污泥厌氧消化技术现状及应注意的问题
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厌氧消化在我国污泥处理中的应用与未来趋势厌氧消化在污泥处理中有着不可忽视的作用,这对污泥后续处置及处置成本息息相关。
前面已经介绍了污泥处理中厌氧消化的过程及常用的处理设备,今天鼎盛分析一下厌氧消化在我国发展的现状及未来趋势。
厌氧消化是目前国际上应用最广泛的污泥稳定化和资源化方法,欧美国家50%的污泥都是经过该技术处理的,但早前厌氧消化在我国污泥处理中的推广并不太顺利。
据不完全统计,北京、上海、天津等城市的大型污水处理厂中,有稳定运行厌氧消化环节污泥处理设备的只有20余家。
这与我国污泥处理泥质差、处理厂运行管理水平不够先进有关。
为了推动我国污泥处理技术,国内一直开展“厌氧消化适应中国污泥处理特点”的相关工作。
针对污泥泥质的改良,行业专家表示,可以通过添加有机垃圾进行调节;开发超声波、热水解等预处理技术来改善污泥泥质提高其可消化性;研发高温消化、两段消化及好氧消化等工艺提高消化效率和污泥泥饼的稳定程度。
而对我国多数可以担心的污泥处理实际操作中存在的问题,可以通过引进国外先进的管理技术,对设有厌氧消化设备的污泥处理厂实行运行期间操作指导和培训,培养一支精通污泥处理设备操作的队伍,来保证污泥厌氧消化的运用。
虽然目前国内厌氧消化在污泥处置中还未大规模推广,但鼎盛早已开始了厌氧消化的研究,并为客户量身打造污泥处置系统实地投入使用。
如2011年上海某污水处理厂的污泥处置工程,采用化学、重力浓缩的处理方案,提高了污泥的含固率,最终所得泥饼含水率在40%以下。
随着国家污泥处理处置技术政策不断深入,成熟的污泥处理技术路线也将成型,厌氧消化将成为污泥处理中必不可少的环节。
我国污泥处理处置行业虽然起步较晚,但污泥处理设备企业仍需具备勇往直前的探索精神,深入研究,敢于创新,推动我国污泥处理处置事业的进步。
郑州鼎盛:固定式污泥处理设备:污泥压滤机、污泥压干机、板框压滤机、带式压滤机、厢式压滤机、隔膜压滤机。
移动式污泥处理设备:移动式污泥压滤机、移动式污泥压干机、车载超级污泥压干系统。
污泥厌氧消化出水水质分析随着城市化进程的加速,各种废水处理技术也迎来了蓬勃发展。
其中,污泥厌氧消化技术是一种节能降耗的处理方式,逐渐被广泛应用于各大污水处理厂。
然而,污泥厌氧消化出水也存在着水质问题。
本文就对污泥厌氧消化出水的水质进行分析。
一、污泥厌氧消化出水的处理原理污泥厌氧消化技术是利用微生物在无氧环境下分解污泥,从而将有机物转化为甲烷等气体的一种处理方法。
在该技术下,有机物会分解为甲烷、二氧化碳等气体,同时也会产生水,即出水。
出水中含有大量的甲烷、氧化物等物质,如果不经过处理直接排放,会对环境造成较大影响。
二、污泥厌氧消化出水的水质特征1. pH值污泥厌氧消化出水的pH值一般在7.0左右,偏向中性,符合环保要求。
2. SSSS(悬浮物)是指水中能够在1小时内在常温下沉淀的可见或不可见的小颗粒并在上。
污泥厌氧消化出水中的SS含量较高,通常在100mg/L左右。
3. CODCOD(化学需氧量)是指在充氧条件下,各种有机物和无机物与氧以化学方式作用时所需氧气的总量。
污泥厌氧消化出水的COD值在100-200mg/L之间,属于较高的水质等级。
4. BOD5BOD5(五日生化需氧量)是指理想情况下,通过微生物在5天内将有机物分解为无机物所需的氧气量。
污泥厌氧消化出水中BOD5的含量较低,通常在20mg/L左右。
5. 监测项目根据国家标准《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)规定,污泥厌氧消化出水需监测的项目包括COD、SS、BOD5、氨氮、总氮和总磷等指标,以及PH、电导率等理化性质。
三、污泥厌氧消化出水的处理方法针对污泥厌氧消化出水的水质特点,我们可采取以下的水处理方法:1. 深度处理采用深度处理技术对出水进行处理,包括AC、NF、RO、MBR等,是一种目前比较常见的处理方式。
这些处理技术可以有效地分离有害物质和水分子,提高出水的水质。
2. 混合处理混合处理是将污泥厌氧消化出水与其他污水混合,然后进行统一处理。
污泥厌氧消化技术的优化实践污泥厌氧消化技术是一种生物处理方式,能够将污泥中的有机物分解为甲烷和二氧化碳,从而减少有机废物的数量和废水的处理成本。
在污泥处理过程中,提高厌氧消化效率和稳定性是优化实践的主要目标。
本文将介绍污泥厌氧消化技术的一些优化实践。
1. 厌氧消化条件的控制厌氧消化的条件是其稳定性和效率的关键。
在正常条件下,厌氧消化区的温度应该控制在35-37℃,对于中温消化反应则应该控制在55-60℃左右。
而pH值则应该控制在6.8-7.2之间,如果pH值过低,则应该补充一些碳酸氢盐类的物质,如果pH值过高,则应该添加一些酸性物质。
此外,氧气含量也应该被控制在最小程度。
2. 污泥种类和处理方式选择的影响污泥的种类和处理方式也会影响到厌氧消化的效率和稳定性。
处理污泥的前处理过程是按照污泥类型进行选择和确定的。
一般而言,在处理厨余和动物粪便污泥时,可采用自然污泥进行处理,而在处理工业污泥和医疗污泥时,应采用非自然污泥进行处理。
同时,也需要注意污泥处理后的后处理流程,包括干燥、质量检测和压制等操作。
3. 活性菌种筛选和添加良好的活性菌种选择和添加是优化实践的重要部分。
