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2012環(huán)保工程師污泥處理匯總

二、厭氧消化

污泥的厭氧消化是利用兼性菌和厭氧菌進(jìn)行水解、酸化、產(chǎn)甲烷等厭氧生化反應(yīng)，將污泥中的大部分固體有機(jī)物水解、液化后并最終分解掉的一種污泥處理工藝。首先，有機(jī)物被厭氧消化分解，可使污泥穩(wěn)定化，使之不易腐敗。其次，通過(guò)厭氧消化，大部分病原菌或蛔蟲(chóng)卵被殺死或作為有機(jī)物被分解，使污泥無(wú)害化。第三，隨著污泥被穩(wěn)定化，不僅是一種減量過(guò)程，而且將產(chǎn)生大量高熱值的沼氣，作為能源利用，使污泥資源化。另外，污泥經(jīng)消化以后，其中的部分有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成了氨氮，提高了污泥的肥效。一般污水處理場(chǎng)生污泥約含65%的有機(jī)物和35%的無(wú)機(jī)物，通過(guò)厭氧消化處理后，污泥中的有機(jī)物約有1/2～1/3被分解，消化污泥的體積減少60%～70%。

大型污水處理場(chǎng)的污泥厭氧消化一般采用中溫消化(30oC～37oC)。

1、工藝原理及過(guò)程

將有機(jī)物質(zhì)厭氧消化產(chǎn)生沼氣，是一個(gè)由多種細(xì)菌參與的多階段生化反應(yīng)過(guò)程，每一種反應(yīng)階段都以某類細(xì)菌為主，其產(chǎn)物供下一階段的細(xì)菌利用，反應(yīng)過(guò)程主要分為以下三個(gè)階段：

⑴、水解階段

污泥中的有機(jī)物成分很復(fù)雜，主要包括碳水化合物(主要以淀粉和纖維素)、類脂化合物(主要為脂肪)和蛋白質(zhì)。以上物質(zhì)在污泥液中基本上都以固態(tài)或膠態(tài)存在，細(xì)菌無(wú)法將其直接吸收至體內(nèi)。但一些兼性細(xì)菌可以向體外分泌胞外酶，將以上大分子的固態(tài)和膠態(tài)物質(zhì)水解成細(xì)菌可吸收的溶解性物質(zhì)，產(chǎn)物如下：

⑵、產(chǎn)酸階段

進(jìn)行水解的兼性菌完成水解以后，可將水解產(chǎn)物吸入細(xì)胞內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)行分解代謝。代謝產(chǎn)物主要為揮發(fā)性脂肪酸、揮發(fā)醇及一些醛酮物質(zhì)。揮發(fā)性脂肪酸通常指少于6個(gè)碳原子的直鏈低級(jí)脂肪酸，但消化液中的脂肪酸則主要為乙酸、丙酸和丁酸，三種酸占揮發(fā)脂肪酸總量的95%以上。三種酸中又以乙酸為主，占總量的65% ~75%。揮發(fā)醇主要為甲醇和乙醇。能夠進(jìn)行水解和酸性消化的細(xì)菌統(tǒng)稱為產(chǎn)酸菌，一般都為兼性菌。

⑶產(chǎn)甲烷階段

在該階段，起主要作用的為產(chǎn)甲烷細(xì)菌。但由于該類細(xì)菌繁殖速度慢，代謝活力不強(qiáng)，只能利用揮發(fā)性脂肪酸這樣一些易降解物質(zhì)進(jìn)行代謝，產(chǎn)生甲烷。而揮發(fā)性脂肪酸正是產(chǎn)酸階段的主要產(chǎn)物，因此，產(chǎn)酸階段是產(chǎn)甲烷階段的前提。大部分甲烷細(xì)菌將產(chǎn)酸階段CO2產(chǎn)生的乙酸吸入胞內(nèi)進(jìn)行代謝，產(chǎn)生甲烷，也有少量甲烷細(xì)菌能將H2 和CO2直接還原為CH4。甲烷細(xì)菌為專性厭氧菌，氧的存在能使之中毒，失去活性。主要原因是，當(dāng)環(huán)境中有氧存在時(shí)，O2能與酸性消化階段產(chǎn)生的H2迅速合成為過(guò)氧化氫(H2O2)。H2O2是一種強(qiáng)氧化劑，在其濃度較高時(shí)，對(duì)所有類型的細(xì)菌均有殺傷作用。由于酸性消化階段產(chǎn)H2量不可能很大，因而消化液中H2O2濃度不高。在H2O2濃度較低時(shí)，兼性菌會(huì)分泌出一種分解H2O2的酶，將H2O2分解掉，使之失去氧化能力，而專性厭氧菌無(wú)此功能。

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