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2014年注冊(cè)環(huán)保工程師考試時(shí)間為9月6、7日,為了幫助廣大考生復(fù)習(xí),小編整理了環(huán)保工程師專業(yè)知識(shí)講義供廣大考生參考,希望對(duì)備考有所幫助!
污泥消化原理及應(yīng)用
剩余污泥含有大量的有機(jī)物和病原菌,如果直接排放到自然界中,有機(jī)物將會(huì)受到微生物的作用而發(fā)臭,對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害,且病原體將直接或間接接觸人體造成危害。因此,污泥在脫水前通常要進(jìn)行穩(wěn)定處理,穩(wěn)定污泥的常用方法是消化法,消化有好氧消化和厭氧消化。
1.污泥好氧消化
⑴污泥好氧消化實(shí)際是活性污泥法的繼續(xù),在消化過(guò)程中,有機(jī)污泥經(jīng)氧化可以轉(zhuǎn)化成二氧化碳、氨以及氫等氣體產(chǎn)物。
⑵好氧消化分類
好氧消化過(guò)程分為普通好氧消化和自熱高溫好氧消化兩類。
⑶好氧消化池
構(gòu)造上一般包括好氧消化室、泥液分離室、消化污泥排除管和曝氣系統(tǒng)。好氧消化法的操作較靈活,可以間歇運(yùn)行操作,也可連續(xù)運(yùn)行。
⑷好氧消化的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):污泥中可生物降解有機(jī)物的降解程度高;清液BOD濃度低,消化污泥量少,無(wú)臭、穩(wěn)定、易脫水,處置方便;消化污泥的肥分高,易被植物吸收;好氧消化池運(yùn)行管理方便簡(jiǎn)單,構(gòu)筑物基建費(fèi)用低等。因此,特別適合于中小污水處理廠的污泥處理。
缺點(diǎn):運(yùn)行能耗多,運(yùn)行費(fèi)用高;不能回收沼氣;因好氧消化不加熱,所以污泥有機(jī)物分解程度隨溫度波動(dòng)大;消化后的污泥進(jìn)行重力濃縮時(shí),上清液SS濃度高等。
2.污泥厭氧消化
厭氧消化是指污泥在無(wú)氧的條件下,由兼性菌及專性厭氧細(xì)菌將污泥中可生物降解的有機(jī)物分解為二氧化碳和甲烷氣,使污泥得到穩(wěn)定。
⑴原理
污泥厭氧消化的過(guò)程極其復(fù)雜,可概括為三個(gè)階段:第一階段是在水解與發(fā)酵細(xì)菌作用下,使碳水化合物、蛋白質(zhì)及脂肪水解與發(fā)酵轉(zhuǎn)化成單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油、二氧化碳及氫等。第二階段是在產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌的作用下,把第一階段的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成氫、二氧化碳和乙酸,參與的微生物是產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌以及同型乙酸菌。第三階段是通過(guò)兩組生理上不同的產(chǎn)甲烷菌的作用,一組把氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷,另一組對(duì)乙酸脫羧產(chǎn)生甲烷,參與的微生物是甲烷菌,屬于絕對(duì)的厭氧菌,主要代謝產(chǎn)物是甲烷。
⑵厭氧消化分類
厭氧消化法有傳統(tǒng)消化法、高速消化法和厭氧接觸法等,傳統(tǒng)消化池的缺點(diǎn)是:分層現(xiàn)象明顯,使細(xì)菌和營(yíng)養(yǎng)物得不到充分接觸,因而負(fù)荷小,產(chǎn)氣量低,操作困難。高速消化池克服了傳統(tǒng)消化法的缺點(diǎn),增加了負(fù)荷和產(chǎn)氣量。厭氧接觸法是在連續(xù)攪拌厭氧消化池的基礎(chǔ)上加一個(gè)沉淀池收集污泥,并將厭氧污泥回流到消化池中,增大了反應(yīng)器中厭氧污泥的濃度,處理效率和負(fù)荷顯著提高。
⑶厭氧消化影響因素
①溫度因素
甲烷菌對(duì)于溫度的適應(yīng)性,可分為兩類:中溫甲烷菌(最適宜溫度為33~35℃)和高溫甲烷菌(最適宜溫度為50~ 55℃),兩區(qū)之間的溫度,反應(yīng)速度反而減退。中溫或高溫厭氧消化允許的溫度變動(dòng)范圍為±1.5~2.0℃,當(dāng)有±3℃的變化時(shí),就會(huì)抑制消化過(guò)程。
②負(fù)荷
厭氧消化池的容積決定于厭氧消化的負(fù)荷率。負(fù)荷率的表達(dá)方式有兩種:容積負(fù)荷和有機(jī)物負(fù)荷。有機(jī)物負(fù)荷率是指每日進(jìn)入的干泥量與池子容積之比,可以較好地反映有機(jī)物量與微生物量之間的相對(duì)關(guān)系。
③攪拌和混合
厭氧消化是由細(xì)菌體的內(nèi)酶和外酶與底物進(jìn)行的接觸反應(yīng),必須使兩者充分混合,攪拌的方法一般有:機(jī)械攪拌、污泥泵循環(huán)抽送和沼氣攪拌等。
④C/N比
如果C/N比太高,細(xì)胞的氮量不足,消化液的緩沖能力低,pH值容易降低,C/N比太低,氮量過(guò)多,pH值可能上升,會(huì)抑制消化過(guò)程。
⑤有毒物質(zhì)
在消化過(guò)程中對(duì)消化有抑制作用的物質(zhì)主要有重金屬離子、S-2、氨以及有機(jī)酸等,達(dá)到一定的濃度時(shí),消化就會(huì)受到抑制。
⑥酸堿度、pH值和消化液的緩沖作用
⑷消化池的構(gòu)造
消化池的外形有圓柱形和蛋形等,其主體是由集氣罩、池蓋、池體、下錐體四部分組成,還包括污泥投配、排泥及溢流系統(tǒng),消化氣排出、收集與貯氣設(shè)備,攪拌設(shè)備以及加溫設(shè)備等
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