优质的活性菌种具有高效的厌氧消化效果,并且能够增加污泥的稳定性。
一些常用的活性菌株包括甲烷菌、水解菌、乳酸菌和酵母菌等。
此外,添加营养物质、制作精良的混合液和采用连续滤光处理反应液等,都是在活性菌种筛选和添加方面优化实践的关键策略。
4. 逆流式厌氧消化技术逆流式厌氧消化技术是一种高效的污泥处理方式,可以提高厌氧消化的稳定性和效率。
研究表明,逆流式厌氧消化技术可以减少氨氮、COD和磷的浓度,同时也可以获得更高的甲烷产量。
该技术的优点在于,能够有效地利用反应器中的废水和气体,从而提高处理效率和降低成本。
5. 电子束辐照处理技术应用近年来,在污泥处理领域中,电子束辐照技术得到了越来越广泛的应用。
该技术包括控制实验方法、辐照设备和小型实验等,可以提高污泥的催化效率和稳定性,从而减少有机废物和废水的处理成本。
污泥消化问题分析和解决方法一、污泥消化名词解释污泥消化是利用微生物的代谢作用,使污泥中的有机物质稳定化。
当污泥中的挥发性固体 VSS 含量降到 40% 以下时,即可认为已达到稳定化。
污泥消化可以采用好氧处理工艺,也可以采用厌氧处理工艺。
二、污泥的好氧消化污泥的好氧消化是在不投加有机物的条件下,对污泥进行长时间的曝气,使污泥中的微生物处于内源呼吸阶段进行自身氧化。
好氧消化可以使污泥中的可生物降解部分(约占污泥总量的80%)被氧化去除,消化程度高、剩余污泥量少,处理后的污泥容易脱水。
好氧消化比厌氧消化所需时间要少得多,在常温下水力停留时间为10-12d,主要用于污泥产量少的场合。
一般鼓风量为4.2-16.8m³/(㎡·h)、污泥负荷为0.04-0.05kgBOD5/(kgMLSS·d),BOD5去除率约50%。
三、污泥好氧消化特点和种类1)好氧消化上清液BOD5、SS、CODcr和氨氮等浓度较低,消化污泥量少、无臭味、容易脱水,处置方便简单。
好样消化池构造简单、容易管理、没有甲烷爆炸的危险。
2)不能回收利用沼气能源,运行费用高,能耗大,消化后的污泥进行重力浓缩时。
因为好氧消化不采取加热措施,所以污泥有机物分解程度随温度波动大。
好氧消化有普通好氧消化和高温好氧消化两种。
普通好氧消化与活性污泥法相似,主要靠延时曝气来减少污泥的数量。
高温好氧消化利用微生物氧化有机物时所释放的热量对污泥进行加热,将污泥温度升高到40-70℃,达到在高温条件下对污泥进行消化的目的。
与普通好氧消化相比,高温好氧消化反应更快,停留时间更短,而且几乎可以杀死所有病原体,不需要进一步消毒处理。
高温好氧消化可以在大多数自然气候条件下,利用自身活动产生的热量达到高温条件,不需要外加热源,只要对消化池加盖保温即可。
四、厌氧消化内容和高浓度废水厌氧处理区别污泥的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、液化后并最终分解掉的过程。
浅谈城市污水处理厂污泥处理技术现状浅谈城市污水处理厂污泥处理技术现状一、引言城市污水处理厂是处理城市废水的重要设施,随着城市化进程的加快,城市污水处理厂的污泥处理问题也日益凸显。
污泥处理是指将污水处理过程中产生的污泥进行加工和处理,以减少其体积和有害成分,并实现资源化利用。
本文将从污泥处理技术的现状、存在的问题以及未来发展方向三个方面进行探讨。
二、污泥处理技术的现状目前,常见的污泥处理技术包括厌氧消化、厌氧发酵、厌氧氨氧化、热水解等。
其中,厌氧消化是最常用的污泥处理技术,通过厌氧消化反应将污泥内部的有机物降解,产生可燃性气体和稳定的污泥。
厌氧发酵技术则是在厌氧条件下,通过微生物的作用将污泥中的有机物转化为沼气。
厌氧氨氧化技术是通过厌氧微生物的作用,将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐。
热水解技术则是将污泥在高温高压条件下,通过化学反应将有机物热解成油气和固体残渣。
三、存在的问题尽管现有的污泥处理技术已经取得了一定的成果,但仍存在以下问题:1. 处理效果不稳定。
当前的污泥处理技术在处理效果上存在一定的不稳定性,受到环境因素、水质变化等因素的影响较大。
2. 处理成本较高。
目前的污泥处理技术往往需要大量的能源和化学药剂,造成了较高的处理成本。
3. 资源化利用有限。
尽管一些污泥处理技术可以实现污泥的资源化利用,但实际的应用程度有限,尚未形成规模化的产业化应用。
四、未来发展方向未来的污泥处理技术应该朝着以下方向发展:1. 提高处理效果稳定性。
通过对污泥处理过程中的关键环节进行优化,提高处理效果的稳定性,减少外界因素的干扰。
2. 降低处理成本。
通过引入新的工艺和技术,减少能源和化学药剂的使用,降低污泥处理的经济成本。
3. 推动资源化利用。
加强对污泥处理副产物的研究和开发,实现更广泛的资源化利用,推动污泥处理成为可持续发展的环境产业。
4. 强化技术创新和科研合作。
加强与高校、科研机构等的合作,提升污泥处理技术的科技含量,推动技术创新。
**餐厨垃圾项目厌氧系统现状分析报告一、厌氧系统现状**餐厨垃圾项目项目水解酸化罐指标表现为pH值4.0左右,温度57℃,挥发酸含量1000mg/L;厌氧罐指标表现为pH值降低,由8.04降至7.78,;挥发酸含量由升高,由1080mg/L逐步升至1900mg/L,且在降低厌氧进料量后挥发酸无明显降低;酸碱比由0.1升至0.22;吨进料产气由60m³降至53m³;11月7日和11月15日送沼科所化验的厌氧系统数据显示丙酸含量有上升趋势。
二、原因分析1、水解酸化效果差水解罐pH值过低,抑制了水解酸化菌的水解酸化作用,导致大量大分子有机物进入厌氧系统进行酸化作用,造成厌氧系统挥发酸增长,pH值降低。
