污泥的厌氧消化.pptVIP

污 泥 的 厌 氧 消 化 一. 概述: 1. 污泥厌氧消化法: 在无氧条件下,由兼性菌及厌氧细菌降解 有机物,使污泥稳定的方法。最终产物有 CO2、CH4等。 ( C . H . O . N . S) 厌氧菌 CH4 + CO2 + NH3 + … + H2S 2. 用途: 高浓度有机废水处理. 污泥处理. 3. 特点: 不需供氧,节省能源,回收沼气. 产泥少,且稳定. 上清液中有机物浓度仍很高,需进一步处理才可排放. 对低浓度废水处理不经济. 水力停留时间HRT长,为减少HRT,采取加温措施. 由于H2S产生,影响CH4的产量和质量. 4. 应用: 沼气池：利用污泥消化原理，以粪便、草禾、 茎秆为原料制取沼气。 5. 构筑物: 消化池、化粪池 消化污泥卫生，化学性质稳定。 厌氧消化机理: 1. 消化过程: 复杂有机物 较高级有机酸 H2 乙酸 CH4 水解与发酵 4% 76% 20% 24% 52% 28% 72% 生成甲烷 生成乙酸与脱氢 第一阶段 第二阶段 第三阶段 有机物厌氧消化模式图 a. 两段模式 b. 三段模式 酸性发酵阶段 (不产甲烷阶段） 碱性发酵阶段 (产甲烷阶段) 有机物 有机酸 有机酸 乙酸 乙酸 CH4 + … c. 四段模式 有机物 产酸菌 有机酸、醇 CH4 +… 产CH4菌 2. 酸性发酵阶段: 产酸菌 3. 碱性发酵阶段: 产CH4菌 特征: 对pH适应性弱 6.8 ~ 7.2 温度 中温 30 ~ 35 C 。 高温 50 ~ 55 C 。 有机酸的形成 pH 有机酸的分解产生碳酸盐、CH4、NH3-N等使酸性减退。 经酸性消化的污泥粘稠、不易脱水，易于腐化发臭。 世代时间长 4 ~ 6d 专一性很强 所有的CH4菌均能氧化分子态H2，利用CO2形成CH4。 4H2 + CO2 CH4菌 CH4 + 2H2O 三. 厌氧消化动力学 四. 厌氧消化的影响因素 1. 温度 中温 30 ~ 35 C 。 高温 50 ~ 55 C 。 2. 污泥投配率： 每日投配新鲜污泥占消化池有效容积的 百分数。 有机负荷: 单位体积消化池每天可接纳的有机物量. 需时短，产气率高，细菌 杀灭率高，耗热量大，保 温费高。 反之 好氧降解过程的动力学关系式仍适合于厌氧消化过程 温度与有机物负荷、产气量关系 温度（oC） 0 55 50 45 40 35 30 25 1 2 1 3 4 2 5 6 3 7 8 4 0 产气量（m3/m3·d） 有机负荷（kg/m3·d） 消化温度与消化时间的关系 投配率 过大: 酸积累,pH ,污泥消化不完全,产气率低. 过小: 污泥消化彻底,产气率高,但消化池容积大,没 有得到充分利用，基建费高. (5~8 %) 3. 搅拌: 作用 保证池中环境相同,强化微生物与污染物接触. 防浮渣和沉淀及热分层现象. 促进气泥分离,释放沼气. 4. C/N （10~20：1） 过高 N HCO3- pH 消化液缓冲能力差 过低 N 胶盐积累 pH 抑制CH4菌生长 5. pH: 偏高、偏低均会抑制CH4菌的生长,只是pH偏高 比偏低,CH4菌消化效率恢复快. （pH=6.8~7.2) 6. 有毒物质 毒阈浓度: 有毒物质的界限浓度.（促进与抑制甲烷生长的 界限浓度。） a. 重金属: 与酶结合,使酶变性. 重金属离子及其氢氧化物的凝聚作用,使酶沉淀. S2- + Zn2+ ZnS b. 硫化物: 来源 蛋白质等 分解 S2- SO4 2- 还原 S2- S 的作 用 有利 低浓度S是一种营养元素 与重金属作用消除其危害 有害 降低沼气的质量 （H2S) 降低沼气的产量 C. NH4+的毒性 NH3 + H2O NH4+ + OH- SO42- + 8H+ S2- + 4H2O NH3 的毒性远大于NH4+ NH4+2000mg/L NH3= 40~150mg/L 对甲烷菌有抑制作用 D. 其他物质：表面活性剂、无机盐等 五. 厌氧消化池的结构 ㈠ 池形 圆柱形 蛋形 搅拌充分、均匀、无死角、不固结 池内污泥表面积小，易清除 同容积时，池表面积小，易保温 受力好 防渗性能好，聚集沼气效果好 圆筒形厌氧消化池 蛋形厌氧消化池 消化池构造 浮动式盖消化池 固定式盖消化池 螺旋浆搅拌的消化池 施工中的消化池 消化池俯视图 沼气的收集 排除及贮存设备 搅拌设备 （1）泵加水射器搅拌：生污泥用泵加压，射入水射器