微生物在污泥處理中的應用-污泥處理的基本原理

污泥好氧處理的原理教學內(nèi)容

污泥好氧處理的基本原理；

污泥好氧處理的影響因素；

污泥好氧處理的常用工藝。我國污泥的產(chǎn)生與處置現(xiàn)狀一、污泥的來源、性質(zhì)及主要指標來源初沉污泥剩余污泥消化污泥化學污泥富含有機物，容易腐化、破壞環(huán)境，必須妥善處置城市污水廠所產(chǎn)生的污泥量約為處理水體積的1%左右（0.5%~1.5%）,含水率99.2%左右。柵渣、沉砂池沉渣降低含水率，使其變流態(tài)為固態(tài)，同時減少數(shù)量穩(wěn)定有機物，使其不易腐化，避免對環(huán)境造成二次污染。處理目的（一）污泥的好氧生物穩(wěn)定（好氧消化）其機理是促使活性污泥進入內(nèi)源呼吸階段，通過自身氧化降低污泥中的有機物的含量，使污泥達到穩(wěn)定化。其反應方程式如下：C5H7NO2+5O2→5CO2+NH3+2H2O

二、污泥的生物穩(wěn)定只有約80%的細胞組織能被氧化，剩余的20%則是不能被生物降解的，對污泥中揮發(fā)性固體量的降低可接近于厭氧消化法；根據(jù)所采用的氧氣來源的不同，又可分為空氣好氧穩(wěn)定和純氧穩(wěn)定法。因需要大量供氧，能耗較大，運行費用高，所以一般只適用于小規(guī)模的廢水廠。二、污泥的生物穩(wěn)定污泥好氧消化技術，也叫做污泥好氧發(fā)酵技術，目前最為常用的好氧發(fā)酵技術就是采用好氧堆肥化技術處理污泥，堆肥化的實質(zhì)是有機固體廢物在微生物的作用下，通過生物化學反應實現(xiàn)轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定化的過程。由于堆肥技術的目的是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)應用，因此為了更好地對污泥中病原微生物等進行滅活，一般采用高溫好氧堆肥技術。三、污泥的好氧處理發(fā)酵條件接種含水量營養(yǎng)配比有氧量發(fā)酵溫度pH值攪拌與翻堆防止有害雜物四、污泥的好氧發(fā)酵條件1.傳統(tǒng)工藝流程（CAD）污泥的好氧消化傳統(tǒng)的污泥好氧消化工藝(conventionalaerobicdi-gestion,CAD)的基本原理主要是使污泥中的微生物進入內(nèi)源呼吸階段進行自身氧化,從而使污泥減量。其常用的工藝流程主要有連續(xù)進泥和間歇進泥2種,其工藝流程如右圖所示。五、污泥的好氧處理工藝污泥的好氧消化2.缺氧/好氧消化工藝(A/AD)缺氧/好氧消化工藝(anoxic/aerobicdigestion,A/AD)即在CAD工藝的前端加一段缺氧區(qū),使污泥在該段發(fā)生反硝化反應,其產(chǎn)生的堿度可補償硝化反應中所消耗的堿度,所以不必另行投堿就可使pH值保持在7左右。通常A/AD可通過2種方法實現(xiàn),如右圖所示。

污泥自熱高溫好氧消化是利用有機物好氧氧化所釋放的代謝熱，達到并維持高溫，而不需要外加熱源。污泥的好氧消化

該法與普通好氧消化相比反應速度快、停留時間短、基建費用低、改善污泥沉淀脫水性能等優(yōu)點，而且可全部殺滅病原體，不需進一步消毒處理。3.自熱高溫好氧消化由于θc較長，有大量的硝化菌，上清夜和濾液返回脫氮系統(tǒng)的反硝化段《室外排水設計規(guī)范》（GB50014-2006）規(guī)定的有關設計參數(shù)：曝氣方式消化時間消化溫度溶解氧濃度供氣量容積負荷中氣泡10~20d15~20℃>2mg/L0.02~0.04m3(空氣)/m3(池容)min0.04~0.06m3(空氣)/m3(池容)min0.7~2.8KgVSS/(m3d重力濃縮后的)4.2KgVSS/(m3d機械濃縮后的)污泥厭氧處理的原理教學內(nèi)容