水解罐温度过高,造成消化系统中氢分压的提高, 间接造成丙酸的累积, 同时阻碍了产生氢气的丁酸型产酸发酵过程。
2、系统受到负荷冲击11月1日至11月6日期间,厌氧控制系统由于CPU问题导致系统频繁故障,影响厌氧系统按时进料和总进料量,进料量波动较大;在排除CPU故障后,厌氧进料量提量过快,在5天内从186m³提至270m ³,对系统稳定性产生冲击。
3、系统受到丙酸抑制由于餐厨垃圾中微量元素含量极少,伴随进料、出料,系统内微量元素含量不断下降,同时在较高负荷下运行,限制了氢营养型甲烷菌和甲烷八叠球菌属的生长和代谢,甲烷产量最先受到系统失衡影响,对系统失衡的敏感度和预警有效性优于 VFA 浓度的变化。
甲烷鬃菌属取代甲烷八叠球菌属成为优势甲烷菌属,而氢营养型甲烷菌消失殆尽,同时产甲烷菌群落多样性显著下降,导致产甲烷菌群落功能下降,H2/CO2 产甲烷途径被阻断,氢分压上升引发对丙酸代谢的反馈抑制,导致丙酸累积。
三、解决方案1、调节水解罐pH值与温度水解酸化菌最适环境pH值为5.5-6.5,可通过提高沼液回流比的方式或投碱进行调节。
目前沼液回流量为20m³/d,回流比为9%,受水解罐液位高度影响,回流量有限,投碱最为直接,间歇投碱保证pH值一周后可使pH值维持在5.5-6.5之间。
城市污泥处理现状及对策分析首先,我们来看城市污泥处理的现状。
一方面,目前许多城市的污水处理厂采用的是传统的污泥处理工艺,如沉淀池、消化池等,这种处理方式存在污泥处置不当的问题,容易造成环境污染。
另一方面,一些地区的污水处理厂虽然引进了先进的污泥处理技术,如厌氧消化、压滤脱水等,但仍然面临脱水处理成本高、能源消耗大等问题,导致污泥处理不彻底、资源回收不充分。
要解决城市污泥处理的问题,我们需要采取一系列的对策。
首先,要加强污泥产生的源头控制。
通过加强工业企业和居民生活区的污水处理设施建设,减少产生的污泥数量;通过加强环保意识教育,提高居民对垃圾分类和环保的重视程度,从而减少有机废弃物的产生。
此外,还可以通过改善城市供水管网、加强工业废水处理等措施,减少进入污水处理厂的污泥数量。
其次,要推广先进的污泥处理技术。
目前,国内外推广的一些污泥处理技术,如热压脱水、干化处理等,能够有效地实现污泥减量、资源化利用,但这些技术还未在大规模应用中得到推广。
政府应加大对这些技术的支持力度,鼓励城市污水处理厂引进先进的污泥处理设备和技术,并加强研发工作,提高国内技术水平。
此外,还可以加强污泥的资源化利用。
污泥中含有大量的有机物质和养分元素,可以用作农业肥料、生物燃料和建材等。
政府应鼓励科研机构与企业合作,开展污泥资源化利用研究,制定相关政策和标准,推动资源化利用的发展。
同时,还要加强对污泥资源化利用产品的推广,提高人们对这些产品的认知度和接受度。
最后,要加强对污泥处理过程中产生的污泥处理渣和废水的处置。
在传统工艺中,污泥处理渣和废水往往被直接排放或填埋,造成环境污染。
现代的污泥处理技术可以通过热解、焚烧等方式将污泥处理渣转化为能源或建材,同时对废水进行进一步处理以达到排放标准。
政府要对这些处理渣和废水的安全处置给予重视,并加强监管。
总结起来,城市污泥处理是一个复杂而严峻的问题,需要多方面的努力来解决。
加强源头控制、推广先进的污泥处理技术、加强污泥资源化利用和处理渣废水的处置等都是有效的对策。
「干货」污泥处理处置相关技术及优缺点分析现阶段污泥的处理处置技术主要指对污泥进行浓缩、调节、脱水、稳定、干化或焚烧的加工过程,以达到对污泥减量化、稳定化、无害化。
目前常用的污泥处理处置技术有:厌氧消化技术、好氧发酵技术、深度脱水技术、热干化技术、石灰稳定技术和焚烧技术。
1、厌氧消化技术污泥厌氧消化是指污泥在无氧条件下,由兼性菌和厌氧细菌将污泥中的可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和水等,使污泥得到稳定的过程,是污泥减量化、稳定化的常用手段之一。
污泥厌氧消化具有减少污泥体积、稳定污泥性质、产生甲烷气体等优点。
传统的污泥厌氧消化具有反应缓慢、有机物降解率低和甲烷产量较低的缺点,限制了厌氧消化技术优势的发挥。
根据Bryant的三阶段理论,水解是污泥厌氧消化过程中的限速步骤。
因此,从20世纪70年代起,人们对包括高温热水解、超声波预处理、碱解预处理和臭氧预处理等物化方法在内的各种污泥厌氧消化强化技术开展了研究,通过击破污泥的细胞壁,使胞内有机物质从固相转移到液相,促进污泥水解,提高污泥厌氧消化效果。
随着各国污泥量不断增加和对能源的需求、处理后污泥品质要求的不断提高,一些原有的污泥厌氧消化设施面临扩容和改造。
污泥预处理技术可以改善污泥厌氧消化效果、改善污泥脱水效果和提高沼气产量,在一定程度上能够替代消化池扩容带来的效益,因此得到了广泛的研究应用。
其中,高温热水解技术相对较为成熟,目前,该技术已开发出Cambi热水解、Biothelysis热水解和Monsal酶解等多种工艺,近年来在欧洲得到推广应用,挪威、英国和澳大利亚均有成功应用的案例。
