污泥消化机理知识讲稿.pptVIP

第四章、污泥的消化机理;1、污泥消化机理;消化优点;机理： 1）两阶段机理 产酸阶段、甲烷阶段 2）三阶段机理 水解阶段、酸性阶段、甲烷阶段;不溶性有机物和大分子可溶性有机物;甲烷阶段： 通过两组生理上不同的产甲烷菌的作用，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组是对乙酸脱按产生甲烷， 参与的微生物： 甲烷菌或称为产甲烷菌，属于绝对的厌氧菌，主要代谢产物是甲烷。甲烷菌常见的有四种： 甲烷杆菌：杆状细胞，连成链或长丝状，或呈短而直的杆状； 甲烷球菌：球形细胞呈正圆或椭圆形，排列成对或成链； 甲烷八叠球菌：它可繁殖成为有规则的、大小一致的细胞，堆积在一起； 甲烷螺旋菌：呈有规则的弯曲杆状和螺旋丝状。;2、甲烷产值计算式;3、影响厌氧消化的因素;;中温消化： 利用中温中烷菌进行厌氧消化处理的系统。 高温消化： 利用高温甲烷菌进行消化处理的系统。 说明：从上图可知，中温消化条件下，有机物负荷为2.5—3.0kg／(m3·d)，产气量约l—1.3m3／(m3·d)；而高温消化条件下，有机物负荷为6.0—7.0kg／(m3·d)，产气量约3.0一4.0m3／(m3·d)。 中温或高温厌氧消化允许的温度变动范围为±1.5—2.0℃。当有± 3℃的变化时，就会抑制消化速率，有± 5℃的急剧变化时，就会突然停止产气，使有机酸大量积累而破坏厌氧消化进程。 消化时间：是指产气量达到总量的90％所需时间。消化温度与消化时间的关系见下图， ;;由上图可见 中温消化的消化时间约为20d， 高温消化约为10d。 中温消化的温度与人体温接近，故对寄生虫卵及大肠茵的杀灭率较低； 高温消化对寄生虫卵的杀灭率可达99％，对大肠菌指数可达100 ％ ，能满足卫生要求(卫生要求对蛔虫卵酌杀灭率95％以上．大肠茵指数100 ％)。;2）污泥投配率 定义：指每天投加新鲜污泥体积占消化池有效容积的百分数 表达式： v’——新鲜污泥量，m3／d； n——污泥投配率，％； v——消化池的有效容积，m3 ;说明： 投配率过高，消化池内脂肪酸可能积累，pH值下降，有机物分解程度减少，污泥消化不完全产气量下降，消化池容积大。 投配率与产气??的经验公式： 投配率过低．污泥消化较完全，产气串较高，消化池容积大，基建费用增高。 ;根据经验，城市污水处理厂污泥中温消化的投配率以6％一8％为宜,相应的消化时间为20—12.5d 中温消化的投配率以10％一16％为宜,相应的消化时间为6—10d ;3)搅拌和混合 作用：使新鲜污泥与熟污泥均匀接触，加速热传导，均匀地供给细菌以养料；打碎消化池液面上的浮渣层，使整个池子处于消化活跃状态，以提成消化的负荷 方法：泵加水射器搅拌法；消化气循环搅拌法和混合搅拌法等 ;搅拌与否产气量与投配率关系;4)营养与碳氮比 厌氧消化池中，细菌生长所需营养由污泥提供。;合成细胞所需的碳源担负着双重任务： 其一是作为反应过程的能源， 其二是合成新细胞。 C／N达到(10一20)：1为宜。如(C／N太高，细胞的氮量不足，消化液的缓冲能力低，pH值容易降低； C／N太低，氮量过多，pH可能上升，铵盐容易积累，会抑制消化进程。 ;污泥的各种基质含量及碳氮比;5)酸碱度 在消化系统中，第一、二阶段由于有机酸的积累，使PH值下降，第三阶段由于有机酸的分解，使PH值上升，如果第一、二阶段的反应速率超过产甲烷的第三阶段，则pH值会降低，影响产甲烷菌的生活环境。但是，在消化系统中，由于消化液的缓冲作用，在一定范围内可以避免发生这种情况。缓冲剂是在有机物分解过程中产生的．即消化液中的CO2和NH3：水解与发酵菌及产氢产乙酸菌对pH值的适应范围大致为5—6.5，而甲烷菌对pH值的适应范因为6.6—7.5之间。因此，要求消化液有足够的缓冲能力。 ;碱度计算;;6）有毒物质 对消化有抑制作用的物质主要有重金属离子、砷、CN-、有机酸等 重金属离子对甲烷消化的抑制作用有两个方面，其一是与酶结合，产生变性物质，使酶的作用消失； 其二是与氢氧化物的絮凝作用，使酶沉淀。 ;下表列举某些物质对消化进程产生影响的浓度;7)CO2/CH4 正常情况下，该比值为0.7左右