污泥的厌氧消化
8.3 污泥的厌氧消化
厌氧消化法：在无氧的条件下，由兼性菌及专性厌氧细菌降解有机物，最终产物是二氧化碳和甲烷气（biogas），是污泥得到稳定。
8.3.1 厌氧消化的机理(间歇实验)
二阶段理论：产酸阶段----产甲烷阶段
四阶段理论：水解、酸化、酸退、甲烷化
根据参与甲烷发酵的不同营养类群微生物对基质的代谢厌氧降解过程分为三个阶段：
三阶段理论：Toerien et al (1970）Substrate flow in anaerobic digestion, 5th International Conference on water pollution research, San Francisco,CA. 书上:Bryant 1979
→CH
+2H2O
4
methane
→2CH4+2CO2
)
(纤维素分解菌产氢产乙酸菌甲烷杆菌球菌
碳水化合物分解菌CH3CH2COOH+2H2O---CH3COOH+3H2+CO2蛋白质分解菌，脂肪分解菌)
产酸菌是兼性厌氧菌和专性厌氧菌，对PH，VFA，温度变化适应性强，增殖速度快；甲烷菌是专性厌氧菌，PH=6.4-7.4，对PH，VFA，温度变化敏感，增殖速度慢。
产甲烷阶段的能量分析: (以乙酸钠为例)
在好氧消化时:
C2H3O2Na+2O2NaHCO3+H2O+CO2+848.8 KJ /mol 在厌氧消化时:
C2H3O2Na +H2 O NaHCO3+CH4+29.3 KJ /mol
在底物相同的条件下,厌氧消化产生的能量仅是好氧消化的1/20 –1/30.这些能量大部分都用于维持细菌的生活,而只有很少能量由于细胞合成.(这就是厌氧法产生剩余污泥量少的缘故) 虽然厌氧消化过程是要经历多个阶段,但是在连续操作的厌氧消化反应器中这几个阶段同时存在,并保持某种平衡状态.
8.3.2厌氧消化动力学（与好氧相似）
甲烷发酵阶段是厌氧消化速率的控制因素。动力学方程式：
有机物降解
细菌增殖
S
K
kSX
dt
dS
S
+
=
-
bX
dt
dS
Y
dt
dX
-
?
?
?
?
?-
=
有机物浓度与污泥泥龄的关系：
8.3.3 厌氧消化池工作原理与影响因素
标准负荷厌氧消化池 高负荷厌氧消化池
在厌氧消化池中３个阶段同时存在，甲烷发酵阶段的速率最慢，因此甲烷发酵阶段是厌氧消化反应的控制因素，影响厌氧消化池正常工作的主要因素如下：
1、温度
中温（30-350C ）与高温 （50-550C ）
mesophilic and thermophilic
中温消化：负荷=2.5-3.0 产气量 1-1.3
m 3/m 3 d,消化时间 20d ,灭菌率低
高温消化:负荷=6-7kg/m 3.d ,产气 3-4 ,消化
时间 10 d.灭菌率99%
（消化时间：产气量达到总量的９０％所需时间）
1
)()
1(--+=b Yk b K S c c s θθ
Fig.8-22 Relationship among tempearture , OLR
and biogas production
12345678
25303540455055
60Tempearture ( C)O L R (k g .m -3.d -1)0
0.5
11.522.533.54B i o g a s y i e l d (m 3/m 3.d )
Fig.8-23 R e l a t i o n s h i p b e t w e e n t e m p e a r t u r e
a n d d i g e s t i o n t i m e
10
20
304050
60
0153045607590105120
digestion time(day)
T (c
)
2、生物固体停留时间( SRT)与污泥投配率 完全混合消化池的水力停留时间等于污泥龄（无回流，有搅拌，完全混合）
泥龄的表达式与活性污泥法相同
SRT ＝池中总生物量／每日排出的生物量 从动力学知道有机物降解是污泥泥龄的函数，泥龄＝水力停留时间，所以以水力停留时间设计消化池．消化池的水力停留时间以污泥投配率的倒数表示：
式中：V ‘=每日投配的新鲜污泥量，m 3/d
V=消化池的有效体积，m 3
n —污泥投配率， %。 1/n 是水力停留时间 ，d 。 n.↑ , VFA ↑, pH ↓,biogas ↓,digestion ↓ worse n. ↓,, VFA ↓, pH ↑,biogas ↑,digestion ↑ well
n=5-8% for mosephilic digestion of sludge, HRT= 20-12.5 d
3、搅拌和混合 细菌与底物的混合
泵混合，水射器，消化气搅拌，混合搅拌
4、营养与C/N 比
C/N= 10-20：1 C 一为反应过程提供能源，%100'?=
V V n
二为合成新细胞（5：1）C 5H 7NO 3
C/N ↑，氮不足，消化液缓冲能力低，PH ↓；C/N 太低，N ↑；PH ↑，铵盐积累，会抑制消化
5、氮的守恒与转化
保持N 平衡，有机N ↓，NH 3↑，N 2，细胞N
6、有毒物质
重金属离子对甲烷消化的抑制（表8-15） 阴离子的毒害作用：SO 2-4+8H +→S 2-+4H 2O
SO 2-4≤ 5000mg/L H 2S 的腐蚀作用 氨的毒害作用：
NH 3+H 2O →NH +4+OH - NH 4HCO 3↑，PH ↑
NH +4（离子态）≤ 150mg/L
7、酸碱度、PH 和消化液的缓冲作用 水解发酵与产酸阶段：PH=5-6.5 甲烷菌适应的PH=6.6-7.5（甲烷菌对PH 非常敏感）
消化液的缓冲方程式:
H ++HCO -3=H 2CO 3
PH=- lgK ’+lg(HCO -3)/(H 2CO 3)
保持足够的碱度(2000mg/l),使其有足够的缓冲能力.
很小量 速率
平
衡
8.3.4厌氧消化池池形和构造
1、池形：圆柱形蛋形
P361
2、构造：
?污泥投配、排泥与溢流系统
?沼气排出、收集与储存设备（0.35m3CH4/kgBOD；10-15m3/m3污泥；1-1.3 m3/m3池容）
?搅拌系统：沼气搅拌，泵循环搅拌，水射器搅拌，机械搅拌，联合搅拌
?加温系统：散热量与供热量计算，加热方式，锅炉选择
8.3.5消化池工作方式
标准负荷消化池（无搅拌）
高负荷消化池（完全混合）
两级消化工艺：减少耗热量，减少搅拌能耗，熟污泥含水率低。
一级：二级= 3：1 –2：1—1：1 （一级有搅拌、加热；二级无搅拌，利用余热消化，兼做浓缩池，排除上清液）消化前8-10 天产气量占80%）两级消化不减少池容,两级池子总池容等于一个单级消化池.