针对传统污泥厌氧消化含固率低的限制,高含固污泥厌氧消化技术的研究也成为热点。
高含固污泥厌氧消化的优势在于沼气产生效率高于传统的厌氧消化,原因是进泥含固率大幅升高,厌氧消化池内单位微生物量能接触消化的有机物量大为提高,其产气效率和处理负荷亦随之提高。
目前国外已开发出多种高含固污泥厌氧消化技术,并已在实际工程中得到应用,如芬兰的HLAD工艺,控制进入预反应池的污泥含固率为10%~15%,产气效率相比传统污泥厌氧消化高出30%。
《污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化》篇一一、引言随着城市化进程的加快,污泥处理成为环境保护领域的重要课题。
污泥预处理—厌氧消化技术作为一种有效的污泥处理方法,不仅具有减量化、稳定化、无害化的特点,还可以回收能源,具有较高的环境效益和经济效益。
本文将重点探讨污泥预处理过程中厌氧消化工艺的性能以及预处理过程中有机物的变化。
二、污泥预处理—厌氧消化工艺性能1. 工艺原理污泥厌氧消化工艺是通过微生物在无氧或缺氧条件下,将污泥中的有机物转化为甲烷、二氧化碳等气体,从而实现污泥的减量化和资源化利用。
该过程包括水解、酸化、产甲烷等阶段,需要适宜的温度、pH值、营养物质等条件。
2. 工艺性能(1)减量化:通过厌氧消化,污泥的体积可以大大减少,有利于后续的处置和利用。
(2)无害化:厌氧消化过程中,有害的病原体和病毒被消灭,降低污泥的环境风险。
(3)资源化利用:产生的甲烷等气体可以用于发电、供暖等,实现资源的回收利用。
三、预处理过程中有机物的变化1. 水解阶段在预处理的初期,污泥中的大分子有机物通过水解作用被分解为小分子有机物,如糖类、氨基酸等。
这些小分子有机物更易于被微生物利用。
2. 酸化阶段随着水解过程的进行,小分子有机物进一步被酸化细菌转化为挥发性脂肪酸等有机酸。
这一阶段是厌氧消化的关键阶段,对后续的产甲烷阶段有重要影响。
3. 产甲烷阶段在适宜的条件下,产甲烷菌利用挥发性脂肪酸等有机物产生甲烷。
这一过程是污泥厌氧消化的主要目的,也是实现资源化利用的关键步骤。
四、结论污泥预处理—厌氧消化技术是一种有效的污泥处理方法,具有减量化、稳定化、无害化和资源化的特点。
在预处理过程中,通过水解、酸化和产甲烷等阶段,污泥中的有机物得到有效的转化和利用。
同时,预处理过程中还需要注意控制温度、pH值、营养物质等条件,以保证厌氧消化过程的顺利进行。
未来,随着环保政策的不断推进和技术的不断进步,污泥预处理—厌氧消化技术将得到更广泛的应用和发展。
详解污泥厌氧消化工艺1、厌氧消化池消化污泥培养时的注意事项厌氧消化池(1)污泥厌氧消化池处理的对象是活性污泥,一般不存在毒性问题。
但为了加快培养启动过程,除了投入接种污泥外,还应做好加热保温工作。
(2)充分搅拌消化池内的接种污泥加热至规定温度后,再逐渐投加浓缩污泥,同时继续做好加热和搅拌工作,使消化池内的温度始终处于最佳状态。
(3)采用接种培养法时,初期生污泥的投加量与接种消化污泥的数量和培养时间有关,早期可按设计进泥量的30%~50%投加,一般培养到60d后,再逐渐增加投泥量。
(4)经常测定产气量和池内消化液VFA的浓度及pH直、如果由监测结果发现消化进行得很不正常,应立即减少进泥量、或再投加其他类型的消化污泥作为接种污泥重新培养。
(5)为防止发生爆炸事故,接种前应使用氮气将消化池和输气管路系统中的空气置换出来,产生沼气后,再逐渐把氮气置换出去。
(6)污泥厌氧消化池处理的对象是活性污泥,其中的跤、氮、磷等营养物质一般是均衡的,能够适应厌氧微生物生长繁殖的需要。
因此,在消化污泥的培养过程中不必处理高浓度工业废水那样需要加入营养物质。
2、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。
透过搅拌可消除分层,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。
3、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。
污泥厌氧消化技术的研究与进展引言:污水处理过程中产生的污泥是一个重要的环境问题,传统的废污泥处理方法往往存在着耗能高、处理周期长以及产生副产物难处理等问题。
因此,开发高效、低成本的污泥处理技术对于环境保护和资源回收具有重要意义。
污泥厌氧消化技术是近年来备受关注的一种处理方法,其通过微生物的作用,将污泥内的有机物转化为沼气,并减少污泥体积,达到资源回收和减量化处理的目的。
一、污泥厌氧消化技术的原理污泥厌氧消化技术利用厌氧微生物群在缺氧条件下分解污泥中的有机物质,生成沼气。
过程中,厌氧消化池内的微生物群主要有酢酸菌、甲烷菌等。
酢酸菌在有机物分解过程中产生酸性物质,然后由甲烷菌进一步转化为甲烷,生成沼气。
这个过程既能有效降解有机物,又能产生可用能源。
二、污泥厌氧消化技术的优势1. 能源回收:污泥厌氧消化产生的沼气可以用作燃料,用于供应热能、热水和发电等,从而实现能源的回收利用。
2. 减量化处理:厌氧消化过程中,污泥会经历降解和分解,其体积大大减少,可以有效减少污泥处理的成本和难度。
3. 抑制气味和病菌:厌氧消化过程中,病菌和臭味产生较少,更加安全和环保。
4. 适用性广:污泥厌氧消化技术适用于各种类型的废污泥处理,不论是工业污泥还是城市污泥都可以进行处理。
