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行 业：机械 仪器仪表 实验仪器装置
发布时间：2022-09-08
今科教学实验仪器厂家多年专注给水处理、排水处理、城市污水厌氧消化池装置等实验装置，产品规格型号齐全，质量可靠，价格实惠，期待您的来电咨询。
厌氧消化池装置中厌氧消化的影响因素
1、 酸碱度
酸碱度是污泥厌氧消化限速因子之一。厌氧消化整个过程，通常水解、产酸和产甲烷三个阶段同时存在，各种酸碱综合作用，体现为消化液pH值。改变pH可以引起水解酸化过程中微生物种群和代谢途径的剧烈变化。产酸菌和产甲烷菌均在特定pH值范围才能发挥代谢作用，见表1。当水解和产酸速率超过产甲烷阶段，会造成有机酸的累积而抑制反应;产甲烷与产酸速率接近，则无大量有机酸累积，消化液的pH值升高。发酵产酸中间产物难以控制，产量不稳定，但pH值可以作为综合各个阶段消化状态的一个指标。研究认为，碳水化合物和蛋白质的水解挥发性脂肪酸(VFA)的产生量和产生速率在pH等于7条件时达到，以TOC和COD表示的水解效率高达80%以上。
2 、温度
厌氧消化根据消化温度差异，可以分为高温消化(50℃以上)、中温消化(30~36℃)、常温消化三种方式。当温度在55~60℃左右时，消化效率，厌氧消化也比较稳定，消化时间仅需要10d左右。从微生物活性来说，产甲烷菌正常生存的温度范围10~60℃，其活性随着温度升高而。当温度低于10℃，虽能存活，但代谢将基本停止;当温度超过70℃活性降低。
国内污泥厌氧消化早期多集中于中温条件，高温消化被认为需要消耗更大能量。张辰研究认为，高温厌氧消化对VS和COD具有更高的去除率，提供更多的产甲烷基质和沼气量。无论高温或中温消化均会导致污泥脱水性能变差，且高温消化污泥的毛细吸水时间(CST)高于中温消化污泥。对病原菌的杀灭方面研究发现，中温厌氧消化粪大肠菌群数较少，小于2×106MPN/g，高温厌氧消化满足小于1000MPN/g，说明高温厌氧消化残渣制作肥料更可靠。为保持消化池内的温度适中，必须进行加热升温。厌氧消化池的常用加热方式包括：在消化池外热交换器预热、用蒸汽直接在消化池内加热、在消化池内部安装热水加热盘管三种。
3 、营养与碳氮比
合成细胞所需要的碳源具有双重任务。一是作为反应过程的能源，二是合成新细胞。合成细胞的C/N比约为5∶1，要求C/N比约为(10~20)∶1。如果氮量不足，则消化液缓冲能力低，pH容易降低。反之，pH可能上升，铵盐容易累积，会抑制消化过程。孙洪伟等认为，碳氮比C/N对胞外聚合物(EPS)及其组分具有显著影响。当C/N由0升高至15，EPS和紧密结合型胞外聚合物(TB-EPS)含量逐渐升高，而松散型胞外聚合物(LB-EPS)含量逐渐降低。此外，C/N导致毛细吸水时间(CST)和污泥比阻(SRF)值显著，污泥的脱水性能变差。实际生产中，污泥碳氮比较低，易产生氨抑制，污泥单厌氧消化存在产气量低、系统不稳定等问题。利用果蔬、厨房垃圾等易腐有机废物与污泥共消化可以提高甲烷产率与单位处理效率。
4 、其他
搅拌，厌氧消化池存在分层现象，透过搅拌可以分层，增加污泥与微生物的接触，使进泥与原有原料充分接触，加快消化速度。实际生产多采用间歇搅拌方式或多级搅拌方式。由于产甲烷菌的增殖较慢，对环境变化敏感，生物固体停留时间(污泥龄)也是厌氧消化的影响因素之一。污泥池中的硝酸盐将被还原成氮气，由于细胞增殖很少，很少氮转化为细胞，大部分转化为消化液中的氨，氮平衡也是重要的影响因素。另外，重金属及胺类等有毒物质也是影响因素。
厌氧消化池装置工作原理
厌氧消化是以成分复杂的有机物为基质，由多种群兼性厌氧和专性厌氧微生物参与的复杂代谢过程。在厌氧消化过程中存在基质链与生物链的交互作用。废水的厌氧生物处理是在无氧和无其他氧化物存在下，厌氧微生物将复杂的无机化合物降解，转化为简单、稳定的无机化合物，并释放能量。甲烷和二氧化碳是主要终产物，也有N2、H2、NH3、H2S出现。
有机物的厌氧分解是涉及多种微生物生理类群的复杂生物化学反应。大批学者研究了生化过程中不同阶段的能量水平不同营养功能菌群的代谢途径和不同微生物的形状等。
依据微生物生理类群的代谢差异，Zeikus 提出的“三段四菌群”学说是目前普遍为人接受的观点，它提出厌氧消化是在四个微生物菌群(水解菌群、产氢产乙酸菌群、同型产乙酸菌群、产甲烷菌群)的作用下完成。其过程可以分为三个阶段。
