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▲公司服務(wù)案例：某啤酒有限公司污水處理工程

目前污泥的主要處理處置工藝有厭氧消化、好氧堆肥、干化焚燒、石灰穩定、深度脫水等。污泥處置技術(shù)雖然呈多樣化的形式，但大多是基于使污泥達到減量化、無(wú)害化和穩定化的目的。因此，在達到這些目的同時(shí)，如何結合社會(huì )效益、經(jīng)濟效益和環(huán)保效益最大化地利用污泥中的有機質(zhì)，是今后污泥處理處置技術(shù)發(fā)展所需考慮的重點(diǎn)方向。

其中，污泥厭氧消化產(chǎn)沼氣作為污泥處置的重要技術(shù)，不僅能夠解決生成量見(jiàn)長(cháng)的污泥所造成的環(huán)境問(wèn)題，而且能夠緩解當前日益緊張的能源供需矛盾。早在“十一五”起，國家已提出厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣作為污泥處理的重要工藝技術(shù)，并鼓勵廣泛推廣。

但是，污泥厭氧消化的投資高、處理技術(shù)較復雜、啟動(dòng)和處理的時(shí)間長(cháng)，特別是我國北方地區由于溫度低，對污泥厭氧消化系統的運行管理提出了更高的要求，因此一定程度上限制了污泥厭氧消化法的使用。因此如何充分發(fā)揮污泥厭氧消化的優(yōu)勢，解決污泥厭氧消化的問(wèn)題，提高污泥消化速率，走污泥的資源化利用之路，是今后發(fā)展污泥厭氧消化處理的重中之重。

污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣是指利用厭氧菌對污泥進(jìn)行發(fā)酵，使污泥中富含的蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂類(lèi)等大分子有機質(zhì)逐級降解為甲烷、二氧化碳等小分子物質(zhì)的過(guò)程。目前厭氧消化較為公認模式為三階段理論，第一階段為水解發(fā)酵階段，第二階段為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段，第三階段為產(chǎn)甲烷階段。

在第一階段，污泥中的一些結構復雜的有機物被分解成簡(jiǎn)單的有機物，如一些脂類(lèi)的物質(zhì)會(huì )被轉化成脂肪酸和甘油，一些蛋白質(zhì)分子會(huì )被轉化成氨基酸，一些纖維素類(lèi)物質(zhì)也會(huì )被水解成糖類(lèi)等，然后產(chǎn)酸菌會(huì )通過(guò)厭氧發(fā)酵和氧化等過(guò)程把這些簡(jiǎn)單的有機物進(jìn)一步的轉化成醇類(lèi)和脂肪酸類(lèi)如甲酸、乙酸、丙酸等；

在第二階段，產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌會(huì )把水解階段產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，如醇類(lèi)和丙酸、丁酸等脂肪酸類(lèi)簡(jiǎn)單有機物（甲烷、甲醇、乙酸除外）轉化乙酸和氫并且會(huì )有二氧化碳放出；

在第三階段，產(chǎn)甲烷菌會(huì )將前兩個(gè)階段產(chǎn)生的乙酸、氫氣及二氧化碳等小分子物質(zhì)轉化為甲烷。

▲公司服務(wù)案例：廣西某糖業(yè)廢水處理工程

一般而言，影響污泥厭氧消化的因素主要包括以下四點(diǎn)：

①溫度。溫度是厭氧發(fā)酵過(guò)程主要影響因素，適宜的溫度能使污泥中有機物充分分解，增加產(chǎn)氣量。根據溫度的高低可分為常溫消化（10-30℃）、中溫消化（30-35℃左右）和高溫消化（50-55℃左右）。目前的消化系統溫度一般在35℃左右，屬于中溫消化，在此溫度下，有機物的反應速率較快，產(chǎn)氣量比較多，產(chǎn)生的浮渣量比較少，且反應后污泥混合液固液容易分離。

②污泥底物營(yíng)養組成。污泥底物營(yíng)養主要表現在C/N比值，厭氧細菌所需要的營(yíng)養物質(zhì)是由投配污泥提供的，是衡量營(yíng)養配比的最重要的指標，C/N太高，細菌所需要的氮含量不足，消化液的緩沖能力就會(huì )降低，pH值就會(huì )下降；C/N 太低 ，氮含量過(guò)多，pH值就會(huì )升高，從而抑制消化過(guò)程，且容易造成系統中氨氮濃度過(guò)高，出現氨中毒。