污泥----一级消化池----二级消化池---后处理
（一级消化池容大于二级消化池容）
两相消化新工艺，phases，酸化（水解与发酵，产氢产乙酸2个阶段）与甲烷化分别在最佳的环境中进行（PH），
水解酸化速率很快，停留时间1d（投配率100%）；第二相消化池投配率15-17% 停留时间6-6.5 d
CH4，CO2
（使厌氧生化反应的各阶段处于最优条件下运行，系统处理效率高，总池容小，加温和搅拌能耗少，运行管理方便，消化更彻底）
8.3.6消化池的运行管理
污泥培养与驯化方式：逐步、一次培养
运行时检测指标：产气率，污泥含水率，VSS，有机物降解程度，VFA，总碱度，NH3
控制参数：搅拌强度，排泥量，沼气气压（1000-2000Pa）。
8.3.7污泥好氧消化
机理：污泥的好氧内源呼吸
C5H7NO2+7O2 5CO2+3H2O+H++NO-3
适用小泥量；
特点：无臭，有机物降解程度高，上清液COD 低，运行管理简单，
缺点：能耗大，无沼气利用。
思考题：
1.在一般的消化池中，能不能观察到明显的污泥消化的3个阶段？为什么？
2.试述污泥厌氧消化的3阶段理论。
3.扼要讨论影响厌氧消化的主要因素。
4.比较污泥厌氧消化和好氧消化的优缺点。
5.试述厌氧消化池的搅拌作用和方式。
沼气利用：沼气成分见表8-17，P376
消化池加温，发电，民用
8.6污泥的干化与脱水
浓缩池-----消化池----排泥（95-97%）
浓缩池直接排泥-----（95-97%）-----干化或机械脱水---最终处置
一、污泥自然干化
人工与自然滤层干化场
干化场脱水特点及影响因素：
靠渗透、蒸发、与人工撇除脱水。
渗透----85%（2-3d）-----蒸发---75%（1-数周）
如果有降雨要考虑减去污泥吸收的雨量（盖盖的不计）影响因素：气候（降雨、湿度、风速、年冰冻期）
污泥性质：消化污泥易脱水；生污泥较难渗水干化场设计：
计算干化场面积----面积负荷（m3/m2a）
（m/年）=1-1.5 m/年(生污泥)/ 5 m/年(消化污泥)
污泥塘:半年-1年(0.5-1.0 m)
二、机械脱水
（一）机械脱水前的污泥调理（节）
污泥中的固体物质主要是胶体微粒，与水的亲和力很强（负电荷），若不作适当的预处理，脱水将非常困难。在污泥脱水前进行预处理，是污泥粒子改变物化性质，破坏污泥的胶体结构，减少其与水的亲和力，从而改善其脱水性能，这个过程称为污泥的调理或调节或调质。常用调理方法：化学加药、热处
理、冷冻、等。最常用是化学加药调理（调节）：
化学加药调理：在污泥中加入混凝剂、助凝剂等，使污泥凝聚，提高脱水性能。（聚丙烯酰胺PAM ）1%。投药量与污泥性质有关---污泥比阻。
（表8-20 ）
污泥比阻：比阻的物理意义是单位干重泥饼的阻力，比阻越大，污泥越难过滤，其脱水性能越差。 （适当值：（0.1-0.4）10-9 S 2/g
（二） 机械脱水的方法与基本原理
方法：真空吸滤、压滤和离心脱水
原理：靠过滤介质两面的压力差作为推动力，使污泥水分被强制分离。
推动力：1）污泥本身厚度的静压（如干化场）
2）过滤介质一面的负压（真空吸滤法）
3）加压污泥把水分压过介质（压滤）
4）离心力（离心脱水）
第一项克服滤饼阻力；第二项克服过滤介质的阻力。式中：r —比阻，通过污泥脱水实验确定。做 t/V —V 直线。求出比阻r
PA R V PA
r V t f μμω+=22
（三）机械脱水方法：
真空过滤脱水机（60-80%）
压滤脱水机：板框压滤机（使污泥在压力下通过滤板滤布）（45-80%）
带式压滤机（把压力施加在滤布上，用滤布的压力和张力使污泥脱水）（78-85%）离心脱水机（80-85%）
设计中根据产品样本选用设备。
---污泥的干燥与焚烧
干燥：进一步降低污泥含水率20%----干燥器---肥料
焚烧：不能做为农肥时（或含有毒）---焚烧：焚烧炉
---污泥堆肥
污泥堆肥是有机物的好氧发酵的产物。在有氧的条件下，利用嗜温菌、嗜热菌的作用，使污泥中水分及大量有有机物质好氧分解。
污泥1/2 21天2天1/2 30天
干燥肥料
城市垃圾、木屑50-70 0C
稻草
---污泥的最终处置（Disposal）
农用、种花、种草；建筑材料（砖、纤维板）
填埋；填海
第九章城市污水厂设计 (简单介绍)
?城市污水水质特征：（COD，BOD，SS，N，P）?污水厂设计水量与污水厂处理规模
?工业废水与城市污水处理的矛盾
?分散与集中处理的矛盾
?设计步骤：
可行性研究，初步设计，扩大初步设计，施工图
?污水厂厂址的选择
?污水处理程度与处理工艺流程、处理方法确定?污水厂平面与高程布置
?污水处理检测、计量和自动控制
第三篇工业废水处理
第十章工业废水处理概论
（本章自学）
思考题：
1 工业废水如何分类和命名？
2 工业废水会对环境造成哪些危害？
3 国家污水排放标准中规定什么是“第一类污染物”和“第二类污染物”？
4 工业废水排入城市下水道有那些规定？
5 控制工业废水污染源的基本途径是什么？
6如何选择工业废水处理方法？
生产污水：工艺排水，设备排水，地面排水
厂区生活污水：
洁净废水（间接循环冷却水）
1 水质水量变化大
2 水质复杂，含有毒、有害、有用污染物
物理法：调节、离心分离、沉淀、过滤、除油化学法：中和、化学沉淀、氧化还原
物理化学法：混凝、吸附、气浮、离子交换、膜分离
生物处理法：好氧、厌氧
第十四章工业有机废水的生物处理
生物处理最经济有效的方法cost-effective
第一节工业废水的可生化性评价
biodegradable，non-biodegradable，easily （difficult）biodegradable
1、BOD5/COD≥ 0.45 or BOD5/ThOD≥ 0.3
2、微生物好氧速率（生物呼吸仪）
3、微生物脱氢酶活性测定
4、静态或动态降解试验
第二节工业废水的生物处理工艺流程
易降解、浓度较低、无毒的有机废水---好氧生物处理：活性污泥，生物膜
高浓度、难降解、有毒有害有机废水---厌氧生物处理（难降解向易降解转化）
水质要求高时，或为提高处理效率：厌氧-好氧串联工艺
悬浮、附着厌氧-好氧-物化
例如：盛泽印染污水厂
好氧最广泛的形式：生物接触氧化法（submerged bio-filter）
厌氧处理法由于它具有：节能、剩余污泥量少、远行费用低、管理简单、能够处理高浓度、难降解甚至有毒废水，厌氧技术在近二十年来得到了较快发展，而且在未来几十年中厌氧技术将会得到更大的发展。适应面广。
第二节新型的高效厌氧生物处理技术
厌氧法与好氧法比较的优点：
应用范围广，
有机负荷高（5-10COD/m3d—20-30），（好氧2-4）
污泥产量低（好氧的1/6-1/10）
动力消耗低（好氧活性污泥法的1/10）
被降解的有机物多
对水温适应范围广（好氧10-30C 厌氧：10-50 C）
缺点：
起动时间长，出水水质不如好氧，管理起来易受环境条件影响，认识不足
厌氧接触法（类似与活性污泥法）
厌氧生物滤池和厌氧接触氧化法
厌氧生物转盘
厌氧档板式反应器
最热门的厌氧法—升流式厌氧污泥床（ Upflow Anaerobic Sludge Bed）UASB
G．Lettinga （1980）荷兰农业大学环境工程系
特点：污泥床生物量多（20-30g/l）；
effluent 负荷高：10-40 kg/m3d
设备简单，运行方便
关键技术：颗粒污泥的形成
关键设备：布水技术与三相分离器
应用：酒精、味精、油墨、制糖、淀粉
含酚废水等
