干式厌氧发酵技术在城市环保中的作用
一、什么是干式发酵
干式发酵是指以固体有机废物(其总固体浓度TS达到 20% ～ 30%) 为原料，没有或几乎没有自由流动水的条件下进行的沼气发酵的一种工艺，是一种新生的废物循环利用的方法。干式厌氧发酵就是在无氧的条件下，由兼性厌氧菌和专性厌氧菌联合降解有机物，最终生成二氧化碳和甲烷等气体的过程。
二、优势
湿式厌氧发酵技术相比，干式发酵具有很多明显的优势:
( 1) 提高了容积产气率。干发酵TS通常在15%以上，含水量较少，使得有机质浓度也较高，从而提高了容积产气率。
( 2) 节约用水。
( 3) 后处理容易。几乎没有废水的排放，且发酵后的剩余物中只有沼渣，可直接作为有机肥利用; 产生的沼气中含硫量低，无需脱硫，可以直接利用。
( 4) 运行费用低，过程稳定。干发酵工艺不会存在如湿法发酵中出现的浮渣、沉淀等问题。
三、干式厌氧发酵机理
沼气干发酵的过程可以分为三个阶段( 图1) 。
第一阶段是水解阶段，将多糖分解成单糖或二糖; 蛋白质分解成肽和氨基酸; 脂肪分解成甘油和脂肪酸，并进而形成丙酸、乙酸、丁酸、琥珀酸、 乙醇、H2 和CO2 。
第二阶段是产酸阶段，将第一阶段生成的有机酸和醇继续分解成简单的有机酸，同时生成H2 和CO2。
第三阶段是产甲烷阶段，在严格厌氧条件下，由产甲烷菌群利用一碳化合物( CO2、甲醇、甲酸、甲基胺或CO) 、乙酸和H2产生甲烷的过程。
四、工艺条件
1、严格的厌氧环境
在厌氧发酵过程中的大多数不产甲烷细菌的厌氧菌将复杂的有机质分解成为脂肪酸、氨基酸等简单的小分子物质，此过程需要在无氧条件下进行。
2、温度
温度能影响厌氧微生物细胞内某些酶的活性，从而影响厌氧反应系统的产气效率和有机物的去除效率
3、pH 值
厌氧发酵过程中对pH 的要求非常高，产甲烷菌对pH 的改变也非常敏感。
4、碳氮比( C/N)
在发酵过程中，有机碳源是甲烷的来源，而氮则是微生物的营养物质。许多研究结果表明，沼气生产适宜的碳氮比是 20 ～ 30。
5、有机负荷
在厌氧发酵过程中，合适的有机负荷至关重要。若系统有机负荷过大，则产甲烷菌受到的酸抑制就会越大，产气速率大大降低; 反之亦然。
6、接种物
接种物是厌氧发酵所需要的含有大量微生物的菌种。适当添加接种物可有效提高反应器中微生物的种类和数量，从而提高反应器的消化能力，加快有机物的分解速度，提高产气量。
7、底物预处理
对于固体含量较高的有机废弃物，水解阶段是厌氧消化过程的限速阶段。底物水解速率受底物物理结构、性状以及它们与水解酶接触的难易程度等影响。
8、渗滤液回流
渗滤液回流技术是将反应器底部的渗滤液回流至上方喷淋，其优势在于通过渗滤液的淋流促进养分分布均匀，使微生物与底物接触更充分，加快对底物的充分降解，提高沼气产量和速率; 同时水的使用量和消化液的排放量大大减少，降低消 化液后续处理的成本。
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