三、污泥厌氧消化技术的研究进展1. 污泥预处理技术研究:预处理技术可以在一定程度上提高污泥内有机物的降解效率和沼气产量。
目前主要的污泥预处理技术包括热水溶解、热机械法和超声波法等。
2. 厌氧微生物群研究:研究厌氧微生物群的种类和数量对于提高污泥厌氧消化效率具有重要意义。
目前已经发现了一些高效的厌氧消化菌株,并通过菌群改良来提高沼气产量。
3. 工程应用研究:在实际工程应用中,污泥厌氧消化技术的控制参数、优化运行和稳定性问题都亟待解决。
随着技术的不断推进,一些创新的反应器设计和操作模式也逐渐应用于污泥厌氧消化领域。
结论:污泥厌氧消化技术作为一种高效、低成本的废污泥处理方法,具有很大的发展潜力。
厌氧消化技术在污泥处理中的应用摘要:厌氧消化技术因其低能耗、应用广泛的优势在“十四五”规划中被推荐应用到污泥处理中。
本综述针对我国污泥特点,重点讨论了几种常见的厌氧消化处理技术,分析了厌氧消化技术在污泥处理应用中的优势和弊端,探讨了国外厌氧消化技术和实施政策,并尝试为适合我国污泥情况的厌氧消化技术发展提供有益的思路和建议。
关键词:厌氧消化;污泥;处理技术;应用;发展一、引言1.1污泥的来源及处理必要性到 2020 年,我国污水日处理能力已达 1.93 亿 m3[1],污泥作为污水的副产物,产生量达7288.3 万吨[2]。
污泥中含有大量的有害有毒物质,如果处理和处置不当,会对环境造成严重污染。
2022 年9 月我国要求到2025年,全国新增污泥无害化处置设施规模不少于 2 万吨/日,城市污泥无害化处置率达到90% 以上,地级及以上城市达到95% 以上[3]。
1.2污泥处理现状及存在的问题目前我国常用的污泥处理技术有生化法、物化法和热化法[4]。
其中,生化法包括堆肥处理和厌氧消化;物化法包括压滤、离心等;热化法包括焚烧、气化和热解等。
欧美50%以上的污泥采用厌氧消化处理,产生的沼气转化为电能可满足污水厂所需电力的33%~100%。
但污泥厌氧消化在我国应用的并不顺畅,主要原因是由我国污泥泥质差、处理厂运行管理水平低。
二、污泥厌氧消化技术理论与设备应用2.1厌氧消化技术理论厌氧消化技术就是在厌氧的条件下,以兼性厌氧菌、厌氧细菌以及其他微生物为媒介,利用这几种微生物的相互作用[5],将复杂的大分子有机物分解成可利用的甲烷等物质。
目前学术界对于厌氧消化理论的主流是三阶段理论,相较于二十世纪上半叶的二阶段理论,强调了产氢产乙酸菌在此过程中的关键地位[6]。
在三阶段理论的基础上可再进行划分,分为四个阶段:分别是(1)水解阶段,(2)酸化阶段,(3)产氢产乙酸阶段,(4)产甲烷阶段。
2.2厌氧消化技术及设备2.2.1全混式厌氧消化工艺全混式厌氧工艺(CSTR)是目前最先进的湿式厌氧技术之一。
我国城市污水厂污泥厌氧消化系统的运行现状发布时间:2022-12-28T02:08:41.641Z 来源:《城镇建设》2022年第17期作者:王蓉哲[导读] 随着城市化进程的日益加快,城市人口数量骤增,生活污水、工业废水的排放量越来越大,王蓉哲深圳高速环境公司广东深圳 518000摘要:随着城市化进程的日益加快,城市人口数量骤增,生活污水、工业废水的排放量越来越大,增加了污水厂的处理负荷。
在污水厂处理污水过程,污泥厌氧系统的应用是使用微生物增殖的方法,培养厌氧非生物,曝气阶段处理有机物。
下文对于城市污水厂的污泥厌氧消化系统运行情况进行分析,提出优化运行建议,提高污泥系统的使用效果。
关键词:城市;污水厂;污泥;厌氧消化系统引言:在污水厂处理污水阶段,运用污泥厌氧消化阶段,微生物水解和酸化流程产生甲烷,实现对污水内部有机物固体的水解,将其液化之后逐渐分解。
厌氧消化的应用,废水内部有机物溶解,污泥内部有机物通常是固体形式存在,消化环节分为中温和高温两种,城市污水厂大多选择中温消化方式处理,节约成本。
但是部分污水厂在处理过程系统应用还存在不同程度问题,对此,研究污泥厌氧系统的高效运行措施十分必要。
一、城市污水厂污泥厌氧消化系统运行现状(一)污泥厌氧消化池设置不合理在污水厂应用污泥系统处理污水的时候,消化池的建设为重点,部分污水厂在消化池建设方面,对于工艺流程的考虑不够全面,导致消化池的建设存在问题,如;结构尺寸设置定不合理,气密性和抗腐蚀能力不佳等,管道设置不合理,保温措施不科学等,对于系统运行效果产生影响。
(二)处理过程措施运用不合理厌氧消化处理环节,部分处理厂在温度、pH、搅拌、碳氮比等参数控制不合理,对于消化池的处理效率产生影响。
因此,为了保证处理效果,需要污水厂注意系统运行阶段运行参数的控制。
(三)污泥培养和投配率方面问题污泥厌氧系统使用之前,需要先培养污泥,重点培养厌氧污泥、甲烷菌等。
部分污水厂在污泥培养阶段,培养方法的运用方面存在不合理之处,导致污泥质量和处理要求不符。
污泥厌氧消化技术的研究与应用第一章污泥厌氧消化技术的概述污泥厌氧消化技术是一种能够将有机废物转化为质量较小的有机物、甲烷和二氧化碳的技术。
从理论上讲,污泥厌氧消化技术已经有了很好的发展,在一些工业领域已经应用了许多年。
在污水处理领域,这种技术最初的应用是在20世纪70年代。
随着污水处理技术的不断发展和水环境问题的日益紧迫,越来越多的研究者关注厌氧消化技术的优点,如处理效率高、能量利用率高、产生的污泥少等。
本文将从生物学、工艺、操作、控制、优化和应用等方面详细介绍污泥厌氧消化技术。