厌氧复合床反应器、厌氧流化床、膨胀颗粒污泥床（EGSB）、内循环厌氧反应器（IC）Inter-ciculation）（Expanded Granular Sludge Bed）
城市污泥厌氧消化处理技术
城市污泥厌氧消化处理技术 彭光霞李彩斌王立宁张晓慧 （北京中持绿色能源环境技术有限公司北京100192） 摘要：随着我国城镇污水处理厂建设的推进，城市脱水污泥的处理处置问题越来越凸显出来。目前我国多数城市污水处理厂多采用浓缩、脱水后外运填埋或作农肥。城市污泥中的生物质能没得到充分利用，造成了资源、能源的浪费。污泥厌氧消化技术作为污泥处理处置的处理工艺，可以实现减量化、稳定化、无害化和资源化，可与多种工艺相结合，为现有污水厂污泥处理处置提供了很好的方向。 关键词：污泥处理处置、厌氧消化、分级分相、土地利用、资源化 1 概述 污泥厌氧消化可以实现污泥处理的减量化、稳定化、无害化和资源化。 污泥经厌氧消化后，体积大大减少，脱水性能大大提高，可实现污泥的减量化和稳定化；污泥在消化过程中，产生的甲烷菌具有很强的抗菌作用，可杀死大部分病原菌以及其它有害微生物，使污泥卫生化。同时，污泥厌氧消化产生大量的清洁能源--沼气，可用作锅炉燃料、直接驱动鼓风机、沼气发电提供污水处理厂的部分用电量、沼气提纯并网、沼气提纯用作汽车燃料等。 1.1 污泥厌氧处理技术原理 厌氧消化是利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧生化反应，分解污泥中有机物质的一种污泥处理工艺。消化过程中可回收能源，但消化后的污泥含水率较高，仍需进一步脱水。厌氧消化可以实现污泥处理的减量化、稳定化、无害化和资源化。 污泥厌氧消化是一个由多种细菌参与的多阶段生化反应过程，每一反应阶段都以某类细菌为主，其产物供下一阶段的细菌利用。厌氧降解过程的化学、生物化学和微生物学相发复杂，但是可以综合三阶段理论[2]：1）水解阶段；2）产酸阶段；3）产甲烷阶段。
污水处理厂污泥厌氧消化工艺选择与设计要点概要
污水处理厂污泥厌氧消化工艺选择与设计要点陈怡 (北京市市政工程设计研究总院 , 北京 100082 摘要以北京市小红门污水处理厂和西安市第五污水处理厂为例 , 对污水处理厂污泥厌氧消化工艺选择和设计要点进行了详细论述 , 包括污泥厌氧消化工艺选择、进泥预处理、厌氧消化池、沼气系统、上清液处理和污泥输送管路等 , 以保证污水处理厂污泥厌氧消化工艺的顺利实施。 关键词污水处理厂污泥厌氧消化工艺选择污泥投配污泥搅拌沼气系统 K e y p o i n t s o f t h e p r o c e s s s e l e c t i o n a n d d e s i g n o f t h e s l u d g e a n a e r o b i c d i g e s t i o n i n w a s t e w a t e r t r e a t m e n t p l a n t C h e n Y i (B e i j i n g G e n e r a l M u n i c i p a l E n g i n e e r i n g D e s i g n a n d R e s e a r c h I n s t i t u t e , B e i j i n g 100082, C h i n a A b s t r a c t :T a k i n g t h e B e i j i n g X i a o h o n g m e n W a s t e w a t e r T r e a t m e n t P l a n t a n d X i ’ a n F i f t h W a s t e w a t e r T r e a t m e n t P l a n t a s e x a m p l e , t h i s p a p e r d e s c r i b e d t h e k e y p o i n t s o f t h e p r o c e s s s e l e c -t i o n a n d d e s i g n o f t h e s l u d g e a n a e r o b i c d i g e s t i o n i n t h e w a s t e w a t e r t r e a t m e n t p l a n t , i n c l u d i n g s l u d g e a n a e r o b i c d i g e s t i o n p r o c e s s s e l e c t i o n , s l u d g e p r e -t r e a t m e n t , a n a e r o b i c d i g e s t i o n t a n k , m e t h -a n e s y s t e m , u p -l e v e l c l e a n l i q u i d t r e a t m e n t , a n d s l u d g e t r a n s m i s s i o n p i p
厌氧消化工艺设计要点
厌氧消化工艺设计要点 发布日期：2012-11-19 来源：互联网作者：佚名浏览次数：482 厌氧消化的工艺设计主要体现在对消化池型、搅拌方式和工艺运行参数的选择上。总的设计原则是：a）在参考相似工程案例及设计规范的基础上，试验得到最佳工艺运行参数，如停留时间、运行温度、固体负荷、有机负荷；b）适合的池型选择；c）良好的搅拌方式，搅拌均匀，不存死角；d）简单、稳定的运行保障，如易于操作维护的设备，避免温度波动的良好换热设备以及容易去除浮渣的措施等；e）安全可靠的沼气输送系统。 工艺设计需要确定的内容：a）消化方式的设计；b）消化池形选择；c）消化池中污泥的混合搅拌方式确定；d）设计参数的选定；e）污泥加热方式的确定；f）污泥投配方法的确定；g）污泥及沼气排放方式的确定；h）浮渣及上清液的排除方法；i）安全防护措施的保证；j）监测和控制方法的确定；k）其它附属装置的选用。上述诸多方面中，厌氧消化的方式、消化池的池形、主要设计参数、消化池中污泥的混合搅拌方式对消化池的工程造价和使用效果影响很大，应谨慎选择。 （1）消化方式的设计 ①消化温度，厌氧消化根据运行温度的不同分为中温消化（30～36℃）和高温消化（50～55℃），其中中温消化的最佳温度为35℃，高温消化的最佳温度会因其它影响因素发生较大变化。高温消化的特点是，分解速率快、产气速率高、停留时间短，进而提高消化处理能力，节省消化池容积；另外卫生学指标较好，对寄生虫卵的杀灭率可达95％，大肠菌指数可达10-100；能耗高，温度控制较难。中温消化的特点是，相对高温消化的各项优势较为逊色，但中温消化运行稳定、易于控制，能耗相对较低，设计运行经验成熟。目前，国内、外多采用中温厌氧消化。 ②消化等级，按照消化池的数量分为一级消化和两级消化。其中一级消化指污泥厌氧消化是在一个消化池内完成；两级消化指污泥厌氧消化在两个消化池内完成，第一级消化池设有加热、搅拌装置及气体收集装置，不排上清液和浮渣，第二级消化池不进行加热和搅拌，仅利用第一级的余热继续消化，同时排上清液和浮渣。两级消化工艺的土建费用较高，运行
我国城市污水厂污泥厌氧消化系统的运行现状
