厌氧污泥的性质
厌氧的基本原理及影响其效果的因素
厌氧生化法的基本原理及影响其效果的因素一、厌氧生化法的基本原理废水厌氧生物处理是在无分子氧条件下通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称为厌氧消化。
厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成。
因而粗略地将厌氧消化过程分为三个连续的阶段，即水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段，如下图所示：（1）水解酸化（2）产氢产乙酸（3）产甲烷第一阶段为水解酸化阶段。
复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物，然后渗入细胞体内，分解产生挥发性有机酸、醇类、醛类等。
这个阶段主要产生较高级脂肪酸。
含氮有机物分解产生的NH除了提供合成细胞物质的氮源外，在水中部分电离，形成NHHCO，具有缓冲消化液PH值的作用。
第二阶段为产氢产乙酸阶段。
在产氢产乙酸细菌的作用下，第一阶段产生的各种有机酸被分解转化成乙酸和H2 ，在降解奇数碳素有机酸时还形成CO2 。
第三阶段为产甲烷阶段。
产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2 和H2 等转化成甲烷。
虽然厌氧消化过程可分为以上三个阶段，但是在厌氧反应器中，三个阶段是同时进行的，并保持某种程度的动态平衡。
这种动态平衡一旦被PH值、温度、有机负荷等外加因素所破坏，贝y首先将使产甲烷阶段受到抑制，其结果会导致低级脂肪酸的积存和厌氧进程的异常变化，甚至会导致整个厌氧消化过程停滞。
二、影响厌氧处理效果的因素水解产酸细菌和产氢产乙酸细菌，可统称为不产甲烷菌，它包括厌氧细菌和兼性细菌，尤以兼性细菌居多。
与产甲烷菌相比，不产甲烷菌对PH值、温度、厌氧条件等外界环境因素的变化具有较强的适应性，且其增殖速度快。
而产甲烷菌是一群非常特殊的、严格厌氧的细菌，它们对环境条件的要求比不产甲烷菌更严格，而且其繁殖的世代期更长。
因此，产甲烷细菌是决定厌氧消化效率和成败的主要微生物，产甲烷阶段是厌氧过程速率的限制步骤。
厌氧颗粒污泥优点
厌氧颗粒污泥是由产甲烷菌，产酸菌和水解发酵菌等组成的自凝聚体。
其良好的沉淀性能和产甲烷活性在污泥处理设备中效果比较理想，由于污泥颗粒化的过程是多阶段的而且比较复杂，取决于废水情况和操作等因素。
厌氧颗粒污泥的优点有以下几点：
①厌氧颗粒沉降性好，效率高。
但是受进水特性，反应器结构和控制，以及培养周期的影响很大，不过这方面的研究以及很多，不再是难点。
②在厌氧污水处理工艺里的，污泥浓度大，去除COD BOD能力强，但是难形成，污泥龄比较长
③消耗碳源，除磷脱氮
④可以用于厌氧生物处理
⑤颗粒污泥具有特别好的沉降性能，能在很高的产气量和向上流速下保留在反应器内，因而污泥颗粒化可以使UASB内保留高浓度的厌氧污泥，并可以使UASB承受更高的有机物容积负荷和水力负荷
⑥细菌形成的污泥颗粒状聚集是一个微生态系统，其中不同类型的种群形
成了共生或互生体关系，有利于形成细菌生长的生理条件。
⑦颗粒污泥的形成有利于其中的细菌对营养的吸收，利于有机物的降解，颗粒污泥使诸如产乙酸和利用氢的细菌等发酵的中间产物的产物的扩散距离大大缩短。
⑧在诸如PH值和毒性物质浓度等废水性质聚变时，颗粒污泥能维持一个相对稳定的微环境而使代谢过程继续进行。
以上就是厌氧颗粒污泥的优点了，希望为您提供一些有价值的信息。
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厌氧活性污泥的沉淀性能
厌氧活性污泥的沉淀性能
要在消化器内保留⾼浓度的厌氧活性污泥,除在消化器的设计上采取措施外,很重要的⼀点是使污泥具有良好的沉淀性能｡污泥的沉淀性能以污泥的体积指数(SVI)来衡量,即1g污泥悬浮固体经0.5h静⽌沉淀后所占体积的毫升数来表⽰｡SVI值⾼说明污泥的沉淀性能差。
SVI的测定⽅法是从消化器内取100mL混合消化液置于100mL量筒内,静⽌沉淀30min后,记下污泥体积的毫升数,再把样品中的悬浮固体量测
出,其SVI按下式计算:
据测定,厌氧接触⼯艺消化器内的污泥体积指数⼀般为50mL/g左右,升流式厌氧污泥床的SVI⼀般
为10～30mL/g,污泥床下部发育良好的颗粒污泥SVI可达10mL/g,UASB上部的污泥SVI要⾼⼀些,⼀般