第二章污泥厌氧消化技术的基本原理污泥厌氧消化技术的基本原理是在无氧环境中,通过微生物代谢,将进入反应器的有机废物转化为甲烷和二氧化碳。
在厌氧消化过程中,有机物质通过两步反应分解:(1)有机物质分解为挥发性脂肪酸(2)挥发性脂肪酸进一步分解为甲烷和二氧化碳这两步反应由不同的微生物群体参与完成。
首先,厌氧消化反应的第一步需要一些厌氧菌将有机物质分解为挥发性脂肪酸。
其中,酸厌氧菌是非常重要的一种微生物,它们可以将有机质分解为丁酸、丙酸、乙酸和乳酸等挥发性脂肪酸。
接着,挥发性脂肪酸进一步被甲烷菌和脱氢酶微生物群体作为碳源和能源利用。
这些微生物最终通过异养代谢过程将挥发性脂肪酸分解为甲烷和二氧化碳。
第三章污泥厌氧消化技术的工艺流程厌氧消化反应器(Anaerobic Digestion Reactor, ADR)是实现厌氧消化的主要设备,在这个反应器中,有机污泥与水混合后加入废料交替进入A、B、C三个室段的高效、定向Bio-循环槽内进行反应,在此过程中,厌氧菌通过分泌外生酶和拍发酶降解污泥颗粒,同时产生大量氢气,供膜磷菌、烷基藻类等脱氢微生物呼吸代谢,产生二氧化碳和甲烷,最终转化为比较稳定的水、二氧化碳、甲烷和微生物体系。
污水处理技术的生命支持体系主要包括三个部分:进水处理、中水处理和排水处理。
厌氧消化技术主要应用于污泥的中水处理和排水处理过程中,目的是对污泥进行处理,并产生甲烷和二氧化碳这些新的物质。
污泥厌氧消化技术的研究与进展污泥厌氧消化技术的研究与进展污泥厌氧消化技术是一种将有机废弃物(如污水处理厂中产生的污泥)通过微生物在无氧条件下进行分解转化的过程。
它能够有效处理废弃物并产生有价值的产物,具有经济效益和环境友好的特点,因此在废物处理领域受到了广泛关注。
近年来,随着对环境保护和可持续发展的重视,污泥厌氧消化技术得到了进一步研究和改进。
首先,研究人员对厌氧消化过程中的微生物群落和代谢途径进行了深入研究。
他们发现,厌氧消化过程中的细菌、古菌和真核微生物以及它们的代谢产物之间存在复杂的相互关系。
通过对这些微生物的识别和分离,科学家们正在逐步揭示不同微生物种类在转化有机物过程中的作用,以及它们之间的相互作用。
其次,研究人员还致力于提高污泥厌氧消化技术的效率和产物质量。
他们通过调控反应温度、压力和pH值等参数,优化了消化过程中的微生物活性和代谢效率。
此外,一些先进的工程技术也被应用于厌氧消化系统,如超声波预处理、微生物燃料电池和气氛控制等,以提高消化过程中的产气速率和产气量,同时降低消化残渣的体积和毒性。
除了技术的改进,污泥厌氧消化技术的应用领域也在不断扩大。
传统上,该技术主要用于处理污水处理厂中产生的污泥,以减少其体积和有害物质,同时产生沼气作为能源。
然而,随着对资源回收和循环利用的需求增长,人们开始探索将该技术应用于其他有机废弃物的处理,如农业废弃物、食品废料和城市生活垃圾等。
利用污泥厌氧消化技术处理这些废弃物不仅能够减少其对环境的负担,还能够回收有价值的产物,如沼渣作为肥料和生物质作为能源。
需要指出的是,尽管污泥厌氧消化技术在实践中取得了重要进展,但仍面临一些挑战和限制。
首先,消化过程产生的气体(主要是甲烷)在处理过程中可能对环境造成负面影响,如温室效应和气味污染。
其次,厌氧消化过程中的微生物群落易受到外界环境变化、pH变化和毒性物质的影响,进而影响消化效果和产物质量。
因此,在技术改进和应用扩大的基础上,还需要进一步加强对该技术的监测和控制,以确保其安全、高效和可持续发展。
污泥厌氧消化系统日常运行中注意的事项(1)消化池的管理。
厌氧消化过程是在密闭厌氧条件下进行,微生物在这种条件下生存不能像好氧污泥那样,依靠镜检来判断污泥的活性。
只能采用反应微生物代谢影响的指标间接判断微生物活性,与活性污泥好氧处理系统相比,污泥厌氧消化系统对工艺条件及环境因素的变化,反应更敏感。
为了消化池的运转正常,应当及时掌握温度、pH值、沼气产量、泥位、压力、含水率、沼气中的组分等指标,及时做出调整。
(2)对于日常运行状况、处理措施、设备运行状况都要求做出书面记录,为下一班次提供运行数据,并做好报表向上一级管理层报告,提供工艺调整数据。
(3)经常检测、巡视污泥管道、沼气管道和各种阀门,防止其堵塞、漏气或失效。
阀门除应按时上润滑油脂外,还应对常闭闸常开闸门定时活动,检验其是否能正常工作。
(4)定期由技术监督部门检验压力、保险阀、仪表、报警装置(5)定期检査并维护搅拌系统。
沼气搅拌主管常有被污泥及其它污物堵塞的现象,可以将其余主管关闭,使用大气量冲吹被堵塞管道。
机械搅拌桨缠绕棉纱和其它长条杂物的问题可采取反转机械搅拌器甩掉缠绕杂物方式解决。
另外,要定期检查搅拌轴与楼板相交处的气密性。
(6)在北方寒冷地区消化池及其管道、阀门在冬季必须注意防冻,进入冬季结冰之前必须检查和维修好保温设施,如消化池顶上的沼气管道,水封阀(罐)。
沼气提升泵房内的门窗必须完整无损坏,最好门上加棉帘子,湿式脱硫装置要保证在10℃以上工作。
特别是室外的沼气管道、热水管道、蒸汽管道和阀门都必须做好保温、防晒、防雨等工作。
(7)定期检查并维护加热系统,蒸汽加热管道、热水加热管道、热交换器内的泥管道等都有可能出现堵塞现象、锈蚀现象,一般用大流量冲洗。
套管式管道要注意冲洗热水管道时要保证泥管中的压力防止将内管道压瘪。
冲洗不开或堵塞严重时应拆开清洗。
(8)消化池除平时加强巡检外,还要对池内进行检查和维修,般5年左右进行一次,彻底清砂和除浮渣,并进行全面的防腐、防渗检査与处理。
