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厭氧消化池主要應(yīng)用于處理城市污水處理廠(chǎng)的污泥,也可應(yīng)用于處理固體含量很高的有機(jī)廢水;它的主要作用是:①將污泥中的一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣;②將污泥中的一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化成為穩(wěn)定性良好的腐殖質(zhì);③提高污泥的脫水性能:④使得污泥的體積減少1/2以上;⑤使污泥中的致病微生物得到一定程度的滅活,有利于污泥的進(jìn)一步處理和利用。
一級(jí)與二級(jí)硝化池風(fēng)機(jī)的區(qū)別原理
污泥厭氧消化的原理和過(guò)程與高質(zhì)量濃度有機(jī)廢水的厭氧處理相似。
厭氧生物處理是一個(gè)依靠三大主要類(lèi)群細(xì)菌完成的復(fù)雜的微生物學(xué)過(guò)程。將厭氧消化過(guò)程劃分為三個(gè)連續(xù)的階段。
1.水解酸化階段
復(fù)雜的大分子、不溶性有機(jī)物先在細(xì)胞外酶的作用下水解為小分子、溶解性有機(jī)物,然后滲入細(xì)胞體內(nèi),分解產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)酸、醇類(lèi)、醛類(lèi)等。這個(gè)階段主要產(chǎn)生較高級(jí)脂肪酸,同時(shí)產(chǎn)生H2和C02。
2.產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段
在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌的作用下,階段產(chǎn)生的各種有機(jī)酸被分解轉(zhuǎn)化成乙酸和H2,并形成C02。
3.產(chǎn)甲烷階段
產(chǎn)甲烷細(xì)菌將乙酸、乙酸鹽、CO2和H2等轉(zhuǎn)化為甲烷。此過(guò)程由兩組生理上不同的產(chǎn)甲烷菌完成,一組把H2和CO2轉(zhuǎn)化成甲烷,另一組從乙酸或乙酸鹽脫氧產(chǎn)生甲烷,前者約占總量的1/3,后者約占2/3。
與廢水厭氧處理有所區(qū)別的是:產(chǎn)甲烷過(guò)程是控制整個(gè)廢水處理的主要過(guò)程,而在污泥厭氧消化中,固態(tài)物的水解、液化是主要控制過(guò)程。
消化后的污泥稱(chēng)為熟污泥或消化污泥,這種污泥容易脫水,所含固體數(shù)量減少,不會(huì)腐化,氨氮濃度增高,污泥中的致病菌和寄生蟲(chóng)卵大為減少。一般消化后的污泥體積可減少60%~70%,質(zhì)量可減少40%左右,消化污泥可進(jìn)一步進(jìn)行干化處理或用作肥料。
一級(jí)與二級(jí)硝化池風(fēng)機(jī)的區(qū)別影響因素
在隔絕氧氣的情況下,污泥中的有機(jī)物先是被腐生細(xì)菌代謝,轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸,然后厭氧的甲烷細(xì)菌降解有機(jī)酸為甲烷和二氧化碳。過(guò)程進(jìn)展的快慢決定于這兩類(lèi)細(xì)菌的協(xié)調(diào)情況。甲烷細(xì)菌的生長(zhǎng)條件極為嚴(yán)格。腐生細(xì)菌產(chǎn)生的有機(jī)酸必須及時(shí)降解,如有積累,一旦pH值低于6.5左右,甲烷細(xì)菌的生長(zhǎng)即受限制,平衡破壞,消化時(shí)間大大延長(zhǎng)。一般用攪拌污泥(使泥質(zhì)均勻)和控制有機(jī)酸及堿度的方法來(lái)維持過(guò)程的正常進(jìn)行。有機(jī)酸(以醋酸計(jì))控制在1000毫克/升以下,2000毫克/升左右時(shí)過(guò)程即受影響。堿度(以碳酸鈣計(jì))控制在2000毫克/升以上。 有機(jī)酸有上升趨勢(shì)時(shí)應(yīng)立即停止加料(生污泥)。堿度不足時(shí)可加石灰。溫度也是一個(gè)重要的生長(zhǎng)因素。過(guò)程可在33~35°C進(jìn)行(稱(chēng)中溫消化),也可在50~56°C進(jìn)行(稱(chēng)高溫消化)。通常采用中溫消化。消化時(shí)間隨攪拌情況而異;充分?jǐn)嚢钑r(shí)(稱(chēng)高負(fù)荷率污泥消化)常少于15天;不攪拌時(shí)(稱(chēng)傳統(tǒng)污泥消化)常在30~60天之間。高溫消化常充分?jǐn)嚢?,消化時(shí)間約6~10天,產(chǎn)氣率較高,寄生蟲(chóng)卵可殺滅90%以上,但耗熱和耗能量大。
工藝類(lèi)型
厭氧消化工藝種類(lèi)很多。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(jù)池蓋構(gòu)造的不同,又分為定容式(固定蓋)消化池和動(dòng)容式(浮動(dòng)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)。按消化溫度的不同又可分為低溫消化(低于20℃)、中溫消化(30~36℃)和高溫消化(45~55℃)三種形式。按消化池的效率不同可分為常規(guī)消化和高效消化。
按運(yùn)行方式可分為一級(jí)消化、二級(jí)消化。
傳統(tǒng)一級(jí)消化池構(gòu)造原理
1.一級(jí)硝化
一級(jí)硝化指在一個(gè)消化裝置內(nèi)完成消化全過(guò)程,這種消化池內(nèi)一般不設(shè)攪拌設(shè)備,因而池內(nèi)污泥有分層現(xiàn)象,僅一部分池容積起到對(duì)有機(jī)物的分解作用,池底部容積主要用于儲(chǔ)存和濃縮熟污泥。由于微生物不能與有機(jī)物充分接觸,消化速率很低,消化時(shí)間很長(zhǎng),一般為30~60 d。因此一級(jí)消化工藝僅適用于小型裝置,目前已很少應(yīng)用。
2.二級(jí)硝化
二級(jí)硝化池構(gòu)造原理
二級(jí)硝化指將消化池一分為二,污泥先在級(jí)消化池中(設(shè)有加溫、攪拌裝置,并有集氣罩收集沼氣)進(jìn)行消化,經(jīng)過(guò)7~12 d旺盛的消化反應(yīng)后,排出的污泥送人第二級(jí)消化池。
第二級(jí)消化池中不設(shè)加溫和攪拌裝置,依靠來(lái)自一級(jí)消化池污泥的余熱繼續(xù)消化污泥,消化溫度為20---26℃,產(chǎn)氣量約占總產(chǎn)氣量的20%,可收集或不收集,由于不攪拌,第二級(jí)消化池兼有濃縮功能。二級(jí)硝化是對(duì)一級(jí)消化的改善,由于中溫消化的前8 d里產(chǎn)生的沼氣量約占總產(chǎn)氣量的80%,在一級(jí)消化中,污泥中溫消化有機(jī)物的分解程度為45%~55%,消化污泥排入干化廠(chǎng)后將繼續(xù)分解,產(chǎn)生的污泥氣體逸人大氣,既污染環(huán)境又損失熱量,而二級(jí)硝化則可以很好地解決此類(lèi)問(wèn)題。因此采用二級(jí)消化是比較合理的。
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