我国城市污水厂污泥厌氧消化系统的运行现状 吴 静, 姜 洁, 周红明, 毕 蕾 (清华大学环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京100084) 摘 要: 对我国400余座城市污水厂污泥处理工艺的调查表明,目前采用污泥厌氧消化工艺的仅46家,主要采用浓缩/中温厌氧/脱水工艺,采用一级厌氧消化和二级厌氧消化的厂家数量接近,其中仅25家的污泥消化系统正在运行,沼气产量约为14×104m3/d,另有6家在调试。污泥厌氧消化工艺在实际应用中仍存在着较多亟待解决的问题,沼气产率低和利用率不高大大削弱了该工艺的优势。 关键词: 城市污水厂; 污泥处理; 厌氧消化; 沼气 中图分类号:X703.1 文献标识码:B 文章编号:1000-4602(2008)22-0021-04 C u r r e n t O p e r a t i o nS t a t u s o f S l u d g e A n a e r o b i c D i g e s t i o n S y s t e m i n Mu n i c i p a l Wa s t e w a t e r T r e a t m e n t P l a n t s i nC h i n a WUJ i n g, J I A N GJ i e, Z H O UH o n g-m i n g, B I L e i (S t a t e K e y J o i n t L a b o r a t o r y o f E n v i r o n m e n t S i m u l a t i o n a n d P o l l u t i o n C o n t r o l,T s i n g h u a U n i v e r s i t y,B e i j i n g100084,C h i n a) A b s t r a c t: T h er e s u l t so f t h ei n v e s t i g a t i o n o n s l u d g e t r e a t m e n t s y s t e m so v e r400m u n i c i p a l w a s t e w a t e r t r e a t m e n t p l a n t s i n C h i n a s h o wt h a t o n l y a b o u t46p l a n t s h a v e s l u d g e a n a e r o b i c d i g e s t i o n s y s-t e m s,m o s t o f w h i c h a d o p t t h i c k e n i n g/m e s o p h i l i c a n a e r o b i c d i g e s t i o n/d e w a t e r i n g p r o c e s s.A b o u t h a l f o f t h e p l a n t s h a v e o n e-s t a g e a n a e r o b i c d i g e s t i o n s y s t e m s a n d t h e o t h e r h a l f h a v e t w o-s t a g e a n a e r o b i c d i g e s-t i o n s y s t e m s.F o r t h e46p l a n t s,o n l y25p l a n t s o p e r a t e t h e i r a n a e r o b i c d i g e s t i o n s y s t e m s a n d p r o d u c e a- b o u t14×104m3b i o g a s/d,t h e o t h e r6p l a n t s c o m m i s s i o n t h e i r s y s t e m s.T h e r e a r e s o m e u r g e n t p r o b l e m s f o r t h e s l u d g e a n a e r o b i c d i g e s t i o n.T h e l o wb i o g a s y i e l d a n d u t i l i z a t i o n r a t e c o u n t e r a c t s o m e a d v a n t a g e s o f t h e s l u d g e a n a e r o b i c d i g e s t i o n. K e y w o r d s: m u n i c i p a l w a s t e w a t e r t r e a t m e n t p l a n t; s l u d g e t r e a t m e n t; a n a e r o b i c d i g e s t i o n; b i o g a s 随着我国国民经济的高速发展以及城市化进程的不断加快,城镇生活污水量也大幅增加,并在1999年首次超过工业废水排放量,占全国污水排放总量的52.9%[1]。近年来,城镇生活污水量以年均5%的速度递增,已成为我国水环境的主要污染源。我国城市污水处理率长期偏低,直至20世纪90年代以后,城市污水处理的基础设施建设才被提到日程,全国城市污水处理厂数量迅速增加。2006年城市生活污水处理率达到43.8%[2]。根据国家环境保护“十五”计划,到2010年所有城市的污水处理率不得低于60%,直辖市、省会城市、计划单列市和风景旅游城市的污水处理率不得低于70%。故在今后一段时期,城市污水厂数量仍将持续增加。 伴随城市污水厂的兴建,大量城市污泥产生。2003年我国的城市污泥(干泥)产量估计达到160×104t。城市污泥主要由沉砂池和初沉池产生的初沉污泥(含水率为96%左右)以及好氧生物处理单元产生的剩余污泥(含水率为99.2%～99.6%)组 第24卷 第22期2008年11月 中国给水排水 C H I N AWA T E R＆W A S T E WA T E R V o l.24N o.22 N o v.2008
污泥厌氧消化简介
简介： 污泥厌氧消化是指污泥在无氧条件下，由兼性菌和厌氧细菌将污泥中的可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和水等，使污泥得到稳定的过程，是污泥减量化、稳定化的常用手段之一。 机理： 污泥厌氧消化是一个多阶段的复杂过程，完成整个消化过程，需要经过三个阶段（目前公认的），即水解、酸化阶段，乙酸化阶段，甲烷化阶段。各阶段之间既相互联系又相互影响，各个阶段都有各自特色微生物群体。 水解酸化阶段： 一般水解过程发生在污泥厌氧消化初始阶段，污泥中的非水溶性高分子有机物，如碳水化合物、蛋白质、脂肪、纤维素等在微生物水解酶的作用下水解成溶解性的物质。水解后的物质在兼性菌和厌氧菌的作用下，转化成短链脂肪酸，如乙酸、丙酸、丁酸等，还有乙醇、二氧化碳。 乙酸化阶段： 在该阶段主要是乙酸菌将水解酸化产物，有机物、乙醇等转变为乙酸。该过程中乙酸菌和甲烷菌是共生的。 甲烷化阶段： 甲烷化阶段发生在污泥厌氧消化后期，在这一过程中，甲烷菌将乙酸（CH3COOH）和H2、CO2分别转化为甲烷，如下： 2CH3COOH→2CH4↑+ 2CO2↑ 4H2+CO2→CH4+ 2H2O 在整个厌氧消化过程中，由乙酸产生的甲烷约占总量的2/3，由CO2和H2转化的甲烷约占总量的1/3。 影响因素： 温度： 在污泥厌氧消化过程中，温度对有机物负荷和产气量有明显影响。根据微生物对温度的适应性，可将污泥厌氧消化分为中温（一般30~36℃）厌氧消化和高温（一般50~55℃）厌氧消化。