污泥厭氧處理的基本原理；

污泥厭氧處理的影響因素；

污泥厭氧處理的常用工藝。常用方法（二）厭氧消化目的污泥中的揮發(fā)性固體的量降低40％左右過程水解、酸化、產(chǎn)乙酸、產(chǎn)甲烷控制過程固態(tài)物的水解、液化、產(chǎn)甲烷優(yōu)點產(chǎn)生能量使污泥固體總量減少作土壤調(diào)節(jié)劑殺死致病菌缺點投資大運行易受環(huán)境條件的影響消化污泥不易沉淀消化反應時間長a.傳統(tǒng)消化池兩級高負荷率厭氧消化系統(tǒng)b.高速消化池項目傳統(tǒng)消化池高速消化池厭氧接觸消化池攪拌不要求要求要求排泥回流利用不要求不要求要求加熱情況加熱或不加熱加熱加熱停留時間/d>4010~15<10負荷/KgVSS/(m3d)0.48~0.81.6~3.21.6~3.2均衡配料不要求不要求要求脫氣不要求不要求要求加料、排料方式間斷間斷或連續(xù)連續(xù)二、影響污泥消化的主要因素1.pH和堿度最佳為7.0~7.3厭氧消化產(chǎn)生有機酸pH甲烷菌分解有機酸時產(chǎn)生的重碳酸鹽不斷增加2.溫度中溫：33~35oC高溫：50~55oC3.負荷厭氧消化池的容積決定于厭氧消化的負荷率。表達方式容積負荷參數(shù)為投配率日進入的污泥量與池子容積之比，在一定程度上反映了污泥在消化池中的停留時間有機物負荷參數(shù)為有機負荷率每日進入的干泥量與池子容積之比消化時間進行復核4.消化池的攪拌在有機物的厭氧發(fā)酵過程中，讓反應器中的微生物和營養(yǎng)物質(zhì)(有機物)攪拌混合，充分接觸，將使得整個反應器中的物質(zhì)傳遞、轉(zhuǎn)化過程加快。5.有毒有害物質(zhì)作用使池內(nèi)污泥濃度分布均勻，利于微生物生長繁殖釋放有害氣體使環(huán)境因素在反應器內(nèi)保持均勻

它一般是在密閉的消化槽內(nèi),主要是通過兼性厭氧細菌和厭氧細菌的作用使有機物分解礦化,最終生成以甲烷為主的沼氣。過程：（1979年，伯力特等人根據(jù)微生物的生理種群提出的厭氧消化三階段理論，也是當前較為公認的理論模式）

第一階段是在水解與發(fā)酵細菌作用下，使碳水化合物，蛋白質(zhì)與脂肪酸水解發(fā)酵轉(zhuǎn)化成單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氫等；

第二階段，是在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下，把第一階段的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成氫、二氧化碳和乙酸；

第三階段，是通過兩組生理上不同的產(chǎn)甲烷菌的作用，一組把氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷，即：4H2+CO2→CH4+2H2O另一組是對乙酸脫羧產(chǎn)生甲烷，即：CH3COOH→CH4+CO2包括細菌、原生動物和真菌。大多數(shù)為專性厭氧菌，也有不少兼性厭氧菌。一群極為重要的菌種—產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌以及同型乙酸甲烷菌或稱為產(chǎn)甲烷菌，是甲烷發(fā)酵階段的主要細菌，屬于絕對的厭氧菌，主要代謝產(chǎn)物是甲烷。水力攪拌沼氣風機攪拌消化池構(gòu)造浮動式蓋消化池固定式蓋消化池螺旋漿攪拌的消化池污泥消化池大型厭氧生物處理沼氣攪拌壓縮機熱交換器貯氣罐四、消化池的設計計算內(nèi)容池體設計加熱保溫系統(tǒng)設計攪拌設備設計池體選型確定池的數(shù)目和單池容積確定池體各部尺寸布置消化池的各種管道加熱--一般需要將反應溫度控制在中溫范圍內(nèi)，即約為35

C左右。

①池內(nèi)蒸汽直接加熱：設備簡單，局部污泥易過熱，會影響厭氧微生物的正?；顒?，并會增加污泥含水率；②池外加熱：把污泥預熱后投配到消化池中，所需預熱的污泥量較少，易于控制；預熱溫度較高，有利于殺滅蟲卵；不會對一樣微生物不利；但設備較復雜。5.厭氧消化池的設計流程和設備的選擇反應器和構(gòu)筑物的構(gòu)造、容積需熱量的計算攪拌設備計算內(nèi)容(1)消化溫度與負荷中溫消化：32～35℃；高溫消化：52～55℃

通過試驗獲得設計負荷或參考經(jīng)驗選取。表18－5污泥常溫厭氧消化設計參數(shù)（2）有效容積按投配率計算

V――消化池的有效容積，m3；

――每日投入的原污泥體積，m3；P――污泥投配率，％按VSS負荷計算c――污泥的VSS濃度，kgVSS/d；LVS――