为15～30mL/g｡UASB的创始⼈莱廷格认为在UASB中,当活性污泥的SVI为15～20mL/g时,活性污泥具有良好的沉降性能｡
活性污泥的沉淀性与发酵原料的性质､污泥的发育程度和污泥负荷等因素有关｡例如,⾼悬浮固体原料的污泥往往以分散状态或者仅以轻微的凝絮状态存在,沉淀性能差,SVI值则⾼｡可溶性原料的污泥经⼏个⽉的培育后,可⽣成凝絮状或颗粒状污泥,其沉降性能良好,SVI值则较低｡同⼀种污泥在正常负荷运⾏时则沉淀性能好,如果超负荷运⾏则会使污泥沉淀性能严重下降,使⼤量污泥随出⽔⽽流失｡钙离⼦对污泥的沉淀性能和凝絮作⽤具有明显的效应｡
厌氧活性污泥在消化器内可以保存数年⽽不需投加养料,仍能保持其活性,当重新投⼊原料运⾏时,其消化能⼒可很快恢复｡这⼀特性对季节性开⼯的农产品加⼯业在应⽤厌氧消化处理污⽔时⼗分有利｡。
污泥处理技术二：厌氧消化
污泥处理技术二：厌氧消化1. 原理与作用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，实现污泥稳定化非常有效的一种污泥处理工艺。
污泥厌氧消化的作用主要体现在：（1）污泥稳定化。
对有机物进行降解，使污泥稳定化，不会腐臭，避免在运输及最终处置过程中对环境造成不利影响；（2）污泥减量化。
通过厌氧过程对有机物进行降解，减少污泥量，同时可以改善污泥的脱水性能，减少污泥脱水的药剂消耗，降低污泥含水率；（3）消化过程中产生沼气。
它可以回收生物质能源，降低污水处理厂能耗及减少温室气体排放。
厌氧消化处理后的污泥可满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918中污泥稳定化相关指标的要求。
2. 应用原则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，减少温室气体排放。
该工艺可以用于污水厂污泥的就地或集中处理。
它通常处理规模越大，厌氧消化工艺综合效益越明显。
3. 厌氧消化工艺3.1. 厌氧消化的分类1）中温厌氧消化中温厌氧消化温度维持在35℃±2℃，固体停留时间应大于20d，有机物容积负荷一般为2.0~4.0kg/m3⋅d，有机物分解率可达到35％~45％，产气率一般为0.75~1.10Nm3/kgVSS（去除）。
2）高温厌氧消化高温厌氧消化温度控制在55℃±2℃，适合嗜热产甲烷菌生长。
高温厌氧消化有机物分解速度快，可以有效杀灭各种致病菌和寄生虫卵。
一般情况下，有机物分解率可达到35%~45%，停留时间可缩短至10~15d。
缺点是能量消耗较大，运行费用较高，系统操作要求高。
3.2. 传统厌氧消化工艺流程与系统组成传统厌氧消化系统的组成及工艺流程，如图4-1所示。
当污水处理厂内没有足够场地建设污泥厌氧消化系统时，可将脱水污泥集中到其他建设地点，经适当浆液化处理后再进行污泥厌氧消化，其系统的组成及工艺流程图，如图4-2所示。
图1传统污泥厌氧消化工艺流程图图2脱水污泥厌氧消化工艺流程图传统污泥厌氧消化系统主要包括：污泥进出料系统、污泥加热系统、消化池搅拌系统及沼气收集、净化利用系统。
污泥性质解析与厌氧消化技术定位
污泥性质解析与厌氧消化技术定位李 欢单位:清华大学，深圳研究生院，环境研究所E-mail:li.huan@报告内容•污泥特性解析•污泥厌氧消化技术定位•污泥厌氧消化技术进展•污泥厌氧消化技术评估•污泥厌氧消化技术趋势1.1 污泥来源55% COD 20-30% N 90% P进水：100%COD 100%N 100%P50-70% N→N 2出水：<10% COD 5-15% N 10% P35% COD 5-15% N 10-15% P 20%COD 15-20%N 75-80%P35% COD → CO 2沼气：28% COD → CH 4脱出液：0.1% COD +15-20%N脱水污泥: 27% COD 5-10% N 90% P初沉池生化池二沉池均质池脱水机消化罐1.2 污泥组分•寡资源：主要是水分，其次才是约12%的有机质，微量的营养元素（2%）和低价值的无机质（8%），并含有多种污染物；•对单一低品位资源化产品（如生物炭、蛋白质、矿物成分、磷）的过度追求会导致系统处理成本和环境负荷的显著增加。
1.2 污泥组分•寡资源：主要是水分，其次才是约12%的有机质，微量的营养元素（2%）和低价值的无机质（8%），并含有多种污染物；•对单一低品位资源化产品（如生物炭、蛋白质、矿物成分、磷）的过度追求会导致系统处理成本和环境负荷的显著增加。
