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污泥处置厌氧消化工程

  淤泥是废水、造纸工业等领域可持续性发展的棘手问题,也是一个急需解决的社会发展社会问题。淤泥厌氧消化是运用兼性菌和绿脓杆菌的生化反应,溶解淤泥有机化学物质的一种方式。其加工工艺可…

  淤泥是废水、造纸工业等领域可持续性发展的棘手问题,也是一个急需解决的社会发展社会问题。淤泥厌氧消化是运用兼性菌和绿脓杆菌的生化反应,溶解淤泥有机化学物质的一种方式。其加工工艺可以将淤泥有机化合物防老化、资源化再生,在世界各国获得广泛青睐。根据厌氧消化,淤泥中绝大多数的病菌和绦虫卵被消灭,一部分有机化学氮转换成高锰酸盐指数,有机化学化学物质被消化吸收溶解,造成动能(甲烷气体);消化吸收彻底时,还能够清除恶臭味。厌氧消化加工工艺实际操作较为便捷平稳、处理方式总排名淤泥量少,污泥微生物可靠性和脱水性也大大改进。文中在详细介绍淤泥厌氧消化三段论的根基上(水解反应环节、产酸阶段、产甲烷环节),对其生产过程的酸碱度、溫度、泥龄等影响因素的研究成果开展具体描述。

  1、淤泥厌氧消化运作环节

  1.1 预备处理及水解反应环节

  微生物菌种破壁料理机和水解反应是淤泥厌氧消化的限定要素之一。根据预备处理,淤泥中的糖类与碳水化合物、脂质化学物质和蛋白等固体或胶态土壤有机质生物大分子,水解反应成病菌可消化吸收的溶解度化学物质,水解反应全过程还随着小量的二氧化碳和二氧化氮,水解反应式如下所示:

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  微生物菌种植物细胞的破壁料理机技术性主要包含生物化学技术性、有机化学破壁料理机技术性。生物化学技术性包含运用高效率厌氧发酵水解反应菌水解和使用好氧或微氧嗜热溶胞菌在较高溫对淤泥加强水解反应两大类。有机化学破壁料理机技术性包含热溶解解决、超音波解决、碱解处理、活性氧解决等。在其中热溶解解决是将淤泥在密闭式器皿加温,使淤泥絮体产生一系列的物理和化学转变的预备处理全过程,在现实制造中极为普遍。科学研究结果显示,热水解反应能更改淤泥降解特性,尤其是对溶解度糖类与碳水化合物、挥发物溶解性总固体(VSS)的水解反应率有比较大的危害,而对高锰酸盐指数危害较小。超音波预备处理的分析主要是聚集在不一样頻率、不一样抗压强度对淤泥功效实际效果。王晓燕觉得,超声波解决能推动生物菌加强淤泥厌氧生产制造挥发物油酸;曹秀芹等觉得功效的时间对淤泥破译实际效果的危害远高于声音相对密度。徐慧敏等根据超声波协同热碱合理破译淤泥土壤有机质研究表明,二者同歩可以大幅度提高土壤有机质的破译,提升其微生物可使用性。除此之外,石璞玉等活性氧预备处理研究表明,活性氧泥量与淤泥破壁料理机实际效果展现成正比,而超声波解决比活性氧解决对厌氧发酵微生物菌种具有更强的削减功效。

  1.2 产酸环节

  开展水解反应的兼性菌进行水解反应后,将水解物质吸进,再次开展吸收代谢,即是产酸环节。产酸阶段主要是借助产酸菌充分发挥。产酸菌一般为兼性菌,也是有小量肯定绿脓杆菌。产酸菌在淤泥中大量的存有且生长发育速度快,融入的溫度覆盖面广,可以在高溫条件下生存。在厌氧消化全过程中,产酸菌可以将非溶解度的有机化学化学物质溶解并转换为简便的溶解度化学物质,新陈代谢物质首要为挥发物油酸、蒸发醇及一些醛酮化学物质。消化吸收物质油酸主要包含甲酸、己酸和丁酸,占挥发物油酸95%,其三种酸中以甲酸为主导,占65%~75%;蒸发醇关键为甲醇和乙醇。这种溶解度化学物质可以为产甲烷菌生长发育繁育给予营养元素。产酸菌可以根据本身主题活动清除厌氧消化前期带到的溶氧,而且可以裂化苯环、重金属超标等对产甲烷菌有危害的化学物质(H2O2浓度值较低时,兼性菌会产生出一种溶解H2O2的酶,将H2O2溶掉,而专性绿脓杆菌不存在作用,这也是兼性菌和专性绿脓杆菌中间差别实质所属)。

  也是有专家觉得,淤泥消化吸收可以考量将土壤有机质尽量转换为挎包有机物类(如甲酸),再根据藕合系统软件转换为高效益微生物化工品,将要反映操纵在产酸环节,那样不但可使淤泥得到防老化、无害化,还能够寻找淤泥资源化再生再使用的有效途径。

  1.3 产甲烷环节

  产甲烷率是淤泥厌氧消化较大的发展瓶颈。一是产甲烷菌是专性绿脓杆菌,氧的出现能使其快速丧失活力。其原理是当自然环境有氧运动存有时,O2能与产酸环节形成的氡气快速生成过氧化氢,双氧水是一种氧化剂,其浓度值较高时,对全部类别的病菌均具备破坏力功效。二是产甲烷菌繁育速度比较慢,新陈代谢魅力不强,只有运用挥发物油酸新陈代谢成甲烷气体。因而产酸环节是产甲烷阶段的前提条件,绝大多数甲烷菌将产酸环节形成的甲酸吸进胞内开展新陈代谢。

