厭氧消化的基本原理
有機物厭氧消化產(chǎn)甲烷過程是一個非常復雜的由多種微生物共同作用的生化過程。M.P.Bryany(1979)根據(jù)對產(chǎn)甲烷菌和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的研究結(jié)果,提出了三階段理論。深圳玻璃鋼污水處理設(shè)備可加工定制
階段為水解發(fā)酵階段。在該階段,復雜的有機物在厭氧菌孢外酶的作用下,首先被分解成簡單的有機物,如纖維素經(jīng)水解轉(zhuǎn)化成較簡單的糖類;蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化成較簡單的氨基酸;脂類轉(zhuǎn)化成脂肪酸和甘油等。參與這個階段的水解發(fā)酵菌主要是厭氧菌和兼性厭氧菌。
第二階段為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。在該階段,產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌把除乙酸、甲酸、甲醇以為的階段產(chǎn)生的中間產(chǎn)物,如丙酸、丁酸等脂肪酸,和醇類等轉(zhuǎn)化成乙酸和兼性厭氧菌。
第三階段為產(chǎn)甲烷階段。在高階段中,產(chǎn)甲烷菌把階段和第二階段產(chǎn)生的乙酸、H2、和CO2等轉(zhuǎn)化為甲烷。
厭氧反應器運行中的欠平衡現(xiàn)象及其原因是?
啟動后,厭氧消化系統(tǒng)的操作與管理主要是通過對產(chǎn)氣量、氣體成分、池內(nèi)堿度、pH值、有機物去除率等進行檢測和監(jiān)督,調(diào)節(jié)和控制好各項工藝條件,保持厭氧消化作用的平衡性,使系統(tǒng)符合設(shè)計的效率指標穩(wěn)定運行。。深圳玻璃鋼污水處理設(shè)備可加工定制
保持厭氧消化作用的平衡性是厭氧消化系統(tǒng)運行管理的關(guān)鍵。厭氧消化過程易出現(xiàn)酸化,即產(chǎn)酸量與用酸量不協(xié)調(diào),這種現(xiàn)象稱為欠平衡。厭氧消化作用欠平衡時可以顯示出如下的癥狀:
①消化池揮發(fā)性有機酸濃度增高;
②沼氣中甲烷含量降低;
③消化液pH值下降;
④沼氣產(chǎn)量下降;
⑤有機物去除率下降。
諸癥狀中先顯示的是揮發(fā)性有機酸濃度的增高,故它是一項有用的監(jiān)視參數(shù),有助于盡早察覺欠平衡狀態(tài)的出現(xiàn)。
厭氧消化作用欠平衡的原因是多方面的,如:有機負荷過高;進水pH值過低或過高;堿度過低,緩沖能力差;有毒物質(zhì)抑制反應溫度急劇波動;池內(nèi)有溶解氧及氧化劑存在等厭氧消化作用欠平衡狀態(tài)時,就必須立即控制并加以糾正,以避免欠平衡狀態(tài)進一步發(fā)展到消化作用停頓的程度??蓵簳r投加石灰乳以中和累積的酸,但過量石灰乳能起殺菌作用。解決欠平衡的根本辦法是查明失去平衡的原因,有針對性地采取糾正措施。
低濃度廢水反應速率的選擇
以生活污水為例,一般來說影響廢水厭氧反應速率的因素有很多,包括反應溫度、廢水的毒性、原水基質(zhì)濃度、原水的PH值、傳質(zhì)效率、營養(yǎng)物質(zhì)的平衡、微量元素的催化作用等等。對于生活污水來說,影響比較大的因素有反應溫度、原水的基質(zhì)濃度、傳質(zhì)效率以及微量元素的催化。因為生活污水的營養(yǎng)比和PH值被*為非常適合生物的生長的。在前面的敘述中,已經(jīng)提及了厭氧反應的前三個階段對于生活污水來說,很快就可以完成,尤其水解階段,不存在傳質(zhì)的限制,同時通常長距離的管網(wǎng)也給水解提供了足夠的時間。因此我們提出的厭氧處理低濃度廢水設(shè)計思想中,主要考慮產(chǎn)甲烷過程作為限速步驟。
由于產(chǎn)甲烷階段遵循莫諾方程,整個速率的確定以莫諾方程為基礎(chǔ)。在上式中,很難把總體反應的Ks值估算出來,因為它受到的影響因素很多,對于不同類型的廢水差別很大。對于生活污水來說可以根據(jù)不同的單個因素影響列成很多分式莫諾方程,后各式相乘再加上修正系數(shù),這個方程可以得出比較接近的Ks值,作為厭氧處理生活污水時的參考設(shè)計數(shù)據(jù)。