-
污泥厭氧消化
鎖定
污泥厭氧消化是指污泥在無氧條件下,由兼性菌和厭氧細菌將污泥中的可生物降解的有機物分解為CH4、CO2、H2O和H2S的消化技術。它可以去除廢物中30%~50%的有機物並使之穩定化
[1]
,是污泥減量化、穩定化的常用手段之一,是大型污水廠最為經濟的污泥處理方法。
- 中文名
- 污泥厭氧消化
- 外文名
- anaerobic digestion of sludge
- 條 件
- 無氧條件
- 相關微生物
- 產甲烷菌,產氫、產酸細菌等
- 應 用
- 大型污水廠最經濟的污泥處理方法
- 工藝類型
- 一級消化、二級消化等
污泥厭氧消化是對有機污泥進行穩定處理的最常用的方法,可以處理有機物含量較高的污泥。有機物被厭氧分解,隨着污泥的穩定化,產生大量的高熱值的沼氣作為能源利用,使污泥資源化。適用於大型污水處理廠(站)的污泥處理方法。
污泥厭氧消化機理
污泥厭氧消化是一個多階段的複雜過程,對厭氧消化的生化過程有兩段理論、三段理論和四段理論。其中三段理論指需要經過三個階段,即水解、酸化階段,乙酸化階段,甲烷化階段。各階段之間既相互聯繫又相互影響,各個階段都有各自特色微生物羣體。
污泥厭氧消化水解酸化階段
一般水解過程發生在污泥厭氧消化初始階段,污泥中的非水溶性高分子有機物,如碳水化合物、蛋白質、脂肪、纖維素等在微生物水解酶的作用下水解成溶解性的物質。水解後的物質在兼性菌和厭氧菌的作用下,轉化成短鏈脂肪酸,如乙酸、丙酸、丁酸等,還有乙醇、二氧化碳。
污泥厭氧消化乙酸化階段
水解階段產生的簡單可溶性有機物在產氫和產酸細菌的作用下,進一步分解成揮發性脂肪酸(如丙酸、乙酸、丁酸、長鏈脂肪酸)醇、酮、醛、二氧化碳和氫氣等。該過程中乙酸菌和甲烷菌是共生的。
污泥厭氧消化甲烷化階段
甲烷化階段發生在污泥厭氧消化後期,在這一過程中,甲烷菌將乙酸(CH3COOH)和H2、CO2分別轉化為甲烷, 如下:
2CH3COOH→2CH4↑+ 2CO2↑
4H2+CO2→CH4+ 2H2O
在整個厭氧消化過程中,由乙酸產生的甲烷約佔總量的2/3,由CO2和H2轉化的甲烷約佔總量的1/3。
污泥厭氧消化影響因素
污泥厭氧消化温度
在污泥厭氧消化過程中,温度對有機物負荷和產氣量有明顯影響。根據微生物對温度的適應性,可將污泥厭氧消化分為中温(一般30~36℃)厭氧消化和高温(一般50~55℃)厭氧消化。研究表明,在污泥厭氧消化過程中,温度發生±3℃變化時,就會抑制污泥消化速度;温度發生±5℃變化時,就會突然停止產氣,使有機酸發生大量積累而破壞厭氧消化。
污泥厭氧消化酸鹼度
研究表明,污泥厭氧消化系統中,各種細菌在適應的酸鹼度 範圍內,只允許在中性附近波動。微生物對pH的變化非常敏感。水解與發酵菌及產氫、產乙酸菌適應的pH範圍為5.0~6.5,甲烷菌適應的pH範圍為6.6~7.5。如果水解酸化和乙酸化過程的反應速度超過甲烷化過程速度,pH就會降低,從而影響產甲烷菌的生活環境,進而影響污泥厭氧消化效果,然而,由於消化液的緩衝作用,在一定範圍內避免這種情況的發生。
消化液是污泥厭氧消化過程血紅有機物分解而產生的,其中含有除了CO2和NH3外,還有以NH4NCO3形態的NH4+,HCO3-和H2CO3形成緩衝體系,平衡小範圍的酸鹼波動。如下:
H+ + HCO3- →H2CO3
污泥厭氧消化有毒物質濃度
在污泥厭氧消化中,每一種所謂有毒物質是具有促進還是抑制甲烷菌生長的作用,關鍵在於它們的毒閾濃度。低於毒閾濃度,對甲烷菌生長有促進作用;在毒閾濃度範圍內,有中等抑制作用,隨濃度逐漸增加,甲烷菌可被馴化;超過毒閾上限。則對微生物生長具有強烈的抑制作用。
污泥厭氧消化工藝類型
厭氧消化可分為人工消化法與自然消化法。
在人工消化法中,根據池蓋構造的不同,又分為定容式(固定蓋)消化池和動容式(浮動蓋)消化池。
按容量大小可分為小型消化池(1500~2500 m3)、中型消化池(2500~5000 m3)、大型消化池(5000~10000 m3)。
按消化温度的不同又可分為低温消化(低於20℃)、中温消化(30~36℃)和高温消化(45~55℃)三種形式。
按消化池的效率不同可分為常規消化和高效消化。
按運行方式可分為一級消化、二級消化。
一級消化指在一個消化裝置內完成消化全過程,這種消化池內一般不設攪拌設備,因而池內污泥有分層現象,僅一部分池容積起到對有機物的分解作用,池底部容積主要用於儲存和濃縮熟污泥。由於微生物不能與有機物充分接觸,消化速率很低,消化時間很長,一般為30~60 d。因此一級消化工藝僅適用於小型裝置,已很少應用。
2.二級消化
- 詞條統計
-
- 瀏覽次數:次
- 編輯次數:16次歷史版本
- 最近更新: DHY0620