城市污泥厌氧消化处理技术

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1、城市污泥厌氧消化处理技术彭光霞李彩斌王立宁张晓慧（北京中持绿色能源环境技术有限公司北京100192）摘要：随着我国城镇污水处理厂建设的推进，城市脱水污泥的处理处置问题越来越凸显出来。目前我国多数城市污水处理厂多采用浓缩、脱水后外运填埋或作农肥。城市污泥中的生物质能没得到充分利用，造成了资源、能源的浪费。污泥厌氧消化技术作为污泥处理处置的处理工艺，可以实现减量化、稳定化、无害化和资源化，可与多种工艺相结合，为现有污水厂污泥处理处置提供了很好的方向。关键词：污泥处理处置、厌氧消化、分级分相、土地利用、资源化1概述污泥厌氧消化可以实现污泥处理的减量化、稳定化、无害化和资源化。污泥经厌氧消化后，体积大

2、大减少，脱水性能大大提高，可实现污泥的减量化和稳定化；污泥在消化过程中，产生的甲烷菌具有很强的抗菌作用，可杀死大部分病原菌以及其它有害微生物，使污泥卫生化。同时，污泥厌氧消化产生大量的清洁能源--沼气，可用作锅炉燃料、直接驱动鼓风机、沼气发电提供污水处理厂的部分用电量、沼气提纯并网、沼气提纯用作汽车燃料等。1.1污泥厌氧处理技术原理厌氧消化是利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧生化反应，分解污泥中有机物质的一种污泥处理工艺。消化过程中可回收能源，但消化后的污泥含水率较高，仍需进一步脱水。厌氧消化可以实现污泥处理的减量化、稳定化、无害化和资源化。污泥厌氧消化是一个由多种细菌参与的多阶段生化反应过程，每一反

3、应阶段都以某类细菌为主，其产物供下一阶段的细菌利用。厌氧降解过程的化学、生物化学和微生物学相发复杂，但是可以综合三阶段理论[2]：1）水解阶段；2）产酸阶段；3）产甲烷阶段。9图1厌氧消化三阶段理论1.1污泥厌氧消化处理工艺的优点与特点2.2.1.污泥厌氧消化工艺主要优点1）减少污泥体积：减少污泥中可降的有机物含量，使污泥的体积减少，与消化前相比，消化污泥的体积一般可减少1/2~1/3。2）稳定污泥性质：减少污泥中可分解、易腐化物质的数量，使污泥性质稳定。3）提高污泥的脱水效果：未消化的污泥呈粘性胶状结构，不易脱水。消化过的污泥，胶体物质被气化、液化或分解，使污泥中的水分与固体易分离。4）利用

4、产生的甲烷气体：污泥在消化过程中产生沼气，沼气中有用的甲烷气体约占2/3，可作为燃料用来发电、烧锅炉、驱动机械等。5）消除恶臭：污泥在厌氧消化过程，硫化氢分离出硫分子或与铁结合成为硫化铁，因此消化后的污泥不会再发出恶臭。6）提高污泥的卫生质量：污泥中含有很多有毒物质如细菌、病原微生物、寄生虫卵，极不卫生。污泥在消化过程中，产生的甲烷菌具有很强的抗菌作用，可杀死大部分病原菌以及其它有害微生物，使污泥卫生化。2.2.2.污泥厌氧消化处理工艺主要特点1）满足污泥“四化”处理的要求稳定化：通过厌氧消化，将污泥中挥发份降解；减量化：通过厌氧消化，绝干重减量30~40%；通过深度脱水，总量减量60~75%

5、；无害化：厌氧消化能够杀灭绝大多数的病菌和蛔虫卵；资源化：厌氧消化产生的沼气能够用以供热、发电等。2）符合“循环利用、节能降耗、安全环保、稳妥可靠”的原则3）符合低碳经济的发展方向9通过厌氧消化处理，回收污泥、粪便及其他有机废弃物中的生物质能，贯彻了可持续发展理念；为生态城市（Eco-City)、宜居城市的持续发展提供支撑和保障；减排的二氧化碳可进行碳交易，形成碳汇。4）为区域内的其他有机物处理提供了高效的厌氧处理基地在欧洲，尤其是德国，厌氧消化用于污泥处理、有机垃圾处理、餐厨垃圾处理已有三、四十年的历史；随着城市的发展，厌氧消化装置将成为城市基础设施的一部分。1城市污泥厌氧消化处理技术发展趋

6、势Ø40年内在池型、搅拌等方面取得了长足的进步，建成的厌氧消化装置也都能稳定运行。Ø70年代初，Ghosh和Pohland提出了两相理论。Lettinga教授认为，分级的厌氧生物反应器将是未来发展的方向之一。Ø从技术发展上讲，基本形成了下面所示的发展趋势：2.1分级/分相厌氧消化20世纪70年代初期，Pohland和Ghosh[4]等人在厌氧消化领域首先提出了“相分离”的概念，即将产酸发酵菌和产甲烷菌分别富集在分离的环境中，满足各自最适的pH、氧化还原电位、负荷、碱度和温度等条件，发挥各自最大的代谢能力。Pohland和Ghosh等提出的两相厌氧工艺，由两个分离的中温厌氧反应器组成，第一个反应

7、器用于水解和酸化，第二个反应器则主要实现产乙酸化并实现产甲烷，最终完成整个厌氧消化过程。Dague首先提出了温度分级的厌氧消化工艺，即由在高温下运行的第一级厌氧消化反应器和在中温下运行的第二级厌氧消化反应器组成，使污泥首先在高温下得以厌氧消化，随后继续在中温下进行厌氧消化。为了给产酸菌和产甲烷菌提供各自的最佳生长环境，产酸/9产气两相厌氧消化在两个反应池中进行。这种组合工艺优点：Ø提高有机物降解率