污泥厌氧发酵沼气产生规律研究的论文

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1、污泥厌氧发酵沼气产生规律研究的论文摘要利用自制的沼气发生器和沼气净化装置，以污水处理厂污泥为原料进行厌氧发酵产沼气研究。结果表明：污泥含水率在93%以上，但是c/n只有20.5，厌氧发酵过程中codcr不断下降，而在第6天时沼气产量达到0.63l。以氢氧化钠溶液吸收二氧化碳和硫化氢，浓度为2mol/l时吸收率可达到99%以上。　　关键词污泥；厌氧发酵；沼气；产生规律　　随着我国国民经济的发展和城市的现代化建设以及对城市的环境和生态平衡的要求，城市污水处理厂的兴建与运行管理已经成为现代化城市建设不可分割的一部分。随着城市污水处理率的逐年提高，城市污水厂的污泥产生量也急剧增加。据估算[1]

2、，目前我国城市污水处理厂每年排放的污泥量（干重）大约为130万t，而且其年增长率大于10%，特别是在我国城市化水平较高的几个城市与地区，污泥的出路问题已经十分突出。如果城市污泥全部得到处理，则将产生污泥量（干重）840万t，占我国固体废弃物总量的3.2%。　　污泥是城市污水处理和废水处理不可避免的副产物，含有大量的有机质和营养元素，能量巨大。另一方面，我国正面临着巨大的能源与环境压力，矿物能源和资源日益耗尽，开发并生产各种可再生能源替代煤炭、石油和天然气等化石燃料是世界今后解决能源紧缺的一种有效途径[2]。在德国，城市污水厂通过污泥沼气发电，可满足其自用电力的57%[3]。因此，利用污

3、泥消化产沼气不仅能够解决污泥出路的问题，还使得污泥作为一种资源得到了利用。　　1材料与方法　　1.1仪器与试剂　　1.1.1仪器。.注射器（50ml）、电子天平（bs124s，北京赛多利斯仪器系统有限公司）、干燥箱（101-3y（a），苏州市大隆仪器仪表有限公司）、电炉（500g/g、含氮量为0.032mg/g，含水率比较高，为93.65%；但是碳氮比偏低，为20.5，合理的碳氮比为20~30，因此可考虑加入一些氮进去，以增大碳氮比[4]。　　2.2codcr与沼气量　　投入当天从南昌朝阳污水处理厂取来的新鲜污泥12l，并且密封好沼气发生器，开始厌氧发酵。因为碳氮比有点偏低，所以加入少

4、量的尿素，约10g。发酵过程变化见表1，由表1可知，试验开始1~2d没有产沼气，其原因是污泥中细菌以好氧菌为主，加上沼气发生器中还含有部分空气，因此整个反应器内以好氧为主，这阶段cod的下降也是这个原因。试验3～5dcodcr下降幅度度差不多，但沼气产量相差较多，其原因是污泥中的好氧菌还存在一部分，但是厌氧反应明显开始大于好氧反应。试验5~6d沼气产量达到最大值。以后几天厌氧菌进入衰亡期，加上污泥中有机质已消耗差不多了，因此沼气量逐渐减少。　　2.3沼气的净化　　由于开始测cod时，用硝酸银滴定时没有发现沉淀，因此污泥中不含有卤素，也就没有卤化烃产生，不需要做卤化烃成分的测定和去除。　

5、　2.3.1沼气中硫化氢的测定。用50ml注射器抽取50ml沼气发生器产生的沼气于1个密闭容器中（容器中装有一定量的氧化铁），静置24h。称其前后的质量差，差值就是硫化氢的含量。平行测定2次，取其平均值。此次试验的差值为0.0001g，则硫化氢含量为：0.0001/50×10-6×100%=2000（mg/m3）。根据《恶臭污染物排放标准》（gb14554-93）中硫化氢二级排放标准，排放浓度应该达到0.06mg/m3，实测的数据为2000mg/m3，必须予以净化。　　2.3.2沼气中二氧化碳的测定。用50ml注射器抽取50ml沼气发生器产生的沼气于1个密闭容器中（容器中装有足量的氢氧

6、化钠），静置2h。称其前后的质量差，然后换算出二氧化碳的含量。平行测定2次，取其平均值。此次试验的差值为0.036g，换算成二氧化碳的体积为18.327ml，则二氧化碳含量为：18.327/50×100%=36.65%。　2.3.3沼气中甲烷的测定。沼气中主要成分就是二氧化碳和甲烷，其他气体可以忽略不计（约占2%），计算出二氧化碳的含量，就能得出甲烷的含量。此次试验中甲烷含量为：1-36.65%=63.35%。　　2.3.4沼气的净化研究。把自制的沼气发生装置的出气管接到自制沼气净化装置的进气管上，在沼气净化装置中分别加入2、4、6mol/l的氢氧化钠溶液。再在净化装置的出气管处收集沼

7、气，测定沼气中硫化氢和二氧化碳的含量[5]（方法同2.3.1、2.3.2，具体数据如表2所示。由表2可知，碱液对二氧化碳的吸收效果非常明显。此次实验不同浓度的氢氧化钠对二氧化碳的吸收影响极其有限，可能是二氧化碳的量相对较少，而氢氧化钠的量相对较多的缘故，而硫化氢本身量就小，经过氢氧化钠溶液后，已经超出天平（万分级）称量范围而无法准确测出去除率，但也应该是明显的，因此取碱液浓度为2mol/l。　　2.3.5沼气中水的去除。沼气中水的去除，可以通过