污泥处理厌氧生物处理学习教案.pptx

会计学1污泥处理污泥处理(chl)厌氧生物处理厌氧生物处理(chl)第一页，共31页。一、厌氧生物一、厌氧生物(shngw)(shngw)处理基处理基本原理本原理n n厌氧消化(xiohu)三阶段理论 n n厌氧消化(xiohu)的微生物 第1页/共31页第二页，共31页。1、厌氧消化、厌氧消化(xiohu)三三阶段理论（阶段理论（p353）由多种相互依存的细菌群来完成复杂的基质混合物最由多种相互依存的细菌群来完成复杂的基质混合物最终转化为甲烷和二氧化碳，并合成自身细胞物质。每一阶终转化为甲烷和二氧化碳，并合成自身细胞物质。每一阶段各有其独特的微生物类群。段各有其独特的微生物类群。水解发酵阶段：使碳水化合物、蛋白质、脂肪水解与发酵转水解发酵阶段：使碳水化合物、蛋白质、脂肪水解与发酵转化为单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及化为单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及CO2CO2、H2H2。产氢产乙酸阶段：利用第一阶段的产物产生乙酸、氢气和二产氢产乙酸阶段：利用第一阶段的产物产生乙酸、氢气和二氧化碳等；氧化碳等；产甲烷阶段：甲烷菌利用乙酸、产甲烷阶段：甲烷菌利用乙酸、H2/CO2 H2/CO2、丙酸、甲醇等为、丙酸、甲醇等为基质，将其转化成甲烷，其中基质，将其转化成甲烷，其中(qzhng)(qzhng)乙酸和乙酸和H2/CO2H2/CO2是是其主要基质。其主要基质。第2页/共31页第三页，共31页。2 2、参与、参与(cny)(cny)各阶段的各阶段的m m菌群菌群(p354)(p354)水解发酵(f jio)阶段细菌、原生动物(yunshng-dngw)和真菌(专性厌氧菌、兼性厌氧菌)产氢产乙酸菌群和同型乙酸菌；(专性厌氧菌、兼性厌氧菌)甲烷菌（绝对厌氧菌）产甲烷阶段产氢产乙酸阶段第3页/共31页第四页，共31页。二厌氧消化二厌氧消化(xiohu)(xiohu)的影响因素的影响因素 甲烷发酵甲烷发酵(f jio)(f jio)阶段是厌氧消化反应的控制阶段，因此厌氧反应的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。各项影响因素也以对甲烷菌的影响因素为准。温度因素温度因素泥龄与负荷泥龄与负荷搅拌与混合搅拌与混合营养与营养与C/NC/N比比氮的守恒和转化氮的守恒和转化有毒物质有毒物质酸碱度、酸碱度、pHpH值和消化液的缓冲作用值和消化液的缓冲作用 第4页/共31页第五页，共31页。1、温度(wnd)因素n n温度与有机物负荷、产气量关系;n n消化温度与消化时间的关系见;n n厌氧消化中的微生物对温度的变化非常敏感，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(ydng)范围时，则会停止产气。n n根据采用消化温度的高低，可以分为常温消化（1030）、中温消化（3035左右）和高温消化（5055）。第5页/共31页第六页，共31页。2、泥龄与负荷、泥龄与负荷(fh)（p358）负荷是决定有机物厌氧消化负荷是决定有机物厌氧消化(xiohu)(xiohu)速率快慢的综合速率快慢的综合性指标，是厌氧消化性指标，是厌氧消化(xiohu)(xiohu)的重要控制参数。的重要控制参数。负荷常以投配率表示（国内）负荷常以投配率表示（国内）（1 1）投配率：）投配率：中温消化(xiohu)5为宜。第6页/共31页第七页，共31页。（2 2）有机）有机(yuj)(yuj)负荷率负荷率可以较好地反映有机物量与m量之间的相对关系一定(ydng)范围内，FV，消化速率。（3 3）泥龄（）泥龄（p358p358）第7页/共31页第八页，共31页。4、营养(yngyng)与C/N比（p358）C/N=C/N=（10102020：1 1）可供消耗(xioho)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，p，出现氨中毒。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；消化液缓冲(hunchng)能力低。若C/N比过低原料C/N比过高第8页/共31页第九页，共31页。5、氮的守恒、氮的守恒(shu hn)和转化和转化n n硝酸盐被还原成N2存在于系统中；n n细胞(xbo)增殖很少，很少的氮转化为细胞(xbo)；n n大部分可生物降解的氮都转化为消化液中的NH3，消化液中的氮的浓度高于进入消化池的原污泥。第9页/共31页第十页，共31页。6 6、有毒物质、有毒物质(wzh)(wzh)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(b fen)气态物质、重金属离子、酸类、醇类、苯、氰化物及去垢剂等。第10页/共31页第十一页，共31页。7 7、酸碱度酸碱度酸碱度酸碱度、pHpHpHpH值和消化液的缓冲作用值和消化液的缓冲作用值和消化液的缓冲作用值和消化液的缓冲作用 厌氧微生物的生命活动、物质代谢与pH有密切的关系，pH值的变化直接影响着消化过程和消化产物，不同的微生物要求不同的pH值，过高或过低的pH对微生物是不利的。甲烷细菌生长最适宜(shy)的pH值是6.87.2，消化系统内必须存在足够的缓冲物质，即保持一定的碱度20003000mg/L（以CaCO3计），以中和产酸菌产生的过量酸。第11页/共31页第十二页，共31页。