某地不同污水处理厂污泥有机质元素含量（wt.％）碳氢氧硫氮46.398.2936.49 1.497.3446.397.7837.36 1.55 6.9244.877.6139.61 1.52 6.3944.087.5840.03 1.4 6.9144.637.5339.85 1.3 6.6944.797.1439.59 1.457.0438.08 6.0549.32 1.3 5.251.2 污泥组分•低热值：污泥有机质含量60%时干基热值约12000 kJ/kg；1kg脱水污泥有机质热值约1440 kJ，低于水分蒸发所需的约2000 kJ；•污泥能源化本质是碳的利用，但其碳含量低，热化学转化过程，如普通机械脱水+热干化+焚烧/混烧/热解/碳化等不能实现能量净产出。
pH值对厨余垃圾厌氧发酵产酸的影响
pH值对厨余垃圾厌氧发酵产酸的影响摘要：针对利用厨余垃圾厌氧消化合成VFAs产量低及VFAs类型不确定的问题，探究了pH值对于厨余垃圾合成VFAs产量以及组成的影响。
在三个pH值梯度（pH=6，7，8）条件下检测厌氧系统中的SCOD、NIG4+-N、VFAs的产量及组分。
结果表明，调整pH可以提升厨余垃圾厌氧发酵产VFAs的总量并定向改变有机酸的组成。
反应pH值控制在中性条件pH=7时，VFAs产量优于pH值为弱酸性和弱碱性条件（pH=6，7，8）的情况，产量可提升3.02％-54.80％，其中中性条件对丙酸含量提升较为明显。
关键词：厨余垃圾；厌氧发酵；挥发性脂肪酸(VFAs)：pH值前言：随着垃圾分类的逐步实施，生活垃圾中厨余垃圾的比重逐渐上升，已经可以达到总产量的40%-50%。
因其具有含水率高、有机质含量丰富等特点，通过填埋和焚烧等方式进行处理，会造成渗滤液外溢、焚烧热值低等问题，增加处理成本。
将厨余垃圾通过厌氧发酵的方式合成具有使用价值的产物如挥发性脂肪酸，不仅是一种新的垃圾处理资源化手段，同时也能很好地解决相关问题。
本文将利用单因素实验，设置不同的pH值进行厌氧反应，并对该过程中有机质水解效果和产酸效果进行分析。
1材料与方法1.1实验材料表1原料性质样品厨余垃圾厌氧污泥TS/%11.74±0.27 6.84±0.40VS/%9.34±0.48 5.42±0.22C/N24.56±1.38 5.13±0.01针对我国某大学食堂后厨产生的厨余垃圾成分进行分析，选取白菜、土豆、胡萝卜和绿甘蓝模拟厨余垃圾进行厌氧发酵实验。
厌氧颗粒污泥取自山东某柠檬酸厂污水处理过程中的IC厌氧反应器。
厨余垃圾破碎后适当脱水，和厌氧污泥一起置于4℃冰箱中冷藏保存。
厌氧污泥在接种前以相对应的反应温度条件、转速条件100r/min驯化培养3天，去除其中的微生物可利用有机质并用作接种污泥。
厌氧、好氧、厌氧/好氧交替状态对活性污泥性质的影响
大气污染防治
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7 厌氧生物处理
二、厌氧生物处理的基本原理
5、产甲烷阶段
理论产生甲烷量：
1、糖类、脂类和蛋白质等有机物经过厌氧消化能转化为 甲烷和CO2等气体，这样的混合气体统称为沼气；产生 沼气的数量和成分取决于被消化的有机物的化学组成， 一般可以用下式进行估算：
4、产氢产乙酸阶段
主要微生物： 产氢产乙酸菌以及同型乙酸菌 产物：乙酸、甲烷、CO2、H2
二、厌氧生物处理的基本原理
5、产甲烷阶段
主要微生物：产甲烷菌
产物：甲烷
特征：细胞的增殖很少，（甲烷细菌不繁殖，数量少，
消化时间长）；食物不足；产生能量仅为好氧1/20-1/30。
反应方程式：
在厌氧消化产甲烷菌时：
离。
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二、厌氧生物处理的基本原理
1、复杂有机物的厌氧降解过程
传统观念－－两阶段理论
•酸性发酵阶段——柠檬酸、乳酸、醋酸、脂肪酸等； •稳定发酵阶段（产气阶段）——甲烷和CO2
•发酵：指氢供体和受氢体都是有机化合物的生物氧化作用。
•产生有还原性的有机物；
• CH3COCOOH→2CO2+CH3CHO • 2CH3COOH→2CH4+2CO2
3）接触的作用：提高传质速率，厌氧污泥与介质间的液 膜厚度，布水系统。
三、厌氧微生物生态学
2、影响甲烷细菌的主要生态因子
生物固体停留时间（污泥龄）与负荷
1） 停留时间 θc=Mr/Фe
其中：Mr－－ 消化池内总生物量 Фe=Me/t －－消化池每日排出的生物量； Me－－－排出的生物总量， t－－－排泥时间
行降解或部分降解；对于某些含有难降解有机物的废水， 利用厌氧工艺进行处理可以获得更好的处理效果。