微生物在污泥处理中的应用-污泥处理的基本原理

污泥好氧处理的原理教学内容

污泥好氧处理的基本原理；

污泥好氧处理的影响因素；

污泥好氧处理的常用工艺。我国污泥的产生与处置现状一、污泥的来源、性质及主要指标来源初沉污泥剩余污泥消化污泥化学污泥富含有机物，容易腐化、破坏环境，必须妥善处置城市污水厂所产生的污泥量约为处理水体积的1%左右（0.5%~1.5%）,含水率99.2%左右。栅渣、沉砂池沉渣降低含水率，使其变流态为固态，同时减少数量稳定有机物，使其不易腐化，避免对环境造成二次污染。处理目的（一）污泥的好氧生物稳定（好氧消化）其机理是促使活性污泥进入内源呼吸阶段，通过自身氧化降低污泥中的有机物的含量，使污泥达到稳定化。其反应方程式如下：C5H7NO2+5O2→5CO2+NH3+2H2O

二、污泥的生物稳定只有约80%的细胞组织能被氧化，剩余的20%则是不能被生物降解的，对污泥中挥发性固体量的降低可接近于厌氧消化法；根据所采用的氧气来源的不同，又可分为空气好氧稳定和纯氧稳定法。因需要大量供氧，能耗较大，运行费用高，所以一般只适用于小规模的废水厂。二、污泥的生物稳定污泥好氧消化技术，也叫做污泥好氧发酵技术，目前最为常用的好氧发酵技术就是采用好氧堆肥化技术处理污泥，堆肥化的实质是有机固体废物在微生物的作用下，通过生物化学反应实现转化和稳定化的过程。由于堆肥技术的目的是实现农业应用，因此为了更好地对污泥中病原微生物等进行灭活，一般采用高温好氧堆肥技术。三、污泥的好氧处理发酵条件接种含水量营养配比有氧量发酵温度pH值搅拌与翻堆防止有害杂物四、污泥的好氧发酵条件1.传统工艺流程（CAD）污泥的好氧消化传统的污泥好氧消化工艺(conventionalaerobicdi-gestion,CAD)的基本原理主要是使污泥中的微生物进入内源呼吸阶段进行自身氧化,从而使污泥减量。其常用的工艺流程主要有连续进泥和间歇进泥2种,其工艺流程如右图所示。五、污泥的好氧处理工艺污泥的好氧消化2.缺氧/好氧消化工艺(A/AD)缺氧/好氧消化工艺(anoxic/aerobicdigestion,A/AD)即在CAD工艺的前端加一段缺氧区,使污泥在该段发生反硝化反应,其产生的碱度可补偿硝化反应中所消耗的碱度,所以不必另行投碱就可使pH值保持在7左右。通常A/AD可通过2种方法实现,如右图所示。

污泥自热高温好氧消化是利用有机物好氧氧化所释放的代谢热，达到并维持高温，而不需要外加热源。污泥的好氧消化

该法与普通好氧消化相比反应速度快、停留时间短、基建费用低、改善污泥沉淀脱水性能等优点，而且可全部杀灭病原体，不需进一步消毒处理。3.自热高温好氧消化由于θc较长，有大量的硝化菌，上清夜和滤液返回脱氮系统的反硝化段《室外排水设计规范》（GB50014-2006）规定的有关设计参数：曝气方式消化时间消化温度溶解氧浓度供气量容积负荷中气泡10~20d15~20℃>2mg/L0.02~0.04m3(空气)/m3(池容)min0.04~0.06m3(空气)/m3(池容)min0.7~2.8KgVSS/(m3d重力浓缩后的)4.2KgVSS/(m3d机械浓缩后的)污泥厌氧处理的原理教学内容