  为了更好地提升产甲烷速度,世界各国科技工作者干了很多基本性研究与讨论。孙龙研究表明,10%的固含量和5%的含固率产甲烷气率和土壤有机质污泥负荷相近,具体生产制造可以考虑到设计方案较高固含量生物滤池。除此之外,运用新型材料是科研网络热点之一。Bigg等运用纳米复合材料导电率,将其做为电子器件供者将二氧化碳转变成甲烷气体,提高产甲烷菌的产甲烷性;科学研究还发觉0.1%的纳米技术零价铁的加入量,可以提升甲烷气体生产量30.4%~40.4%。夏兆辉等觉得炭原材料如生物炭、活性碳等具备比表面大、导电率优质等,可以推动厌氧消化系统软件中电子传递,推动二氧化碳转变成甲烷气体。

  2、淤泥厌氧消化的影响因素

  2.1 ph酸碱度

  酸碱度是淤泥厌氧消化限制网速因素之一。厌氧消化整个过程,通常水解反应、产酸和产甲烷三个环节与此同时存有,各种各样强酸强碱综合性功效,反映为消化酶pH值。更改pH可以造成曝气生物滤池全过程中微生物菌种物种和新陈代谢方式的强烈转变。产酸菌和产甲烷菌均在特殊pH值范畴才可以充分发挥代谢作用,见表1。当水解反应和产酸速度超出产甲烷环节,会导致有机物的积累而抑止反映;产甲烷与产酸速度贴近,则无很多有机物积累,消化酶的pH值上升。发醇产酸正中间物质无法操纵,生产量不稳定,但pH值可以当做综合性每个环节消化吸收情况的一个指标值。科学研究觉得,糖类与碳水化合物和蛋白的水解反应挥发物油酸(VFA)的造成量和产生速度在pH相当于7标准时做到较大,以TOC和COD表明的水解反应高效率达80%以上。

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  2.2 溫度

  厌氧消化依据消化吸收溫度差别,可以分成高溫消化吸收(50℃以上)、中温消化(30~36℃)、常温下消化吸收三种方法。当环境温度在55~60℃以内时,消化吸收高效率最大,厌氧消化也相对稳定,消化吸收時间仅必须10d上下。从微生物菌种活力而言,产甲烷菌一切正常生活的温度范围10~60℃,其活力伴随着溫度上升而扩大。当环境温度小于10℃,虽能生存,但新陈代谢将基本上终止;当环境温度高于70℃活力减少。

  中国淤泥厌氧消化初期多聚集于中温标准,高溫消化吸收被觉得必须耗费更高动能。张辰科学研究觉得,高溫厌氧消化对VS和COD具备更多的污泥负荷,给予大量的产甲烷栽培基质和沼液量。无论高溫或中温消化吸收均会造成污泥处理特性下降,且高溫消化吸收淤泥的孔状吸湿時间(CST)高过中温消化吸收淤泥。对病菌的消灭层面研究发现,中温厌氧消化粪大肠菌群数较少,低于2×106MPN/g,高溫厌氧消化达到低于1000MPN/g,表明高溫厌氧消化沉渣制做化肥更可以信赖。为维持消化吸收池中的溫度适度,务必开展加温提温。厌氧消化池的常见加温方法包含:在消化吸收池外换热器加热、用水蒸汽立即在消化吸收池中加温、在消化吸收池内部结构安裝开水加热盘管三种。

  2.3 营养成分与泥龄

  生成体细胞所必须的氮源具备双向每日任务。一是做为反映全过程的电力能源,二是生成新体细胞。生成体细胞的C/N比约为5∶1,规定C/N比约为(10~20)∶1。假如氮量不够,则消化酶缓存工作能力低,pH非常容易减少。相反,pH很有可能升高,氨盐非常容易积累,会抑止消化过程。孙洪伟等觉得,泥龄C/N对胞外高聚物(EPS)以及成分具备明显危害。当C/N由0上升至15,EPS和紧密联系型胞外高聚物(TB-EPS)成分慢慢上升,而松散型胞外高聚物(LB-EPS)成分慢慢减少。除此之外,C/N扩大造成孔状吸湿時间(CST)和淤泥比阻(SRF)值明显扩大,淤泥的脱干特性下降。具体制造中,淤泥泥龄较低,易造成氨抑止,淤泥独立厌氧消化存有产供气量低、系统软件不稳定等问题。运用蔬菜水果、厨房垃圾等易腐烂有机化学废弃物与淤泥共消化吸收可以提升甲烷气体产出率与企业解决高效率。

  2.4 别的

  拌和,厌氧消化池存有分层次状况,通过拌和可以清除分层次,提升淤泥与微生物菌种的触碰,使进泥与原来原材料充足触碰,加速消化吸收速率。具体生产制造多选用间歇性拌和方法或多级别拌和方法。因为产甲烷菌的繁殖比较慢,对环境问题比较敏感,微生物固态停留的时间(污泥龄)也是厌氧消化的影响因素之一。淤泥池中的磷酸盐将被转变成氢气,因为细胞的增殖非常少,很少氮转换为体细胞,绝大多数转换为消化酶中的氨,氮均衡也是至关重要的影响因素。此外,重金属超标及丙烯胺等有毒物质也是影响因素。

  3、结论与展望

  污泥处理需考虑到的关键因素包含产业布局、土壤资源、都市化水平等。在我国污泥处理依然以土地资源垃圾填埋和土地资源利用为主导。淤泥厌氧消化是世界上运用最普遍的废水中有机化合物防老化和资源化再生方式,可以将淤泥土壤有机质转换为动能(电力能源),生产过程的排泥量少,消化吸收副产品是一种有效的土壤调理剂或有机化学栽培基质。也必定是在我国将来污泥处理的流行之一。(来源于:广东省华扬环保技术有限责任公司)

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作者: 三六五环保公司

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