研究表明，在污泥厌氧消化过程中，温度发生±3℃变化时，就会抑制污泥消化速度；温度发生±5℃变化时，就会突然停止产气，使有机酸发生大量积累而破坏厌氧消化。 酸碱度： 研究表明，污泥厌氧消化系统中，各种细菌在适应的酸碱度范围内，只允许在中性附件波动。微生物对pH的变化非常敏感。水解与发酵菌及产氢、产乙酸菌适应的pH范围为5.0~6.5，甲烷菌适应的pH范围为6.6~7.5。如果水解酸化和乙酸化过程的反应速度超过甲烷化过程速度，pH就会降低，从而影响产甲烷菌的生活环境，进而影响污泥厌氧消化效果，然而，由于消化液的缓冲作用，在一定范围内避免这种情况的发生。 消化液是污泥厌氧消化过程血红有机物分解而产生的，其中含有除了CO2和NH3外，还有以NH4NCO3形态的NH4+，HCO3-和H2CO3形成缓冲体系，平衡小范围的酸碱波动。如下：H+ + HCO3- ═H2CO3 有毒物质浓度： 在污泥厌氧消化中，每一种所谓有毒物质是具有促进还是抑制甲烷菌生长的作用，关键在于它们的毒阈浓度。低于毒阈浓度，对甲烷菌生长有促进作用；在毒阈浓度范围内，有中等抑制作用，随浓度逐渐增加，甲烷菌可被驯化；超过毒阈上限。则对微生物生长具有强烈的抑制作用。 污泥厌氧消化分类：
污泥厌氧消化系统
污泥厌氧消化系统 1 引言 随着城市规模的扩大和污水处理厂处理效率的提高，剩余污泥产量逐年增加.据统计，我国城市污泥年产量已达3000万吨(以80%含水率计)，其中80%未得到妥善处理.在众多的污泥处理方法中，厌氧消化技术能够同时实现污泥减量和回收能源，在国内外得到了广泛应用.然而，目前污泥厌氧消化的效率不高，尤其是我国污水处理厂厌氧消化池的运行效果不够理想，设计和运行缺乏理论指导.对于一个厌氧消化系统，物料的流变特性是工艺设计和运行中的重要参数，对传质、传热、搅拌和物料输送等厌氧消化单元有重要意义.在厌氧消化过程单元设计中，必须清楚原料的流体类型，计算出原料的流变参数，才能对厌氧消化、特别是高浓度物料厌氧消化进行合理的工艺设计以及设备选用与开发.此外，原料的流变特性也是厌氧消化工艺控制的重要依据. 由于流变特性在厌氧消化工艺设计和运行中的重要作用，一些学者对污泥的流变特性做了初步研究.Pollice和Laera研究了在不同水力停留时间下污泥以黏度表征的流变特性.Chen和Hashimoto对新鲜污泥的流变特性进行了研究，试验的浓度变化范围是2.71%～6.53%，温度变化范围为 9.5～26 ℃，这个较低的浓度和温度变化范围不能适应如今广泛使用的中高温(>35 ℃)、高浓度(>8%)厌氧消化.Sozanski 等用旋转流变仪对污泥进行流变试验研究，对流变曲线进行分析，设计了流变模型，并针对模型给出了经验公式和一些预测参数值来探讨污泥在不同浓度和温度下的流变特性.Bos使用毛细管流变仪和旋转流变仪对污泥流变特性进行试验研究，建立了温度和含水率对污泥流变特性影响的流变方程. 目前，关于污泥厌氧消化原料流变特性的研究主要集中在污泥本身，而对于餐厨垃圾与污泥混合物料的流变特性研究，国内外却鲜有报道.近年来，国内外采用餐厨垃圾与污泥联合厌氧发酵的研究及沼气工程日益增多，大部分研究都集中在餐厨垃圾对泥质的改善方面，而对于添加餐厨垃圾对污泥流变特性的影响研究却很少，导致混合发酵原料流变特性参数仍然缺乏，制约了厌氧消化单元过程的优化设计. 本文对4种主要的厌氧消化原料——脱水污泥、脱水污泥与餐厨垃圾混合物、剩余污泥以及剩余污泥与餐厨垃圾混合物的流变特性进行了研究，考察了物料浓度和温度对流变特性参数的影响，并拟合了相应模型，以期为厌氧消化设备选用及工艺设计提供基础参数. 2 材料和方法 2.1 试验材料 脱水污泥(dewatered sludge，以下简称DS)和剩余污泥(waste activated sludge，以下简称WAS)取自天津市张贵庄污水处理厂，餐厨垃圾取自天津大学学生食堂，原料取回后保存于4 ℃冰箱冷藏待用，餐厨垃圾首先经人工分选出其中的杂物，包括塑料、纸类及骨头等，然后用破碎机破碎后搅匀冷藏.DS的总固体浓度(TS)和挥发性固体浓度(VS)分别为16.4%和9.4%，WAS的TS 和VS浓度分别为2.6%和1.4%，破碎后餐厨垃圾的TS和VS浓度分别为19.3%和18.9%. 2.2 试验方法
厌氧微生物的培养驯化及成熟污泥的特征
厌氧微生物的培养驯化及成熟污泥的特征 The final edition was revised on December 14th, 2020.
厌氧消化系统试运行的一个主要任务是培养厌氧污泥，即消化污泥。厌氧活性污泥培养的主要目的是厌氧消化所需要的甲烷细菌和产酸菌，当两种菌种达到动态平衡时，有机质才会被不断地转换为甲烷气，即厌氧沼气。 （一）培菌前的准备工作 厌氧消化的启动，就是完成厌氧活性污泥的培养或甲烷菌的培养。当厌氧消化池经过满水试验和气密性试验后，便可开始甲烷菌的培养。 （二）培菌方法 污泥的厌氧消化中，甲烷细菌的培养与驯化方法主要有两种：和。 接种污泥一般取自正在运行的厌氧处理装置，尤其是城市污水处理厂的消化污泥，当液态消化污泥运输不便时，可用污水厂经机械脱水后的干污泥。在厌氧消化污泥来源缺乏的地方，可从废坑塘中取腐化的有机底泥，或以认粪、牛粪、猪粪、酒糟或初沉池底泥代替。大型污水处理厂，若同时启动所需接种量太大，可分组分别启动。 是向厌氧消化装置中投入容积为总容积的10%～30%的厌氧菌种污泥。接种污泥一般为含固率为3%～5%的湿污泥。再加入新鲜污泥至设计液面，然后通入蒸汽加热，升温速度保持1℃/h，直至达到消化温度。如污泥呈酸性，可人工加碱调整pH至～。维持消化温度，稳定一段时间（3-5d）后，污泥即可成熟。再投配新鲜污泥并转入正式运行。此法适用于小型消化池，因为对于大型消化池，要使升温速度为1℃ /h，需热量较大，锅炉供应不上。
指向厌氧消化池内逐步投入生泥，使生污泥自行逐渐转化为厌氧活性污泥的过程。该方法要使活性污泥经历一个由好氧向厌氧的转变过程，加之厌氧微生物的生长速率比好氧微生物低很多，因此培养过程很慢，一般需历时6～10个月左右，才能完成甲烷菌的培养。 或者通过加热的方法加速污泥的成熟：将每日产生的新鲜污泥投入消化池，待池内的污泥量为一定数量时，通入蒸汽。升温速度控制在1℃/h。当池内温度升到预定温度时，可减少蒸汽量，保持温度不变，并逐日投加一定数量的新鲜污泥，直至达到设计液面时停止加泥。整个成熟过程一直维持恒温，成熟时间约需30～40d。污泥成熟后，即可投配新鲜污泥并转入正式运行。 （三）培菌注意事项 厌氧消化系统的处理主要对象是活性污泥，不存在毒性问题。但是厌氧消化菌繁殖速度太慢，为加快培养启动过程，除投入接种污泥以外，还应做好厌氧污泥的加热。 厌氧消化污泥的培养，初期生污泥投加量与接种污泥的数量及培养时间有关，早期可按设计污泥量的30%～50%投加，到培养经历了60d 左右，可逐渐增加投加量。若从监测结果发现消化不正常时，应减少投泥量。 厌氧消化系统处理城市污水处理厂的活性污泥，由于活性污泥中碳、氮、磷等营养是均衡的，能够适应厌氧微生物生长繁殖的需要。因此，即使在厌氧消化污泥培养的初期也不需要和处理工业废水那样，加入营养物质。
污泥厌氧消化池设计说明书
课程设计 课程名称_固体废物利用与处置B课程设计_ 题目名称_ 260m3/d污泥厌氧消化池设计 学生学院_ _ 环境科学与工程__ _ 专业班级_ _ 环境科09级（2）班__ _ 学号 28 学生姓名_________余笃凝 ___ _____ 指导教师_________戴文灿 ___ ____ 2012 年 6 月 25 日
