厭氧發酵的三個階段是什么(厭氧發酵三階段有何特點)
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添加時間:2022-11-09 瀏覽次數:2305
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導讀:隨著社會經濟的發展,人口的增加,產生的生物質廢棄物越來越多。厭氧發酵技術作為一種具有綜合環境效益的綠色能源生產技術,不僅可以緩解生產帶來的大量的生物質廢棄物對環境的污染,還可以將廢棄的有機物質轉化為可以供人們使用的能源。
隨著社會主義經濟的迅速進步與發展,人口迅速的增長,不可持續再生的自然資源化石燃料和能源日漸枯竭。這使得能源短缺對我們的社會是一個巨大的挑戰。
同時,由于人口的急劇增長和社會經濟的快速發展,人們對食品肉類等的需求加大,使得林業、農業、養殖業、加工業等產業的發展也十分迅速,由此產生了大量的廢棄物,主要包括林業廢棄物、農業廢料、水果廢物、蔬菜廢料、食品廢料和城市固體廢料等等。因此,尋找清潔的能源,減少或替代化石能源的使用是一個緊迫的問題。
據報道,中國每年產生約400萬噸的禽畜糞便(包括雞糞、豬糞和牛糞等),這些禽畜糞便的分解產生了7200噸的重金屬,1268萬噸的化學需氧量,16萬噸的磷營養素,102萬噸的氮營養素。
這些物質會對水體和空氣造成嚴重的污染,例如,糞便中有機質和銨根離子的滲濾對地下的水資源會造成污染,病原體和揮發性物質的釋放能污染空氣,而且對人類的健康造成威脅。因此,需要尋找一種技術來處理諸如糞便等的廢棄物。
厭氧發酵作為一種具有綜合環境效益的綠色能源生產技術,不僅可以緩解生產帶來的大量的廢棄物對環境的污染,還可以將廢棄的有機物質轉化為可以供人們使用的能源,也就是沼氣。
沼氣的主要成分是甲烷、二氧化碳和氫氣。其中,甲烷和氫氣有著替代傳統能源的潛力,對發展可再生的能源具有重大的意義。此外,沼氣是一種環境友好型能源,其使用可以降低環境的污染。
厭氧發酵進展
目前已經有很多的厭氧發酵項目落地。例如,2021年8月青島廚余垃圾干式厭氧罐主體完工,每天處理500噸廚余垃圾。長春市擬建一座日處理500噸的餐廚(廚余)垃圾處理廠,項目總投資3092.94萬元。生物質能的資源化日漸成效。
目前各大高校也在進行厭氧發酵的研究工作。例如,西安建筑科技大學的云斯寧教授課題組,一直在進行著厭氧發酵的研究工作,以期望獲得更高的生物質轉化為甲烷的轉化效率。提高厭氧發酵的整體效率,為工業化利用提供指導作用。
厭氧發酵作用機制
厭氧發酵實質上是一種多種細菌協作的處理廢棄的有機物的技術。根據厭氧發酵中不同種細菌的主要功能和代謝特性的不同,可以將發酵過程分為4個階段:
(1)水解階段,在此過程中,發酵底物中的脂類,蛋白質和多糖等轉化為長鏈脂肪酸、單糖、氨基酸等;
(2)產酸階段,此過程主要是將水解產生的有機物轉化為揮發性脂肪酸和醇類等;
(3)產乙酸、產氫階段,此過程主要是將除甲酸、乙酸、甲胺、甲醇以外的第二階段產生的中間產物,如揮發性脂肪酸和乙醇轉化為乙酸、氫氣和二氧化碳;
(4)產甲烷階段,在這一階段中,產甲烷菌將乙酸分解為甲烷和二氧化碳,而且產甲烷菌可以將氫氣和二氧化碳合成甲烷。
厭氧發酵結束后,發酵殘留的沼渣沼液可以用作有機復合肥,實現肥料化利用。由于其含有豐富的營養物質(例如磷、碳、氮等主要元素和鉀、鎂、鐵、鈣等微量元素),當沼渣沼液被用作肥料時,這些營養元素有利于土壤肥力的提高,從而促進植物的生長。
厭氧發酵技術主要是處理生物質廢棄物,讓我們的生活環境變得更好。
綠水青山就是金山銀山。
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