「今科仪器」应用灵活 武汉厌氧消化池装置推荐
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行 业：机械 仪器仪表 实验仪器装置
发布时间：2022-11-21
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厌氧消化的类型
按照厌氧消化池装置内的工作温度把污泥消化分为常温、中温和高温。
1、常温厌氧消化
典型的常温厌氧消化池装置是双层沉淀池，较长时间的历史，主要用于初次沉淀污泥的稳定及中水回用的化粪池。常温厌氧消化池由于没有污泥加热设备，所以操作简单，主要用于小型污水处理厂，更适宜用于生物滤池污泥的稳定， 但是需要注意的是厌氧消化池在操作不当时容易酸性发酵。
2、中温厌氧消化
中温污泥消化是常用的污泥厌氧消化形式，由于实际废水自身的温度低于所要求的工温度，所以需要对被消化的废水事行加热。中温厌氧消化过程是一个相对敏感的过程，这一过程要求有严格的边界条件，如要求加热设备和消化池的绝热效果都是有效，以保证消化池能够在稳定的温度下运行;为了使沼泥稳定运行，消化池内的混应连续搅拌，使消化池内不发生短流和死角，具有良好的接种条件和保证pH值在很小的范围内变化。
3、高温厌氧消化
高温厌氧消化的工作温度是50~55℃，高温下化学反应与生物反应比低温下快得多反应器内温度与其所生长的微生物的生长温度相一致，各类微生物都有其适宜生长温度和生长温度范围，其菌种不同于中温厌氧消化。其优点表现如下。
①高温下废水中的病源微生物可更好去除。
②相对高的生长率意味着高温下厌氧微生物有更高的活性。③高温下溶液黏度低，废水与污泥易混合，消化效果好。
④嗜热菌生长率高，由于其相对率也高，高温条件下污泥的净增长率较低，剩余污泥量少。
它的缺点是对温度的敏感性高、污泥加热及运行管理费用高，所需要的热量大。
厌氧消化工艺设计要点
1、消化方式的设计
①消化温度，厌氧消化根据运行温度的不同分为中温消化(30～36℃)和高温消化(50～55℃)，其中中温消化的温度为35℃，高温消化的温度会因其它影响因素发生较大变化。高温消化的特点是，分解速率快、产气速率高、停留时间短，进而提高消化处理能力，节省消化池容积;另外卫生学指标较好，对卵的杀灭率可达95%，大肠菌指数可达10-100;能耗高，温度控制较难。中温消化的特点是，相对高温消化的各项优势较为逊色，但中温消化运行稳定、易于控制，能耗相对较低，设计运行经验成熟。目前，国内、外多采用中温厌氧消化。
②消化等级，按照消化池的数量分为一级消化和两级消化。其中一级消化指污泥厌氧消化是在一个消化池内完成;两级消化指污泥厌氧消化在两个消化池内完成，级消化池设有加热、搅拌装置及气体收集装置，不排上清液和浮渣，第二级消化池不进行加热和搅拌，仅利用级的余热继续消化，同时排上清液和浮渣。两级消化工艺的土建费用较高，运行操作比一级消化复杂，在有机物的分解率方面略有提高，产气率比一级消化约高10%。基于节省投用和运行的简易稳定，目前国内多采用一级消化方式。
2、消化池型的选择
标准的消化池应该具有良好的混合搅拌、良好的去除浮渣泡沫条件、结构条件好和没有死区等特点。消化池型很多，较为常用的有三种，三种消化池各有优劣，适用于不同的地区，通过下面的简单描述为设计提供参考。
平底圆柱形在欧洲应用较为普遍，其高度：直径=1。这种平底对循环搅拌系统要求较为单一，多采用可在池内多点安装的悬挂喷入式沼气搅拌技术。
锥底圆柱形在我国应用较多，其中部高度：直径=1，上下皆为圆锥体，下底坡度1.0-1.7，顶部坡度0.6-1.0。这类消化池有利于内循环，热量损失相对于平底圆柱形要小，搅拌系统可选择性好。存在的缺点是，底部容积较大，易堆积砂料，需要定期进行清理。另外从结构上看，圆锥部分难以施工，且受力集 中，需要处理。
卵形消化池是在锥底圆柱形的基础上进行的改进，该池形相对上两类消化池有很多优点，如：a)搅拌效果好，池底不容易板结;b)一定池容条件下，池体总表面积小，热量损失少;c)池顶部表面积小，易于去除浮渣和易于沼气收集;d)从结构上看，卵形结构受力好，节省建材;e)外形美观。
3、消化池搅拌方式的选择
