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天津东郊污水处理厂污泥厌氧消化理论产沼气量研究 2010-4-22 作者：管理员 来源:中国环境技术网 1 东郊污水处理厂污泥厌氧消化的工况和原理 　　一般来说，污水经处理后，产生的污泥经过沉淀浓缩后，进入消化池进行厌氧消化处理。这种消化分为两个阶段，一是水解酸化阶段，二是产甲烷（CH4）阶段。该厂对污泥厌氧消化处理是在中温（33℃），加热，沼气搅拌的条件下的二级消化。设有一级消化池四座，二级消化池一座，组成的分离式消化系统。从功能上来讲，一级消化池是在中温和沼气搅拌条件下进行上述两个阶段的厌氧消化。二级消化池是不加温、不搅拌情况下进行消化、沉淀浓缩。最后排出污泥。整个厌氧消化的过程是在有控制的条件下，兼性菌和CH4菌相互作用下，使酸性分解和碱性分解保持平衡，消化污泥呈弱碱性，来达到污泥中有机物不断被分解，产生沼气的目的。 2 有机物含量与产沼气量的关系 　　沼气的产生及其产量的多少，是通过污泥中有机物的分解来实现的。总的来说，有机物含量越低，其分解率就越低。其含量越高分解率就越高。据《污泥处置》中介绍，莫开泊（Mocabe）和埃根菲尔德（Eckenfelder）发现：新鲜污泥中有机物含量与其分解程度的关系。见图1，当新鲜污泥中有机物含量由55%增加到80%时有机物的分解程度（消化率）由35%增加到85%。由此可见，有机物的含量的差别与其消化率的差别是很悬殊的。 　　东郊污水厂处理的污水中工业废水占72%，生活污水占28%，所以其泥质的特点是有机物含量很低。其平均值是51～53%（干泥）左右。从图1中查得的消化率最多也只有31.5%。由此可知，该厂单位体积的污泥产气量也不会高。　　存在于污泥中的有机物大致可以分为三类：碳水化合物，脂肪和蛋白质。它们都可以在厌氧消化过程中被微生物所分解。产生CH4和CO2。据《污水、污泥处理》一书介绍，它们各自每1克可能分解后产气量大致情况见表1（根据逻迪格资料）。从表中可看出。脂肪的产气量最高，CH4含量也高，碳水化合物的产气量偏少，且CH4含量最低，而蛋白质的产气量最低而CH4的含量最高。另一方面，三种有机物的各自分解速度来说，以碳水化合物最高，脂肪次之，蛋白质最低。因此，应根据污泥中这三种有机物各自的含量和在消化过程中的分解速度及分解率（消化率）来综合分析污泥的产气量和CH4、CO2的含量。 表1 每一克有机物分解后的产气量有机物名称产气量ml/gCH4含量%CH4产量ml/gCO2含量%CO2产量ml/g碳水化合物7905039550395脂肪12506885032400蛋白质7047150029204 　　就三种有机物各自的分解率来讲，虽然碳水化合物的分解速度最高，但是若其中的纤维素，木质素所占的比例偏高时，那么，其最终的分解率也不是很高。尤其是以工业废水为主的污泥，具有高碳水化合物，低脂肪的特点，但是碳水化合物的分解率却低于脂肪的，有时甚至低于蛋白质的分解率。这也是该厂污泥厌氧消化的特点。对污泥在消化前后这三种有机物的化验检测，就可知道各自的含量及其分解率，进而进一步推算出产气量和CH4，CO2的含量。 3 从有机物分解的情况来计算污泥的产沼气量 　　在污泥中的有机物分解后，产生的沼气中最主要的成分是CH4和CO2，虽然其中也含有O2，N2，H2S，NH3等气体，但在运行正常的情况下，它们的含量极少，所以在推算产气量时，只考虑CH4和CO2的含量。我们选取该厂有代表性的浓缩后进泥和一级消化池的出泥进行检测分析，泥质情况见表2-1。 表2-1 东郊污水处理厂污泥消化前后的泥质情况 名　 称 项　 目 浓缩进泥消化污泥序号 含水率%94.7996.651有机份%49.152.222干泥比重1.43971.40193湿泥比重1.01621.00974kg干泥的湿泥重量 kg19.193829.85075kg干泥的湿泥体积 L（升）18.887829.56396湿泥有机物含量　 g/L25.995517.66347干泥中碳水化合物百分含量%24.3426.978有机物中碳水化合物百分含量%49.5751.659湿泥中碳水化合物含量g/L12.2869.123210干泥中脂肪百分含量%5.053.9511有机物中脂肪百分含量%10.297.5612湿泥中脂肪百分含量g/L2.67491.335413干泥中蛋白质百分含量%19.7121.314有机物中蛋白质百分含量%40.1440.7915湿泥中蛋白质百分含量g/L10.43467.204916 　　其中序号8、11和14是干泥中碳水化合物、脂肪、蛋白质百分含量是委托天津市食品研究所检测的资料，序号10、13和16分别是这三种有机物的湿泥含量，序号7是湿泥中总有机物的含量。　　经过对表2-1的资料的计算分析整理，得出该厂污泥中有机物