16、有机废物厌氧消化与涡旋层装置技术解析

有机废物厌氧消化与涡旋层装置技术解析

1. 细菌与木质素厌氧分解

某些瘤胃球菌属、真杆菌属和丁酸弧菌属的细菌菌株能够对不溶性脂肪酸进行氢化。木质素的厌氧水解几乎不会发生，但研究表明，其分子量达330的片段在富集培养中会分解，生成二氧化碳、一氧化碳和乙酸盐。单体芳香族木质素衍生物在厌氧条件下不稳定，会分解形成脂肪酸。有数据显示，木质素的一种成分——松柏醇在厌氧条件下会沿着一条副代谢途径进行生物降解。

2. 外部因素对产气过程强度的影响

影响厌氧反应器性能的主要因素包括：
- 装载底物的相态、化学组成以及颗粒大小；
- 反应器内的水力停留时间（HRT）；
- 反应器内微生物的浓度；
- 反应介质的传质效率；
- 反应器的装载速度；
- 温度制度。

温度是决定过程速度和工业装置生产率的最重要参数之一。厌氧反应器的温度操作模式可分为嗜冷、中温和嗜热三种，温度范围分别为20°C、20 - 45°C和50 - 65°C。通常，温度越高，生化过程的速率越快，因此嗜热发酵模式通常是最具生产力的。然而，尽管嗜热条件下发酵速率较高，但所获得的效果不足以补偿维持该温度所需的热量成本。此外，在这种条件下，微生物群落的物种组成相当贫乏，这也解释了嗜热模式相较于其他模式稳定性较低的原因。因此，目前大多数厌氧反应器以中温模式运行，通常为30 - 40°C，这种模式能提供可接受的甲烷生成速率、维持温度制度的相对能源优势，并且由于存在足够数量的微生物物种，保证了过程的稳定性。目前，有两种基本不同的维持温度的方法：对原始粪便进行预热和不进行预热。使用各种类型的加热设备来加热供应到消化器的液体粪便，并补偿向环境中的热损失。