污泥厌氧消化技术现状及应注意的问题王涛1,2(1.机械科学研究总院环保技术与装备研究所,北京100044;2.机科发展科技股份有限公司,北京100044)摘要:阐述了厌氧消化技术背景与基本原理。
通过对国内示范项目运行情况的研究分析,从处理方面分析了应注意的泥质影响、池形选择、温度与无害化、含固率与搅拌动力等问题;结合行业技术指南分析了处置方面应注意的问题。
通过处理与处置全过程成本经济分析,得出了该技术参考运行成本。
最后给出了该技术的适用条件。
关键词:厌氧消化、中温厌氧消化、处理、处置、无害化、沼气、全过程1.厌氧消化技术概述1.1技术来源厌氧消化是利用兼氧菌和厌氧菌进行厌氧生化反应,分解污泥中有机质的一种污泥处理工艺。
1881年法国Mouras净化器是污水(污泥)厌氧生物处理的雏形;1905年,德国的Imhoff 池的出现,第一次将泥水分离进行厌氧处理;1927年,首次在厌氧消化池中加上了加热装置,使产气速率显著提高;随后,又增加了机械搅拌器,反应速率进一步提高;20世纪50年代初又出现了利用沼气循环的搅拌装置。
多种形式的厌氧消化池形成了现代污泥厌氧消化技术的核心工艺体系。
1.2技术原理厌氧消化的作用机理有两段论、三段论、四段论之分,就两段论可以分为产酸阶段和产甲烷阶段,其中产酸阶段又可细分为水解阶段、酸化阶段、酸性衰退阶段。
水解酸化阶段(酸性发酵):污水中不溶性大分子有机物,如多糖、淀粉、纤维素、烃类(烷、烯、炔等)水解,主要产物为甲、乙、丙、丁酸、乳酸;紧接着氨基酸、蛋白质、脂肪水解生成氨和胺、多肽等。
产甲烷阶段(碱性发酵):产甲烷细菌把甲酸、乙酸、甲胺、甲醇等基质通过不同途径转化为甲烷,其中最主要的基质为乙酸。
全部反应可以概括为:淀脂1.3厌氧消化池分类厌氧消化池从构造上一般分为池顶、池体和池底三部分:池顶主要起到收集沼气的作用;池体主要起到容纳作用;池底一般主要起到排泥的作用。
按照消化池形状可以分为:圆柱形、椭圆形(卵形)和龟甲形等。
按照池顶结构形式可以分为:固定盖式和移动盖式。
按照搅拌形式可以分为:机械搅拌和沼气搅拌两种形式;机械搅拌又分为泵搅拌、桨叶搅拌、水射器搅拌等;沼气搅拌又可分为气提式搅拌、竖管式搅拌和气体扩散式搅拌等。
1.4国内应用情况2000年,建设部、国家环保局、科技部联合发布《城市污水处理及污染防治技术政策》规定:“处理能力达于10万m3/d的污水处理二级设施产生的污泥,宜采取厌氧消化工艺进行处理”。
截至2011年,国内已建成市政污水处理厂3078座,其中配套建设厌氧消化系统的50余座,这其中稳定正常运行不超过10座。
2010、2011年污泥处理处置十大推荐案例中共列入6个厌氧消化项目,其中还包括当时“尚未进行24小时连续运行和冬季运行”的上海市白龙岗污水厂污泥处理工程。
以下主要依据中国水网2010、2011年度污泥处理处置推荐案例评选资料及部分国内公开发表文献资料摘录列举国内正常运行的主要厌氧消化工程实例情况:1.4.1大连东泰夏家河污泥处理厂夏家河项目占地2.47公顷,日处理市政污泥600吨。
采用LIIP消化罐12个(圆柱形平底形式),直径16m,高度15m,有效高度11.2m,单位有效容积2230m3,污泥停留时间22~25d,进泥含固率10%,污泥投配率4~5%,消化温度37℃,沼气日产量30000-32000 m3,池容产气率1.12~1.20m3/m3,经提纯处理后CH4日产量16500立方米供应市政燃气。
电耗15000~18000 kW.h/d(搅拌强度19.5W/m3)。
沼渣脱水后含水率降至70%左右,送至垃圾填埋场晾晒填埋;沼液排至夏家河污水处理厂处理排放。
项目工程总投资14913万元,运行成本130-150 元/吨。
项目于2007年开工建设,2009年4月正式运行。
1.4.2青岛麦岛污水厂污泥处理项目麦岛项目为青岛麦岛140,000 m3/d污水处理厂扩建工程配套子项目,污水厂占地3.9公顷,污泥系统处理规模48tDS/d(相当于含水率80%脱水污泥240t/d)。
采用圆柱形消化池2座,直径29.3m,高度25.7m,有效高度18m,单位有效容积12700m3,污泥停留时间20d,进泥含固率3.8~4%,污泥投配率1.9kgDS/m3.d,消化温度35±2℃,沼气日产量14400~15000 m3,池容产气率0.59m3/m3,产品首先用于4台500kV A沼气发电机能源,剩余的沼气通过火炬燃烧。
搅拌强度0.9W/m3。
沼渣脱水后含水率降至78%以下,送至垃圾填埋场或堆肥处理;沼液由污水处理厂处理排放。
项目于2008年6月正式运行。
1.4.3北京小红门污水厂污泥处理项目小红门项目为北京小红门600,000 m3/d污水处理厂工程配套子项目,污泥系统处理规模132.5tDS/d(相当于含水率80%脱水污泥662.5t/d)。
采用卵形消化池5座,单位有效容积12300m3,污泥停留时间20d,进泥含固率3.2%,污泥投配率5%,消化温度35℃,沼气日产量30000m3,池容产气率0.49m3/m3,产品用于沼气拖动鼓风机。
搅拌强度3W/m3。
沼渣脱水后含水率降至83%左右,送至石灰干化车间干化外运填埋;沼液由污水处理厂处理排放。
项目工程总投资20000万元,运行费用1464万元/年。
项目于2008年11月竣工正式投入运行。