污泥厌氧处理的基本原理；

污泥厌氧处理的影响因素；

污泥厌氧处理的常用工艺。常用方法（二）厌氧消化目的污泥中的挥发性固体的量降低40％左右过程水解、酸化、产乙酸、产甲烷控制过程固态物的水解、液化、产甲烷优点产生能量使污泥固体总量减少作土壤调节剂杀死致病菌缺点投资大运行易受环境条件的影响消化污泥不易沉淀消化反应时间长a.传统消化池两级高负荷率厌氧消化系统b.高速消化池项目传统消化池高速消化池厌氧接触消化池搅拌不要求要求要求排泥回流利用不要求不要求要求加热情况加热或不加热加热加热停留时间/d>4010~15<10负荷/KgVSS/(m3d)0.48~0.81.6~3.21.6~3.2均衡配料不要求不要求要求脱气不要求不要求要求加料、排料方式间断间断或连续连续二、影响污泥消化的主要因素1.pH和碱度最佳为7.0~7.3厌氧消化产生有机酸pH甲烷菌分解有机酸时产生的重碳酸盐不断增加2.温度中温：33~35ºC高温：50~55ºC3.负荷厌氧消化池的容积决定于厌氧消化的负荷率。表达方式容积负荷参数为投配率日进入的污泥量与池子容积之比，在一定程度上反映了污泥在消化池中的停留时间有机物负荷参数为有机负荷率每日进入的干泥量与池子容积之比消化时间进行复核4.消化池的搅拌在有机物的厌氧发酵过程中，让反应器中的微生物和营养物质(有机物)搅拌混合，充分接触，将使得整个反应器中的物质传递、转化过程加快。5.有毒有害物质作用使池内污泥浓度分布均匀，利于微生物生长繁殖释放有害气体使环境因素在反应器内保持均匀

它一般是在密闭的消化槽内,主要是通过兼性厌氧细菌和厌氧细菌的作用使有机物分解矿化,最终生成以甲烷为主的沼气。过程：（1979年，伯力特等人根据微生物的生理种群提出的厌氧消化三阶段理论，也是当前较为公认的理论模式）

第一阶段是在水解与发酵细菌作用下，使碳水化合物，蛋白质与脂肪酸水解发酵转化成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氢等；

第二阶段，是在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸；

第三阶段，是通过两组生理上不同的产甲烷菌的作用，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，即：4H2+CO2→CH4+2H2O另一组是对乙酸脱羧产生甲烷，即：CH3COOH→CH4+CO2包括细菌、原生动物和真菌。大多数为专性厌氧菌，也有不少兼性厌氧菌。一群极为重要的菌种—产氢产乙酸菌以及同型乙酸甲烷菌或称为产甲烷菌，是甲烷发酵阶段的主要细菌，属于绝对的厌氧菌，主要代谢产物是甲烷。水力搅拌沼气风机搅拌消化池构造浮动式盖消化池固定式盖消化池螺旋浆搅拌的消化池污泥消化池大型厌氧生物处理沼气搅拌压缩机热交换器贮气罐四、消化池的设计计算内容池体设计加热保温系统设计搅拌设备设计池体选型确定池的数目和单池容积确定池体各部尺寸布置消化池的各种管道加热--一般需要将反应温度控制在中温范围内，即约为35

C左右。

①池内蒸汽直接加热：设备简单，局部污泥易过热，会影响厌氧微生物的正常活动，并会增加污泥含水率；②池外加热：把污泥预热后投配到消化池中，所需预热的污泥量较少，易于控制；预热温度较高，有利于杀灭虫卵；不会对一样微生物不利；但设备较复杂。5.厌氧消化池的设计流程和设备的选择反应器和构筑物的构造、容积需热量的计算搅拌设备计算内容(1)消化温度与负荷中温消化：32～35℃；高温消化：52～55℃

通过试验获得设计负荷或参考经验选取。表18－5污泥常温厌氧消化设计参数（2）有效容积按投配率计算

V――消化池的有效容积，m3；

――每日投入的原污泥体积，m3；P――污泥投配率，％按VSS负荷计算c――污泥的VSS浓度，kgVSS/d；LVS――