摘要 厌氧消化或称厌氧发酵是一种普遍存在于自然界的微生物过程。厌氧消化处理是指在厌氧状态下利用厌氧微生物使固体废物中的有机物转化为CH4和CO2的过程。厌氧消化池多用于大型污水处理场的脱水剩余污泥的厌氧处理，也可用以处理高浓度有机工业废水、悬浮固体含量较高和颗粒较大的有机废水、含难降解有机物的工业废水，也以被成功地应用于肉类食品工业废水的处理。厌氧发酵反应与固液分离在同一个池内进行，结构较为简单。此次课程设计要求我们在给定参数下设计日处理量为260m3 的中温定容式污泥厌氧消化池。 关键词：固体废物厌氧消化微生物有机物
Abstract Anaerobic digestion（some says anaerobic fermentation）is a kind of microbial process which commonly finds in nature area. Anaerobic digestion treatment means that use anaerobic microbe in order to make organic matter from solid waste into CH4 and CO2 process in anaerobic digestion pools usually used in large sewage farm to treats dewatering surplus sludge anaerobicly,it also can be used to deal with high concentration of organic industrial waste water, higher content of suspended solid and the larger particle organic wastewater, including refractory organics industrial wastewater, what’s more,it can applied successfully in the meat food industrial wastewater treatment. Anaerobic fermentation reaction and solid-liquid separation are react in the same pool so the structure is simple. The course design require us to design the steady increases type of sludge anaerobic digestion pool which capacity of 260 m3 under the given parameters. Keywords: solid waste anaerobic digestion microbial organic
国内污泥厌氧消化装置停运或运行不良的原因浅析
国内污泥厌氧消化装置停运或运行不良的原因浅析 ——高碑店消化发电项目数据解读 北京高碑店污水厂直到几年前还一直是我国污水界最有代表性的工程之一，其厌氧消化更是继天津的几个厌氧消化项目之后，国内建设最早、规模最大、设计配套最完整、运行时间较长的项目之一。但2008年奥运会前，消化部分停止了运行，至今尚未恢复生产，时间已过去了三年多，甚至还有传闻说消化罐等要彻底拆除，为计划中的带式干化项目让地。 关于高碑店的消化项目，有多篇已发表的论文可供参考。如张韵等《高碑店污泥消化发电项目》、张韵等《高碑店污水处理厂污泥处理系统及设计中应注意的一些问题》、刘达克《高碑店污泥消化的启动》、李维、杨向平等《高碑店污水处理厂沼气热电联供情况介绍》、王立国《高碑店厌氧消化与沼气发电》、宋晓雅等《高碑店污水处理厂污泥处理系统工艺介绍及运行分析》等。本文拟采用这些论文所提供的数据，建立一个厌氧消化的分析计算模型，以了解厌氧消化项目的设计思想，并结合所报道的实际运行数据，分析技术经济特征，进而探讨项目消化停运的原因。 一、项目设计条件与模型的建立 资料显示，一、二期项目在泥区物流、厌氧消化工艺方面的设计参数是基本一致的，所不同的地方仅在于消化器的搅拌形式、沼气发电机的选型和配置、脱硫工艺类型等。这里按每期项目数据单独分析。 “设计水量50万m3/d，初沉泥和二沉池的混合污泥量为4417m3／d，污泥含水率97％”，则浓缩污泥的干固体量为132.5吨/日。 项目采用中温两级消化，温度35度，一级消化的固体停留时间21
天，二级7天，一级消化器12个，二级4个，则单体消化器的有效容积为7800立方米。 入消化器浓缩污泥量2208立方米/日，则含固率的设计值为6%（实际4-5%）； 设计消化参数取值为干基有机质含量60%，消化降解率50%。则每日有机质降解量为39.75吨/日。 设计日产气量设计值为26500立方米。假设甲烷含量在60-65%之间，取中值63%，则日产甲烷量约16695立方米/日。由此可知，设计时可能采用了有机质降解产甲烷系数0.42 Nm3/kg.VSSr。 消化器的设计直径20米，总高28.8米，其中地下5米。据此可得到消化器的表面积。 二期项目设计时，给出了项目“消化池冬季所需最大加热量为226.8万Kcal／h。夏季最小加热量为138.3万Kcal／h”的数据，据此，可采用北京地区气温、土温数据，建立适合此类消化池的加热部分计算模型。 为使模型完整，根据进出水数据，反推得到污水处理工艺的设计数据如下：入水BOD5 200 mg/l，出水20 mg/l，TSS进水200 mg/l，初沉池固体去除率50%，剩余污泥产率系数0.60 kg/kg，MLVSS浓度1.6 kg/m3，MLVSS分解系数0.05，MLVSS/MLSS比0.60。 在沼气使用方面，一、二期项目装机量均为2000 kW；以二期的设计发电效率38.3%考虑，需要耗用沼气19955立方米/日；根据二期项目发电机余热量50.3%，发电机满负荷时所产余热应能满足冬季最大加热量需求。 这里为分析方便起见，不采用全部余热生成热水的方法，而是考虑部分高温余热（相当于发电沼气输入热量的19.5%）生成蒸汽或导热油用于干化，以此来考察厌氧消化的多余能量结合干化实现污泥减量的潜力。仅采用缸套冷却水和润滑油冷却水进行热水回收，这相当于沼气发
厌氧消化的影响因素有哪些
厌氧消化的影响因素有哪些？ 厌氧消化的影响因素有哪些？ 甲烷发酵阶段是厌氧消化反应的控制阶段，因此厌氧反应的各项影响因素也以对甲烷菌的影响因素为准。 一、温度因素 厌氧消化中的微生物对温度的变化非常敏感（日变化小于±2℃），温度的突然变化，对沼气产量有明显影响，温度突变超过一定范围时，则会停止产气。 根据采用消化温度的高低，可以分为常温消化（10-30℃）、中温消化（33-35℃左右）和高温消化（50-55℃左右）。 二、生物固体停留时间（污泥龄）与负荷 三、搅拌和混合 搅拌可使消化物料分布均匀，增加微生物与物料的接触，并使消化产物及时分离，从而提高消化效率、增加产气量。同时，对消化池进行搅拌，可使池内温度均匀，加快消化速度，提高产气量。 搅拌方法包括气体搅拌、机械搅拌、泵循环等。气体搅拌是将消化池产生的沼气，加压后从池底部冲入，利用产生的气流，达到搅拌的目的。机械搅拌适合于小的消化池，液搅拌和气搅拌适合于大、中型的沼气工程。 四、营养与C/N比 厌氧消化原料在厌氧消化过程中既是产生沼气的基质，又是厌氧消化微生物赖以生长、繁殖的营养物质。