等为主的工艺形式。

湿式完全混合的厌氧消化工艺（也就是我们所说的湿式工艺）的选择最早也最为普遍。

在这个工艺的作用下固体的浓度维持在百分之十五以下，其液化和酸化以及产气三个阶段是处于同样的反应器中去进行，有着工艺过程非常的简单并且投资小而且运行还有管理上都是十分方便的好处。

这样的工艺作用下浆液是一种完全进行混合的状态，很容易受到氨氮和盐分等物质的控制，所以产气率较低。

厌氧干发酵又被称作是高固体厌氧消化，在旧的的厌氧消化工艺中固体的含量一般都比较低，而高固体消化中固体的含量能够达到百分之三十五。

高固体厌氧消化主要的特点是是单位容积的产气量高并且需水量少还有单位容积处理量大以及消化后的沼渣不需脱水就能够当做是肥料以及土壤的调节剂。

随着着固体浓度的不断增加，干发酵的工艺中所需要设计的抗酸抗腐蚀性强的反应器，并且还需要处理干发酵系统中的输送流体的粘度大小，和高固体的浓度所产生的控制问题。

两相厌氧消化的工艺也就是去创造两个不同的生物还有营养环境的条件，主要是温度和pH 等。

Ghosh 最早提出的优化每个阶段的反应条件能够去提升整体的反应效率，并且增加沼气的产量，最后还提出了两相厌氧消化。

动力学中限制是两相系统加速相分离最经常使用的手段，按照酸化菌还有产甲烷菌的生长速度上的不同去进行相分离。

还有一些技术是能够促进厌氧系统的相分离的，主要有滤床在处理不溶性的有机物时是能够给用以达到相分离。

渗析和膜分离以及离子交换树脂等等也是能够用在相分离的。

大多数观点觉得，运用相分离的技术去创造对发酵细菌有好处的生态环境，减少有机酸的过多积累，能够提高系统的处理能力。

Ghosh等采用厌氧消化的处理垃圾产生的燃料（RDF），比较了单相式还有两相式的反应器的处理效果，结果显示出两相消化和传统的单相式反应器相比，甲烷的产量是提高了百分之二十多左右。

Goel 等人还对茶叶渣去进行两相厌氧消化的研究，发现每当去除1kgCOD，平均产生得气量就是0.48m3，COD 去除率为百分之九十三，甲烷含量百分之七十三。

两相厌的氧工艺的最为重要的优点不但是反应效率的提升，同时还增加了系统自身的稳定性能，并且加强了对进料的缓冲的能力。

很多的在湿式系统中的生物降解不稳定的物质在这个系统中的稳定性都是非常好的好。

尽管这种工艺有很多的的优点，可是也因为太过于复杂的设计以及运行和维护，所以在现实中被应用中和选择的并不是很广泛。

在现在这个时期，两相消化在工业的应用上还没有展示出比较有特点的优越性，投资和维护可以被称为是它最为主要的限制的因素。

四、结束语
有机的固废厌氧消化的技术目前已经引起起了国内外学者的普遍关注，它们在消化大量有机废物的同时，还能够得到很多高质量的堆肥产品以及沼气，实现生物质能的多层次的多次利用。

当前，我国在有机垃圾的厌氧消化工程选择的方面的研究的还是比较少得，并且关于厌氧消化的研究主要都是集中在水处理的方面。

不同厌氧发酵的工艺真实应用里所存在的一个主
要的问题是规模化运行的自动化程度非常低，技术装备也比较差。

所以，对厌氧消化的最好的生物转化条件以及生态微环境还有设计进行完善的过程控制系统等方面，还要去进一步的深入研究，以达到最好的处理的效果。

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