水圈大講堂:污泥厭氧消化池深度解析系列一
在污水處理廠,污泥厭氧消化池有什么作用呢?今天就為大家解析污泥厭氧消化池的相關功能。
什么是污泥的厭氧消化?與高濃度廢水的厭氧處理有何不同?
污泥的厭氧消化是利用厭氧微生物經(jīng)過水解、酸化、產(chǎn)甲烷等過程,將污泥中的大部分固體有機物水解、液化后并最終分解掉的過程。產(chǎn)甲烷菌最終將污泥有機物中的碳轉變成甲烷并從污泥中釋放出來,實現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化。
污泥的厭氧消化與高濃度廢水的厭氧處理有所不同。廢水中的有機物主要以溶解狀態(tài)存在,而污泥中的有機物則主要以固體狀態(tài)存在。按操作溫度不同,污泥厭氧消化分為中溫消化(30~37℃)和高溫消化(45~55℃)兩種。由于高溫消化的能耗較高,大型污水處理廠一般不會采用,因此常見的污泥厭氧消化實際都是中溫消化。
污泥厭氧消化池的基本要求有哪些?
(1)采用兩級消化時,一級消化池和一級消化池的停留時間之比可采用1:1、2:1或3:2,其中以采用2:1的最多:一級消化池的液位高度必須能滿足污泥自流到一級消化池的需要,地下水位較高時、必須考慮池體的抗浮,對消化池進行清理時最好選擇地下水位較低的時候進行。
(2)污泥厭氧消化池一般使用水密性、氣密性和抗腐蝕性良好的鋼筋混凝土結構,直徑通常為6~35m,總高與直徑之比為0.8~1.0,內(nèi)徑與圓柱高之比為2:1。池底坡度為8%,池頂距泥面的高度大于1.5m,頂部集氣罩直徑一般為2m、高度為1~2m、大型消化池集氣罩的直徑和高度最好分別大于4m和2m。
(3)污泥厭氧消化池一般設置進泥管、出泥管、上清液排出管、溢流管、循環(huán)攪拌管、沼氣出管、排空管、取樣管、人孔、測壓管、測溫管等,一般進泥管布置在池中泥位以上、其位置、數(shù)量和形式應有利于攪拌均勻、破碎浮渣,污泥管道的最小管徑為150mm,管材應耐腐蝕或作防腐處理,同時配備管道清洗設備。
(4)上清液排出管可在不同的高度設置3~4個、最小直徑為75mm,并有與大氣隔斷的措施;溢流管要比進泥管大一級,且直徑不小于200mm,溢流高度要能保證池內(nèi)處于正壓狀態(tài);排空管可以和出泥管共用同一管道;取樣管最小直徑為100mm,至少在池中和池邊各設一根,并伸入泥位以下0.5m;人孔要設兩個,且位置合理。
(5)池四周壁和頂蓋必須采取保溫措施。
污泥厭氧消化池的影響因素有哪些?
(1)溫度、pH值、堿度和有毒物質等是影響消化過得的主要因素、其影響機理和厭氧廢水處理相同。
(2)污泥齡與投配率。為了獲得穩(wěn)定的處理效果,必須保持較長的泥齡。有機物降解程度是污泥齡的函數(shù),而不是進泥中有機物的函數(shù)。
(3)污泥攪拌。通過攪拌可以使投加新鮮污泥與池內(nèi)原有成熟污泥迅速充分地混合均勻,從而達到溫度、底物濃度、細菌濃度分布完全一致,加快消化過程,提高產(chǎn)氣量。同時可防止污泥分層或泥渣層。
(4)碳氮比C/N。厭氧消化池要求底物的C/N達到(10~20):1最佳,一般初沉池污泥的C/N約(9.4~10.4):1,可以單獨進行厭氧消化處理,二沉池排出的剩余活性污泥的C/N約為(4.6~5):1,不宜單獨進行消化,應當與初沉池混合提高碳氮比后再一起厭氧消化處理。
什么是污泥消化池的投配率?
投配率是消化池每天投加新鮮污泥體積占消化池有效容積的百分率,投配率與污泥齡互為倒數(shù)。在不計排出消化液的情況下,消化池的固體停留時間與水力停留時間相同,也就是污泥的消化時間。例如污泥投配率為5%時,生污泥在消化池中的停留時間即泥齡為20d,污泥體積投配率為0.05m3/(m3.d)。
投配率高,消化速度慢,可能造成消化池內(nèi)脂肪酸的積累,使pH值下降,污泥消化不完全,產(chǎn)氣量下降,污泥削減量減少。投配率低,污泥消化比較完全,產(chǎn)氣率較高,但要求消化池容積足夠大,這樣會使消化池容積利用率降低、基建費用增高。另外,為保證消化池內(nèi)微生物的數(shù)量與污泥有機物的比率即污泥負荷穩(wěn)定,污泥的投配率與污泥的含水率也有關系,含水率低的污泥投配率應當適當減小,含水率低時污泥的投配率可以適當加大。
污泥厭氧消化池消化污泥的培養(yǎng)方法有哪些?
污泥厭氧消化系統(tǒng)的啟動,就是完成厭氧消化污泥即厭氧活性污泥或甲烷菌的培養(yǎng)過程。厭氧消化污泥的培養(yǎng)方法有兩種:
(1)逐步培養(yǎng)法:即向厭氧消化池內(nèi)逐步投入生污泥,使生污泥自行逐漸轉化為厭氧消化污泥的方法。此法使活性污泥經(jīng)歷一個由好氧到厭氧的轉變過程,加上厭氧微生物的生長速率比好氧微生物要低很多,因此逐步培養(yǎng)過程耗時很長,一般需要6個月到10個月左右才能完成。
(2)接種培養(yǎng)法:即向污泥厭氧消化池內(nèi)投入總容積10%~30%的厭氧接種污泥的方法。接種污泥一般取自正在運行的城市污水處理廠的污泥厭氧消化池,當液態(tài)消化污泥運輸不便時,可使用經(jīng)過機械脫水的干污泥。在缺乏厭氧消化污泥的地方,可以從坑塘中取腐化的有機底泥,或以人糞、豬糞、牛糞、酒糟或初沉池污泥來作為菌種。將污泥先用水溶化,再用2mm×2mm的濾網(wǎng)過濾除去大塊雜質,再進行靜置沉淀去掉部分上清液后,將固體濃度為3%~5%的污泥作為接種污泥投入消化池。
來源:水圈 WATER8848