这些营养物质中最重要的是碳素和氨素两种营养物质，在厌氧菌生命活动过程中需要一定比例的氮素和碳素（COD∶N∶P=200∶5∶1）。原料C/N比过高，碳素多，氮素养料相对缺乏，细菌和其他微生物的生长繁殖 受到限制，有机物的分解速度就慢、发酵过程就长。 若C/N比过低，可供消耗的碳素少，氮素养料相对过剩，则容易造成系统中氨 氮浓度过高，出现氨中毒。 五、有毒物质 挥发性脂肪酸（VFA是消化原料酸性消化的产物，同时也是甲烷菌的生长代谢 的基质。一定的挥发性脂肪酸浓度是保证系统正常运行的必要条件，但过高的VFA会抑制甲烷菌的生长，从而破坏消化过程。 有许多化学物质能抑制厌氧消化过程中微生物的生命活动，这类物质被称为抑制剂。 抑制剂的种类也很多，包括部分气态物质、重金属离子、酸类、醇类、苯、氰化物及去垢剂等。 六、酸碱度、pH值和消化液的缓冲作用 pH值的变化直接影响着消化过程和消化产物。 1、由于pH的变化引起微生物体表面的电荷变化， 进而影响微生物对营养物的吸收； 2、pH除了对微生物细胞有直接影响外，还可以促使有机化合物的离子化作用，从而对微生物产生 间接影响，因为多数非离子状态化合物比离子状态化合物更容易渗入细胞；
污泥厌氧消化池设计说明书样本
污泥厌氧消化池设 计说明书
课程设计 课程名称_固体废物利用与处理B课程设计_题目名称_ 260m3/d污泥厌氧消化池设计 学生学院_ _ 环境科学与工程__ _专业班级_ _ 环境科09级（2）班__ _学号 学生姓名_________余笃凝 ___ _____指导教师_________戴文灿 ___ ____ 年 6 月 25 日
摘要 厌氧消化或称厌氧发酵是一种普遍存在于自然界的微生物过程。厌氧消化处理是指在厌氧状态下利用厌氧微生物使固体废物中的有机物转化为CH4和CO2的过程。厌氧消化池多用于大型污水处理场的脱水剩余污泥的厌氧处理，也可用以处理高浓度有机工业废水、悬浮固体含量较高和颗粒较大的有机废水、含难降解有机物的工业废水，也以被成功地应用于肉类食品工业废水的处理。厌氧发酵反应与固液分离在同一个池内进行，结构较为简单。此次课程设计要求我们在给定参数下设计日处理量为260m3 的中温定容式污泥厌氧消化池。 关键词：固体废物厌氧消化微生物有机物
Abstract Anaerobic digestion（some says anaerobic fermentation）is a kind of microbial process which commonly finds in nature area. Anaerobic digestion treatment means that use anaerobic microbe in order to make organic matter from solid waste into CH4 and CO2 process in anaerobic state.Anaerobic digestion pools usually used in large sewage farm to treats dewatering surplus sludge anaerobicly,it also can be used to deal with high concentration of organic industrial waste water, higher content of suspended solid and the larger particle organic wastewater, including refractory organics industrial wastewater, what’s more,it can applied successfully in the meat food industrial wastewater treatment. Anaerobic fermentation reaction and solid-liquid separation are react in the same pool so the structure is simple. The course design require us to design the steady increases type of sludge anaerobic digestion pool which capacity of 260 m3under the given parameters.
污泥厌氧消化
污泥厌氧消化 1.污泥厌氧消化的原理 污泥厌氧消化,即污泥中的有机物在无氧的条件下被厌氧菌群最终分解成甲烷与CO2的过程,就是一个极其复杂的过程,一般分为三个阶段,第一阶段在水解与发酵细菌的作用下,使碳水化合物、蛋白质与脂肪水解与发酵,转化为单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及CO2及氢等;第二阶段在产氢产乙酸菌的作用下,把第一阶段的产物转化成氢、CO2与乙酸等;第三阶段,通过两组生理上不同的产甲烷菌的作用下,一组把氢与CO2转化为甲烷,另一组对乙酸脱羧产生甲烷。 2.厌氧消化影响因素 （1）温度 温度适宜时,细菌发育正常,有机物分解完全,产气量高。产甲烷菌在0-56℃设有特定的温度限制,但在一定温度驯化的甲烷菌对温度变化很敏感,在操作过程中,应尽量保持温度不变。 （2）污泥投配率 指每日加入污泥消化池的新鲜污泥体积与消化污泥体积的比率,以百分数计。根据经验,中温消化6%-8%为宜。在设计时,新鲜污泥投配率可在5%-12%之间选用。投配率大,有机物分解程度减少,产气量下降,所需消化池体积小,反之产气量增加,所需消化池容积大。 （3）营养与碳氮比 消化池的营养由投配污泥供给,营养配比中最重要的就是碳氮比(C/N)。碳氮比(C/N)太高或太低都不利于污泥消化,一般以10-20较为合适。 （4）搅拌与混合 污泥混合搅拌就是影响污泥消化的重要因素。搅拌操作可以使新鲜污泥与熟污泥均匀接触,加强热传导,均匀地供给细菌以养料,打碎液面上的浮渣层,提高消化池的负荷。近年来,在我国采用国产搅拌设备正常投入运行的并不多,对污泥消化池污泥混合程度也没有统一的评价标准,迫切需要这方面的理论探索与实际经验指导生产运行,以提高污泥厌氧消化的整体水平。 （5）酸碱度 甲烷菌的最佳pH值就是7、0-7、5,酸碱度影响消化系统的pH值与消化液的缓冲能力。
(完整版)第三节污泥的厌氧消化
8.3 污泥的厌氧消化 厌氧消化法：在无氧的条件下，由兼性菌及专性厌氧细菌降解有机物，最终产物是二氧化碳和甲烷气（biogas），是污泥得到稳定。 8.3.1 厌氧消化的机理(间歇实验) 二阶段理论：产酸阶段----产甲烷阶段 四阶段理论：水解、酸化、酸退、甲烷化 根据参与甲烷发酵的不同营养类群微生物对基质的代谢厌氧降解过程分为三个阶段： 三阶段理论：Toerien et al (1970）Substrate flow in anaerobic digestion, 5th International Conference on water pollution research, San Francisco,CA. 书上:Bryant 1979 CH4+2H2O methane →2CH4+2CO2 ) (纤维素分解菌产氢产乙酸菌甲烷杆菌球菌 碳水化合物分解菌CH3CH2COOH+2H2O---CH3COOH+3H2+CO2蛋白质分解菌，脂肪分解菌) 产酸菌是兼性厌氧菌和专性厌氧菌，对PH，VFA，温度变化适应性强，增殖速度快；甲烷菌是专性厌氧菌，PH=6.4-7.4，对PH，VFA，温度变