挥发性脂肪酸（挥发性脂肪酸（VFAVFA）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(yzh)甲烷菌的生长，从而破坏消化过程。第12页/共31页第十三页，共31页。三、厌氧消化三、厌氧消化(xiohu)池的池池的池型、构造型、构造 污泥的厌氧消化是污泥稳定处理最基本的方法。1、污泥消化设备(shbi)的分类与构造（）传统消化池：无搅拌，有分层现象，池容积利用率低，有浮渣层。（）高速消化池：有加热、搅拌第13页/共31页第十四页，共31页。高速高速(o s)(o s)消化池消化池 （浮动盖（浮动盖式）式）第14页/共31页第十五页，共31页。高速高速(o s)(o s)消化池消化池n n负荷(fh)率：1.66.4 kgVSS/(m3d)n n搅拌：完全混合式n n加温：消化速率n n进料：连续；间歇n n停留时间：连续运行1015d第15页/共31页第十六页，共31页。2、高速消化、高速消化(xiohu)池池形与池池形与构造构造（1）池形圆柱形：蛋形：大型消化池（p362）（2）构造 污泥的投配、排泥及溢流(y li)系统第16页/共31页第十七页，共31页。第17页/共31页第十八页，共31页。沼气沼气(zhoq)的收集的收集与贮存设备（与贮存设备（p363）n n利用(lyng)贮气柜调节产气量和用气量的平衡n n 搅拌n n机械法n n水力法n n污泥气法n n联合搅拌法（p363）第18页/共31页第十九页，共31页。加加 热热1.池内直接加热：利用蒸汽直接加热，或池内盘管加热 设备简单，热效率高；蒸汽管周围局部污泥过热，影响细菌正常活动(hu dng)，增加污泥含水率；盘管外壁结垢。2.池外间接预热：用热交换器或投配池在池外将新鲜污泥加热后送入消化池 预热的是少量新鲜污泥，易于控制，是较理想的加热方法。但加热设备比较复杂。第19页/共31页第二十页，共31页。四、厌氧生物处理四、厌氧生物处理(chl)(chl)技术技术的发展的发展n n两级厌氧生物处理(chl)n n两相厌氧生物处理(chl)n n水解酸化预处理(chl)第20页/共31页第二十一页，共31页。1 1、两级厌氧生物、两级厌氧生物(shngw)(shngw)处理处理两级消化原理：根据沼气产生的规律设计。目的：节省能量（节省污泥加温(ji wn)与搅拌的部分能量），能耗和电耗较低。特点：第一级：加热（3335）、搅拌；第二级：不加热（2026）、不搅拌（可视为污泥浓缩池用）。第21页/共31页第二十二页，共31页。2 2、两相厌氧生物、两相厌氧生物(shngw)(shngw)处理（处理（p371p371）n n根据消化机理设计。将厌氧消化的第一、二阶段根据消化机理设计。将厌氧消化的第一、二阶段和第三阶段分别放在两个消化池中进行，使各自和第三阶段分别放在两个消化池中进行，使各自(gz)(gz)都有最佳的环境条件。都有最佳的环境条件。n n改善厌氧消化条件，从而减少池容与能耗改善厌氧消化条件，从而减少池容与能耗第22页/共31页第二十三页，共31页。n n设计参数：设计参数：n n 第一第一(dy)(dy)相：相：n=100%n=100%；t t停停=1d=1dn n 处于酸性消化阶段处于酸性消化阶段(水解与发酵、产氢产乙水解与发酵、产氢产乙酸阶段酸阶段)，第二相：第二相：n=n=（15151717）%；t t停停=6=66.5d6.5dn n 处于碱性消化阶段（产甲烷阶段）处于碱性消化阶段（产甲烷阶段）n n 两相都需加热、搅拌。两相都需加热、搅拌。n n总容积小；加热耗热量少，搅拌能耗少；运总容积小；加热耗热量少，搅拌能耗少；运行管理方便行管理方便第23页/共31页第二十四页，共31页。两相厌氧流化床工艺流程两相厌氧流化床工艺流程(n y li(n y li chn)chn)第24页/共31页第二十五页，共31页。3、水解、水解(shuji)酸化预处理工艺酸化预处理工艺n n 将厌氧过程控制在水解酸化阶段，不再进行(jnxng)碱性消化。n n 这一阶段的产物主要是小分子的有机物，易于生物降解。n nCOD去除率不高n n水力停留时间短，总体积小。第25页/共31页第二十六页，共31页。五、消化五、消化(xiohu)(xiohu)池的运行与管理池的运行与管理1、消化污泥的培养驯化2、正常运行(ynxng)的化验指标3、正常运行(ynxng)的控制参数4、消化池发生异常现象时的管理第26页/共31页第二十七页，共31页。1 1、消化污泥、消化污泥(w n)(w n)的培养驯化（的培养驯化（p371p371）（1）逐步(zhb)培养法（2）一次培养(piyng)法第27页/共31页第二十八页，共31页。2 2、正常运行的化验、正常运行的化验(huyn)(huyn)指指标标n n产气率n n沼气(zhoq)成分；n n投配污泥含水率：9496%n n有机物含量：6070n n有机物分解程度：4555%n n脂肪酸：2000mg/L（以乙酸计）n n总碱度：2000mg/L（以重碳酸盐计）n n氨氮：5001000mg/L第28页/共31页第二十九页，共31页。3 3、正常、正常(zhngchng)(zhngchng)运行的控运行的控制参数制参数n n新鲜(xn xin)污泥投配率；n n消化温度；n n搅拌；n n排泥；n n沼气气压。第29页/共31页第三十页，共31页。4 4、消化池发生、消化池发生(fshng)(fshng)异常现异常现象时的管理象时的管理（1）产气量(qling)下降（2）上清液水质恶化（3）沼气的气泡异常第30页/共31页第三十一页，共31页。