厌氧消化是菌体与底物的接触反应，在反应过程中需要使两者充分混合，因此搅拌变得十分重要。通过设计合理的搅拌方式，达到以下目标：a)使新鲜污泥与富含消化菌的消化污泥充分混合，加快反应速度;b)使气体顺利与污泥分离，溢出液面;c)使系统温度和PH保持均匀，避免消化菌受温度和PH变化的影响;d)防止池内产生大量浮渣。
常用的搅拌方式有类，分别是：气体搅拌、机械搅拌(包括机械叶轮搅拌、机械提升循环搅拌)和污泥循环搅拌。国内、外常采用的搅拌方式是沼气搅拌和机械搅拌，污泥泵循环方式因电耗较大搅拌效果差很少使用。在搅拌器的设计选择上，要综合考虑消化池形、容积、投用和运行管理要求等。下面介绍几种常用的搅拌设备：
4、螺旋桨机械搅拌器
螺旋桨式搅拌设备组成简单，操作容易，维修量小，可以通过竖管向上或向下两个方向推动污泥，因此在固定污泥液面的前提下，能够有效地浮渣层，适用卵形或者坡度较大锥底的圆柱形消化池。但在池内的螺旋桨发生故障时，消化系统要停止运行，进入内部检修。螺旋桨式搅拌器处理能力的表征用内将消化池污泥完全搅拌次数或完成一次搅拌用的时间。
污泥厌氧消化运行阶段
1、 预处理及水解阶段
微生物破壁和水解是污泥厌氧消化的限制因素之一。通过预处理，污泥中的碳水化合物、类脂化合物和蛋白质等固态或胶态有机质大分子，水解成可吸收的溶解性物质，水解过程还伴随着少量的二氧化碳和氨气。
微生物细胞壁的破壁技术主要包括生化技术、物化破壁技术。生化技术包括利用厌氧水解菌水解和利用好氧或微氧嗜热溶胞菌在较高温对污泥强化水解两类。物化破壁技术包括热水解处理、超声波处理、碱解处理、臭氧处理等。其中热水解处理是将污泥在密闭容器加热，使污泥絮体发生一系列的物理化学变化的预处理过程，在实际生产中为常见。研究结果表明，热水解能改变污泥生物降解性能，特别是对溶解性碳水化合物、挥发性悬浮固体(VSS)的水解率有较大的影响，而对氨氮影响较小。超声波预处理的研究主要集中在不同频率、不同强度对污泥作用效果。王晓燕认为，超声处理能促进生物酶强化污泥厌氧发酵生产挥发性脂肪酸;曹秀芹等认为作用时间对污泥效果的影响远大于声能密度。徐慧敏等基于超声联合热碱有效污泥有机质研究表明，二者同步可以大幅度提高有机质的，提高其生物可利用性。此外，石璞玉等臭氧预处理研究表明，臭氧投加量与污泥破壁效果呈现正相关，而超声处理比臭氧处理对厌氧微生物起到更强的消减作用。
2、 产酸阶段
进行水解的兼性菌完成水解后，将水解产物吸入，继续进行分解代谢，即为产酸阶段。产酸阶段主要依靠产酸菌发挥作用。产酸菌一般为兼性菌，也有少量。产酸菌在污泥中大量存在且生长速率快，适应的温度范围广，能够在高温环境下存活。在厌氧消化过程中，产酸菌能够将非溶解性的有机物质分解并转化为简单的溶解性物质，代谢产物主要为挥发性脂肪酸、挥发醇及一些醛酮物质。消化产物脂肪酸主要包括乙酸、丙酸和丁酸，占挥发性脂肪酸95%，其三种酸中以乙酸为主，占65%~75%;挥发醇主要为甲醇和。这些溶解性物质能够为产甲烷菌生长繁殖提供营养物质。产酸菌能够通过自身活动厌氧消化初期带入的溶解氧，并且能够裂解苯环、重金属等对产甲烷菌有害的物质(H2O2浓度较低时，兼性菌会分泌出一种分解H2O2的酶，将H2O2分解掉，而专性无此功能，这也是兼性菌和专性之间区别本质所在)。
3、 产甲烷阶段
产甲烷率是污泥厌氧消化的瓶颈问题。一是产甲烷菌是专性，氧的存在能使其迅速失去活性。其机理是当环境有氧存在时，氧气能与产酸阶段产生的氢气迅速合成双氧水，双氧水是一种强氧化剂，其浓度较高时，对所有类型的均具有杀伤作用。二是产甲烷菌繁殖速度慢，代谢活力不强，只能利用挥发性脂肪酸代谢成甲烷。因此产酸阶段是产甲烷阶段的前提，大部分甲烷菌将产酸阶段产生的乙酸吸入胞内进行代谢。
参数及主要配置
环境温度：30℃～60℃、消化时间：视环境温度，3～7天、有机玻璃厌氧池、Ø 350mm×500m、装置外形尺寸：800mm×500mm×1200mm、电源 220V、 功率600W配置：有机玻璃管制成厌氧池 1套、不锈钢加热恒温水箱1套、温度控制仪1套、湿式气体流量计1套、串激电机搅拌器1台、调压器1只、水泵1台、循环水泵1台1台、配水箱1只、电控箱1只、漏电保护开关、按钮开关、连接管道和球阀、带移动轮子不锈钢台架等组成。
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