③pH值。水解過(guò)程與發(fā)酵菌及產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌對pH值的適應范圍大致為5-6.5，而對產(chǎn)甲烷菌的pH值的適應范圍為6.6-7.5。如果超出厭氧微生物生長(cháng)繁殖適宜的pH值范圍，進(jìn)而影響微生物細胞內的生物化學(xué)過(guò)程。

④其他影響因素，如攪拌，其目的是使消化池內的新舊污泥混合均勻，同時(shí)避免污泥結殼，使消化產(chǎn)物及時(shí)分離，從而提高消化效率、增加產(chǎn)氣量。另外則是污泥齡與投配率則表現在污泥在消化池內的停留時(shí)間，投配率是指每天投入的新污泥占消化池有效體積的比例，投配率高，消化速度慢，則會(huì )造成產(chǎn)氣量下降，所以需根據基建面積和含水率適量投配。

在污泥厭氧消化過(guò)程中，可以通過(guò)采用一定的預處理技術(shù)，例如破壞細胞結構，釋放有機質(zhì)，促進(jìn)污泥的水解速率，從而改善污泥厭氧消化性能，使污泥厭氧消化技術(shù)的經(jīng)濟性和可用性不斷得到提高。

利用高壓泵，循環(huán)噴射污泥至一個(gè)固定的碰撞盤(pán)上，在這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的機械力可以將污泥當中微生物的細胞結構給予破壞，釋放細胞當中的物質(zhì)，使污泥中蛋白質(zhì)含量得到提高，促進(jìn)水解。利用3MPa高壓噴射預處理的污泥，經(jīng)過(guò)厭氧消化，污泥揮發(fā)性固體的去除率明顯獲得提高，可以達到13%-50%，這就說(shuō)明利用高壓噴射方法可以促進(jìn)污泥厭氧消化的進(jìn)行。

利用超聲波處理法、破碎細胞超聲波技術(shù)實(shí)施污泥的預處理。主要是破壞微生物細胞的細胞壁，可以釋放細胞的有機質(zhì)，促進(jìn)污泥水解和消化。通過(guò)實(shí)驗可以明確，利用低頻超聲波可以獲得最有效地機械力，超聲波處理污泥的時(shí)間要控制在30分鐘 以?xún)?，因為隨著(zhù)處理時(shí)間的增加，污泥產(chǎn)氣量也會(huì )由此增加。超聲波技術(shù)不會(huì )產(chǎn)生污染，同時(shí)分解速度非?？?，可以在極短的時(shí)間內釋放細胞中的物質(zhì)，但是固體水解效果卻比較差，此外各種液體參數和超聲波設備會(huì )直接影響到超聲波的作用，因此在大規模工程中仍舊無(wú)法普及應用。

熱處理法主要就是利用加熱的方式，使污泥當中部分細胞體受熱膨脹，最后破裂，釋放出蛋白質(zhì)和膠質(zhì)等，隨后在高溫影響下，通過(guò)受熱水解、溶化，形成氨氮、揮發(fā)酸、碳水化合物等，這樣可以促進(jìn)污泥厭氧消化。通過(guò)大量的試驗，可以得知污泥水解熱處理最佳的溫度范圍為165℃-180℃。

在常溫條件下，通過(guò)加堿的方式，促進(jìn)污泥溶解自身一些纖維成分。利用堿液預處理，可以有效地溶解污泥中硝化纖維，轉化硝化纖維為有機碳化合物，具有可溶性特點(diǎn)?？傊?，利用堿處理法可以在增污泥中COD和VS的降解率，使其產(chǎn)氣量不斷增大，同時(shí)提高產(chǎn)氣中的甲烷含量，使污泥厭氧消化的周期不斷明顯縮短。

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▲公司服務(wù)案例：廣西金陵某沼氣工程

通過(guò)對污泥厭氧消化技術(shù)及預處理方式進(jìn)行探究，在污泥厭氧消化處理過(guò)程中，可以通過(guò)科學(xué)合理的預處理技術(shù)，充分發(fā)揮污泥厭氧消化的優(yōu)勢，有利于促進(jìn)污泥厭氧消化技術(shù)在我國的應用和普及，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、節約能源。