化敏感，增殖速度慢。 产甲烷阶段的能量分析: (以乙酸钠为例) 在好氧消化时: C2H3O2Na+2O2NaHCO3+H2O+CO2+848.8 KJ /mol 在厌氧消化时: C2H3O2Na +H2 O NaHCO3+CH4+29.3 KJ /mol 在底物相同的条件下,厌氧消化产生的能量仅是好氧消化的1/20 –1/30.这些能量大部分都用于维持细菌的生活,而只有很少能量由于细胞合成.(这就是厌氧法产生剩余污泥量少的缘故) 虽然厌氧消化过程是要经历多个阶段,但是在连续操作的厌氧消化反应器中这几个阶段同时存在,并保持某种平衡状态. 8.3.2厌氧消化动力学（与好氧相似） 甲烷发酵阶段是厌氧消化速率的控制因素。动力学方程式： 有机物降解 细菌增殖 S K kSX dt dS S + = - bX dt dS Y dt dX - ? ? ? ? ?- =
20吨每天剩余污泥厌氧消化工艺设计
1. 绪论 1.1 题目背景 随着我国经济的高速发展，城市化建设步伐的不断加快，人们对环境质量的要求日益提高，环保意识不断增强，环境保护与治理已成为国家可持续发展中不可或缺的一个重要工作。随着城市污水处理厂不断建成与使用，污泥量的增加速度越来越快。大量未稳定处理的污泥已成为沉重的负担。如果污泥进行处理或仅进行简单的填埋，将会引起严重的二次污染。所以如何将产量巨大、含水率高、成分复杂的污泥进行妥善安全地处理，使其无害化、减量化，最终达到资源化，已成为深受关注的重大课题。污泥成了多数污水处理厂亟待解决的问题。 1.2 国内外研究情况 城市污水处理剩余污泥的传统处理模式主要有填埋、焚烧、投海及土地利用等。但是,剩余污泥含有大量的营养元素,如氮、磷等和各种微量元素,同时也含有难降解有机物、重金属以及病原微生物和寄生虫卵等有害物。剩余污泥处理不当将会带来二次污染,引起地下水、地表水以及空气污染;且污泥体积庞大,将消耗大量的土地资源,严重的会引起一个地区的生态破坏 , 因为污泥含水率可达到90% ,呈胶体状结构,非常不易脱水,有机质性质不稳定,易腐败发臭,有毒有害污染物(主要指重金属和有毒有机物)容易释放到环境中。 目前,厌氧发酵减量化是常用的预处理途径。因为厌氧发酵可以很好的改善污泥的特性,增加脱水特性,并去除部分有机质。随着能源和资源危机的到来,污泥所含有机质和营养物质正是现代社会可持续发展的重要资源,通过合理的技术实现污泥的减量化、无害化和资源化才是最合理的方向。厌氧发酵产生的沼气或氢是一种优质清洁能源,剩余污泥厌氧发酵制取能源已经成为非常看好的途径,国内外都进行了大量研究。
城市污水处理厂污泥厌氧消化处理课程设计
城市污水处理厂污泥厌氧消化处理课程设计 一、课程设计基础资料 某城市污水处理厂，初次污泥量与剩余活性污泥量约3:2，含水率均为96%，采用中温两级消化处理。消化池的停留天数为30d，其中一级消化为20d, 二级消化为10d。消化池控制温度为33～37℃，计算温度为35℃。新鲜污泥年平均温度为17.3℃，日平均最低温度为12℃。池外介质为空气时，全年平均气温为11.6℃，冬季室外计算气温，采用历年平均每年不保证5d的日平均温度-9℃。池外介质为土壤时，全年平均温度为12.6℃，冬季计算温度为4.2℃。一级消化池进行加热、搅拌，二级消化池不加热，不搅拌。均为固定盖形式。 污泥设计处理能力按干基计算为：10t/d（20t/d、50t/d），几个主要设施进行计算和设计。 本课程设计的目的和要求：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决固体废物处理与资源化方面的复杂工程问题。运用深入的工程原理通过系统分析解决复杂工程问题，重点如下：1、设计多种技术、工程和其他因素，分析其中存在的冲突，做到扬长避短，尽量做到互相借鉴；2、通过建立合适的抽象模型解决工程问题，建模过程中需要体现出创造性（建立模型可理解为利用有关工程原理进行合理的情景分析和预测，提出解决思路）；3、以常用的技术方法为基础，从多学科交叉和方法移用方面体现出创新性，以推动问题的解决；4、分析有关专业标准和规范中所涉及的因素是否全面，找出或发掘解决复杂问题的关键因素，并对标准和规范进行拓展；5、技术方法的确定方面，既要考虑处理效率和环保政策要求，又要考虑经济成本的可接受性，还需考虑短期和长远的发展预期；6、提出解决方案需要综合考虑经济、环境和社会效益，也需要采用综合性的解决思路和多学科工程技术的集成，还需考虑固体废物、废水、废气的全面有效处理，也需考虑技术的可行性、选用设备的处理能力和组合方式、工程应用的安全性等，即从多角度、多层次、多阶段、整体性等方面综合性解决。 二、设计内容 1、污水污泥产生量与特性分析
污泥厌氧消化技术现状及应注意的问题
污泥厌氧消化技术现状及应注意的问题 王涛1,2 （1.机械科学研究总院环保技术与装备研究所，北京100044；2.机科发展科技股份有限公司， 北京100044） 摘要：阐述了厌氧消化技术背景与基本原理。通过对国内示范项目运行情况的研究分析，从处理方面分析了应注意的泥质影响、池形选择、温度与无害化、含固率与搅拌动力等问题；结合行业技术指南分析了处置方面应注意的问题。通过处理与处置全过程成本经济分析，得出了该技术参考运行成本。最后给出了该技术的适用条件。 关键词：厌氧消化、中温厌氧消化、处理、处置、无害化、沼气、全过程 1.厌氧消化技术概述 1.1技术来源 厌氧消化是利用兼氧菌和厌氧菌进行厌氧生化反应，分解污泥中有机质的一种污泥处理工艺。 1881年法国Mouras净化器是污水（污泥）厌氧生物处理的雏形；1905年，德国的Imhoff 池的出现，第一次将泥水分离进行厌氧处理；1927年，首次在厌氧消化池中加上了加热装置，使产气速率显著提高；随后，又增加了机械搅拌器，反应速率进一步提高；20世纪50年代初又出现了利用沼气循环的搅拌装置。多种形式的厌氧消化池形成了现代污泥厌氧消化技术的核心工艺体系。 1.2技术原理 厌氧消化的作用机理有两段论、三段论、四段论之分，就两段论可以分为产酸阶段和产
甲烷阶段，其中产酸阶段又可细分为水解阶段、酸化阶段、酸性衰退阶段。 水解酸化阶段（酸性发酵）：污水中不溶性大分子有机物，如多糖、淀粉、纤维素、烃类（烷、烯、炔等）水解，主要产物为甲、乙、丙、丁酸、乳酸；紧接着氨基酸、蛋白质、脂肪水解生成氨和胺、多肽等。 产甲烷阶段（碱性发酵）：产甲烷细菌把甲酸、乙酸、甲胺、甲醇等基质通过不同途径转化为甲烷，其中最主要的基质为乙酸。 全部反应可以概括为： 淀 脂 1.3厌氧消化池分类 厌氧消化池从构造上一般分为池顶、池体和池底三部分：池顶主要起到收集沼气的作用；池体主要起到容纳作用；池底一般主要起到排泥的作用。 按照消化池形状可以分为：圆柱形、椭圆形（卵形）和龟甲形等。 按照池顶结构形式可以分为：固定盖式和移动盖式。 按照搅拌形式可以分为：机械搅拌和沼气搅拌两种形式；机械搅拌又分为泵搅拌、桨叶搅拌、水射器搅拌等；沼气搅拌又可分为气提式搅拌、竖管式搅拌和气体扩散式搅拌等。 1.4国内应用情况 2000年，建设部、国家环保局、科技部联合发布《城市污水处理及污染防治技术政策》规定：“处理能力达于10万m3/d的污水处理二级设施产生的污泥，宜采取厌氧消化工艺进行处理”。截至2011年，国内已建成市政污水处理厂3078座，其中配套建设厌氧消化系统的50余座，这其中稳定正常运行不超过10座。2010、2011年污泥处理处置十大推荐案例中共列入6个厌氧消化项目，其中还包括当时“尚未进行24小时连续运行和冬季运行”的