苏州厌氧消化池装置供应 「今科仪器」应用灵活

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厌氧消化
厌氧消化是利用厌氧微生物经过水解、酸化、产甲烷等过程，将污泥中的大部分固体有机物水解、液化后并终分解掉的过程。
厌氧消化工艺
生物污泥进入到消化池后，由于没有搅拌装置，污泥会在消化池内进行分层。其中污泥的厌氧消化主要在反应层中进行，污泥中的有机物被厌氧转变为甲烷和二氧化碳。随着污泥消化反应的进行，会在消化池的底部形成熟污泥层，这里是已经得到稳定化处理后的污泥。污泥厌氧消化的好处是在反应过程中会有沼气产生，可以再生利用。但是传统的污泥消化池的反应速率通常都是比较慢的，停留时间也比较长，反应池容积也比较大，因此在传统工艺的基础上，通过增加加热装置和搅拌装置来提高污泥消化的速率，形成了所谓的高速污泥消化池。通过提升污泥的温度（中温35~38℃，高温55~65℃），提高反应速率，加快稳定化的进度。比如中温条件下，一般可以将消化时间缩短到15天左右。
但是由于高速消化池内存在搅拌装置，因此污泥不会得到浓缩，也是说不能分离上清液，因此出现了高速消化池与传统消化池串联的工艺，通过高速污泥消化池的快速消化，以及传统消化池的分层处理，来实现污泥的消化，污泥的浓缩和上清液的排放。

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。

厌氧消化池装置的水泵循环搅拌的特点和基本要求
使用水泵抽取消化池内的部分混合液加压回流到消化池内、实现进水或进泥与原混合液充分混合的方法，称为水泵循环搅拌。水泵循环搅拌设备简单，维修方便，为了使混合液混合完全，需要的循环量较大，1m3有效池容积搅拌所需能耗一般为0.005kW。为提高混合效果，通常在消化池内设射流器，由水泵压送的混合液经射流器喷射，在射流器喉管处形成真空，吸进一部分池中的消化液或熟污泥，形成更为强烈的搅拌。
为了防止堵塞，循环混合液管道的小管径不能小于150mm。射流器的选择必须与水泵的扬程相匹配，所采用污水泵的扬程一般为15～20m，引射流量与抽吸流量之比一般为1：(3~5)。射流器的工作半径为5m左右，当消化池的直径超过10m时，可设置多个射流器。
采用水泵循环搅拌时，由于经过水泵叶轮的剧烈搅动和水封器喷嘴的高速射流，会将污泥打得粉碎，对消化污泥的泥水分离非常不利，有时会引起上清液SS过大。因此，这种搅拌方式比较适用于小型消化池。
污泥厌氧消化池装置的沼气搅拌方式
污泥厌氧消化池装置的搅拌是利用消化池产生的一部分沼气，经过压缩机加压后通过竖管或池底的扩散器再送入消化池，达到搅拌混合均匀的目的。沼气搅拌的方式有三种：
(1)气提式搅拌：将沼气压入设在消化池的导流管中部或底部，使沼气和消化液混合后，含沼气泡的污泥密度减小后沿导流管上升，使消化池内消化液不断循环搅拌达到混合的目的。
(2)竖管式搅拌：根据消化池直径大小，在池内均匀布置若干根竖管，经过加压的沼气通过沼气配气总管分配到各根竖管，再从竖管下端喷出，起到搅拌混合的作用。
(3)扩散式搅拌：经过压缩的沼气通过安装在消化池底部的气体扩散器在消化池内产生消化液的旋转流动，起到搅拌混合作用。

污泥厌氧消化池内设置搅拌的作用
混合搅拌是提高污泥厌氧消化效率的关键条件之一，没有搅拌的厌氧消化池，池内料液必然存在分层现象。透过搅拌可分层，增加污泥与微生物的接触，使进泥与池中原有料液迅速混匀，并促进沼气与消化液的分离，同时防止浮渣层结壳。搅拌良好的消化池容积利用率可达到70%，而搅拌不合理的消化池的容积利用率会降到50%以下。
搅拌可以连续进行，也可以间歇操作，多数污水厂采用间歇搅拌方式。一般情况下，每隔2~4h搅拌1次，搅拌时间不应超过1h。通常在进泥和蒸汽加热时同时进行搅拌，而在排放消化液时应停止搅拌、使上清液经静止沉淀分离后排出。采用底部排泥方式时排泥过程中可停止搅拌，而在采用上部排泥方式时在排泥过程中必须同时进行搅拌。
污泥厌氧消化池的搅拌方式
(1)池内机械搅拌：即在池内设有螺旋桨，通过池外电机驱动而转动对消化混合液进行搅拌，搅拌强度一般为10~20W/m3池容，所需能耗约为0.0065KW/m3。每个搅拌器的搅拌半径为3～6m，如果消化池直径较大，可以设置多个搅拌器，呈等边三角形等均匀方式布置，适用于大型消化池。
机械搅拌的优点是对消化污泥的泥水分离影响较小，缺点是传动部分容易磨损，通过消化池顶的轴承密封的气密性问题不好解决。密封可以采用在搅拌轴上焊接水封罩、消化池顶盖上设水封槽的方式，水封罩在水封槽内转动可起到密封作用，水封槽内的水深可以根据消化池内气相压力而定。
(2)沼气搅拌：即用压缩机从池顶将沼气抽出，再从池底冲入，循环沼气进行搅拌，沼气搅拌有利于使沼气中的CO2作为产甲烷的底物被产甲烷利用，搅拌强度一般为1～2m3沼气/(m2˙h)，所需能耗为0.005～0.008KW/m3，所用压缩机必须保证绝不漏气，以免吸入空气或泄漏沼气引起爆炸。
(3)水泵循环消化液搅：通常在池内设射流器，由池外水泵压送的循环消化液经射流器喷射，从喉管真空处吸进一部分池中的消化液或熟污泥，污泥和消化液一起进入消化池的中部形成较强烈的搅拌，所需能耗约为0.005KW/m3，用污泥泵抽取消化污泥进行搅拌可以结合污泥的加热一起进行。
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