阶段为水解发酵阶段（也称酸化）。此阶段，通过兼性水解发酵菌（即产酸菌）的代谢活动，将复杂有机物——碳水化合物、蛋白质和脂类等发酵成为有机酸、醇类、CO2、H2、NH3和H2S等。第二阶段为产氢产乙酸阶段。这一阶段，主要通过专性厌氧的产氢产乙酸菌的生理活动，将阶段的代谢产物--丙酸及其他脂肪酸、醇类和某些芳香族酸转化为乙酸、CO，和H。第三阶段为产甲烷阶段。主要是由产甲烷菌利用阶段、第二阶段产生的乙酸，CO2，H2(还有甲酸、甲醇和甲胺)等为主要基质，终转化为CH和 CO2。产甲烷菌包括两种特很强的:一群产甲烷菌主要利用H把CO还原为CH(也可利用甲酸);另一群产甲烷菌主要以乙酸为基质(也可利用甲醇和甲胺)，把它分解为CH和CO2。在这一阶段中，据研究还有一种同型产乙酸菌可把CH。和CO2合成为乙酸。
厌氧消化是一个多种群多层次的混合发酵过程，在这个复杂的系统中，种群之间存在着互相依存、互相影响和互相制约的关系，其代谢产物之间在 系统内也存在着动态平衡。
厌氧消化池装置的型式
污泥厌氧消化池装置的型式有许多种，按径高比可以把它们大致分为三类：高型、中型和低型。
径高比1：0.4~<1、顶盖和底板坡度比较平缓，10~20°，为低型池。其中许多顶盖是浮动盖。扁平型池属于此类。低型池适合于沼气搅拌，它的适径高比为1：0.4。
中型池的径高比是1：1~<1.4，龟甲型等属于此类，这类型消化池上、下圆锥角度比较陡，45~55°，上、下锥角度可以是一样的，也可以不一样。国内的消化池都属于此型，径高比大1：1~1.1之间。
高型池的径高比为1：1.4~2.0。卵型、梨型、高矩型属于此类型。卵型消化池比较细高，有利于底部沉淀物的排除和浮渣的。该类型消化池它的结构和施工都很复杂，造价昂贵，但其有许多优点：①污泥循环搅拌效果号，没有死区，容积利用率高。②底部没有污泥和沉砂堆积。③不易形成浮渣层，形成的浮渣容易打碎。④单位体积的表面积小，热损失少。⑤和其他池型相比，用于搅拌的能量消耗少 [2]
实际中应用的消化池的直径为6~38m，池高度6~45m，单池容积为300~14200m3 。
厌氧消化池装置运行中应注意的问题
1、反应器的启动
未接种的污泥在厌氧消化池装置进行消化所需要的启动时间(至形成明显的污泥气产生)是较长的，为了避免所投加的原污泥在消化池内经过较长的启动时间，应对池内的污泥进行良好的接种。
从消化池的运行角度而言，池内具有活性的消化污泥能够与污水充分混合(接种)，则对消化池的稳定运行是有益的。
2、厌氧消化池装置的防腐和绝热措施
(1)消化池防腐在正常运转情况下消化池内的pH值为7~7.4，但在实际中消化过程经常出现弱酸的情况，加之其他情况的影响，对于采用钢筋混凝土或者钢制的消化池，其
壁应采用不同的防腐措施。对钢筋混凝土消化池内壁、液位以上部分和处于液位经常变化的部位，由于与污泥气接触，污泥气中的硫化氢会形成硫酸和硫化物，从而对池壁造成侵，所以在这一部分的池内壁应进行防腐处理。一般采用多组分的环氧树脂进行涂刷，如焦油、沥青、环氧树脂。如果污泥中含有强腐蚀性化学物质时，则消化池内壁应采取相应的防腐措施。其他部位一般不需要防腐。用钢板可以将消化池制成任意所需要的形状，而且可以大大缩短建设时间。国外大多采用预先加工好的板块在现场进行拼装，钢制消化池内壁通常须刷涂防腐材料，防腐同样也是液位以上部位和液位经常变化的部位。通常池内壁以沥青或焦油、环氧树脂为基底涂层，再涂3~4层环氧树脂或者聚氨铬类涂料。通常池外壁刷涂2~3层环氧树脂或者聚氨锆类涂料。钢制消化池在防腐前必须对钢件进行有效的除锈处理，另外要求焊缝必须平整、连续，无凸的金属材料之间必须进行绝缘处理。
(2)绝热措施为了保持消化池内的温度和节约燃料，应对消化池池壁、管道和设备进行绝热处理。绝热材料应具有导热系数小、密度小、吸水能力差，有一定的机械强度和耐热能力;当在含湿量较低的情况下(如吸收了池壁渗出水)，仍能够保持其绝热特性，而且能够将融出水释放出来。常用的绝热材料有泡沫混凝土、膨胀珍珠岩、聚苯乙烯泡沫塑料、泡沫玻璃等。一般要求所采用绝热材料的导热系数8<0.21W/(m·K)，密度p600kg/m采取绝热保温措施的例外，是地下部分一般不进行绝热处理。
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