1.4.4上海白龙岗污水厂污泥处理项目白龙岗项目为上海白龙岗污水厂2,000,000 m3/d污水处理厂升级改造工程配套子项目,污泥系统处理规模204tDS/d(相当于含水率80%脱水污泥1020t/d)。
采用卵形消化池8座,池体最大直径25m,垂直高度44m(地上32m,地下12m),单位有效容积12400m3,设计污泥停留时间24.3d,进泥含固率5%,污泥投配率4.1%,消化温度33~35℃,沼气日产量44512m3,池容产气率0.45m3/m3,产品用于消化池加热保温和后续污泥干化。
搅拌强度4.7W/m3。
沼渣脱水后含水率降至75%左右,送至流化床干化工序处理至含固率70%外运;沼液由污水处理厂处理排放。
项目工程总投资63000万元,运行成本约120 元/吨脱水污泥。
项目于2010年10月建成,2011年4月12日进入调试运行。
1.4.5新疆乌鲁木齐河东污水厂污泥消化及热电联产项目新疆乌鲁木齐河东污水厂污泥消化及热电联产项目为新疆乌鲁木齐河东污水厂原污泥厌氧消化系统维修改造项目。
污泥系统处理规模79tDS/d(相当于含水率80%脱水污泥395t/d)。
采用圆柱形消化池4座,直径20m,高度30.2m,期中柱体高度20m,单位有效容积7164m3,污泥停留时间16d,进泥含固率4%,消化温度35℃,沼气日产量41225 m3。
产品首先用于沼气发电机能源,剩余的沼气通过火炬燃烧。
电耗60000kW.h/d(搅拌强度0.94W/m3)。
沼渣脱水后含水率降至78%左右,送至垃圾填埋场或堆肥处理;沼液由污水处理厂处理排放。
注:按照0.85Nm3/kgVSS产气率估算,上述污泥系统处理规模与沼气日产量对应100%的有机质含量和60%的降解率,显然失实。
项目于2006年由于设备问题停用,2009年经改造后恢复运行使用,2010年底开始4座消化池正常运行。
1.4.6郑州王新庄污水厂污泥厌氧消化及沼气利用项目郑州王新庄污水厂污泥厌氧消化及沼气利用项目为郑州王新庄污水厂工程配套子项目,污泥系统处理规模相当于含水率80%脱水污泥330t/d。
采用圆柱形消化池,一级3座,二级1座,直径28.8m,高度20.2m,期中柱体高度14.5m,单位有效容积10000m3,污泥总停留时间24d,进泥含固率5%,污泥投配率5%,消化温度35±1℃,沼气日产量20000 m3左右,池容产气率0.5m3/m3,经提纯处理后CH4日产量10000立方米供应市政燃气。
沼渣脱水后含水率降至78%左右,送至垃圾填埋场或堆肥处理;沼液由污水处理厂处理排放。
项目于2001年正式运行,根据2006.3.14~3.23运行数据记录(平均值):生污泥量1205m3/d,进泥含水率94.89%,沼气产量17625m3/d,基本达到设计指标。
表1.1厌氧消化典型案例主要技术参数对比2.处理过程应注意的问题2.1泥质中国城镇污水处理厂水质与发达国家存在差异,在污水处理工艺选择和优化方面已经积累了丰富的经验,在污泥处理处置方面同样可以借鉴污水处理经验,在充分分析掌握中国泥质特点的前提下,引入国外成熟技术时,应在本土化改良后谨慎适度推广,否则将只能是事倍功半,甚至无功而返。
2.1.1有机质含量中国城镇污水处理厂污泥有机质含量呈现地域和季节不均匀特点,总体水平较发达国家明显偏低。
我国2001年抽样调查数据较美国2000年统计数据低28%,这主要是由于我国市政污水进水浓度偏低造成的;2009年抽样数据较2001年低25%,这主要是由于新建大量中小污水处理厂,较大中城市污水处理厂进水浓度更低。
下表清楚地反映了上述情况。
表2.1城市污水处理厂有机质含量统计表(单位:g/kg)HRT=20d的情况下,如果按照50%的有机物降解率和0.85Nm3/kgVSS的产气率估算,本文1.4节所列举的项目有机质含量平均应达到55%以上,方可实现设计产气率目标;按照45%的有机物降解率和0.8Nm3/kgVSS的产气率估算,本文1.4节所列举的项目有机质含量平均应达到65%以上,方可实现设计产气率目标;而如果按照40%的有机物降解率和0.7Nm3/kgVSS的产气率估算,则这一指标必须达到83%以上方可实现设计产气率目标。
因此,有机质含量低将直接影响厌氧消化过程的产气率指标,从而影响系统能耗和运行成本,这也是我国大部分厌氧消化池停运的主要原因之一。
保守粗略估计,有机质含量低于60%的污泥很难在日后运行过程中实现设计经济指标。
2.1.2含砂量污泥中有机质成分偏低对应着无机成分偏高,从侧面反映出污水处理厂进水含砂量偏高。
究其原因原因主要有:雨污分流系统不完善、污水管道受损、人为因素等。
根据设计规范:城市污水的含砂量可按10万m3污水沉砂30m3计算(注:合流制污水的含砂量应根据实际情况确定),但有些污水处理厂进水口水样检测高于上述值,甚至是设计含砂量的2~3倍。
目前污水厂所采用的沉砂系统主要用于去除污水中粒径大于0.2mm,密度大于2.65t/立方米的砂粒,以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。
因此即使在除砂系统正常工作的前提下部分砂粒也会随污泥进入到污水生化反应系统和污泥处理系统中。
在污泥处理系统中,由于砂粒具有流动性差、易沉积的特点,会引起污泥管道堵塞、消化池底部积砂,从而影响消化池的正常运行和沼气产量,并且磨损设备尤其是机械式搅拌器。