污泥高含固厌氧消化增温工程实践

随着我国城镇污水处理效率的不断提高,城镇污水处理厂污泥产量也急剧增加。厌氧消化作为一种低能耗、资源化的污泥处理技术,处理过程能耗较低,能回收沼气能源,可减少温室气体排放,是污泥稳定化、减量化和资源化的重要手段之一。目前,由于高含固厌氧消化沼气产生效率高,已在工程实践中得到了推广应用。温度是影响厌氧消化反应的重要因素,温度变化对沼气产量有明显影响,因此,维持厌氧消化反应温度的稳定性尤为重要。该文针对厌氧消化系统不同的增温方式,以实际工程实践为例,介绍了厌氧消化系统启动时和正常运行时的增温情况。

污泥高含固厌氧消化研究进展

相对于传统厌氧消化,污泥高含固厌氧消化具有反应器容积小、有效容积沼气产率高、建设和运行成本低等优势。从技术优势、控制参数、消化性能、存在问题和优化方式等方面,对污泥高含固厌氧消化系统进行了综述。通过调控优化污泥高含固厌氧消化过程控制参数,采用多种预处理技术耦合+厌氧消化/混合基质共消化等工艺形式,可以有效解决污泥高含固厌氧消化搅拌困难,传质、传热效果差,中间产物积累抑制等问题,并提高其厌氧消化性能。实践表明,高含固厌氧消化是污泥厌氧消化技术发展的重要趋势之一。

温度对微好氧消化处理高含固厌氧消化污泥的影响

采用微好氧消化对高含固厌氧消化污泥进行后处理,考察了在常温、中温及高温条件下反应器的运行性能以及污泥植物毒性的改善。结果表明:在污泥停留时间为8 d,供气量为2.4 L/min的微氧条件下,高含固厌氧消化污泥VS进一步降解,比耗氧速率降低,挥发性脂肪酸及氨氮等小分子物质浓度显著降低,污泥趋于更加稳定的状态。随着处理温度的提高,污泥VS、比耗氧速率和总氨氮呈逐渐下降趋势。种子发芽实验表明:经微好氧消化处理后,污泥对向日葵、矢车菊、牵牛花等种子发芽的抑制作用均逐渐下降,说明微好氧消化有利于改善高含固厌氧消化污泥的植物毒性。而且随着处理温度的增加,处理后污泥的植物毒性呈增加趋势,这可能与挥发性脂肪酸含量的增加有重要关系。总体看来,与常温和高温条件相比,中温微好氧消化是改善高含固厌氧消化污泥土地利用性能更为可行的工艺。

不同组合方式对厌氧—好氧消化联合处理市政污泥性能的影响

厌氧消化和好氧消化联合处理污泥技术有利于进一步改善污泥的稳定化程度，通过对比分析厌氧-好氧和好氧-厌氧两种不同组合方式条件下污泥稳定化效果及处理后基质土地利用性能的差异，以期提出更优的组合方式。结果表明，与厌氧-好氧工艺相比，好氧-厌氧工艺具有较低的VS降解率，但甲烷产率较高。与好氧消化出料相比，厌氧消化出料具有更高的植物毒性，这可能是因为其中含有较高的溶解性物质，导致其渗透压较高，抑制了植物种子的发芽。此外，与单级好氧消化工艺相比，厌氧-好氧工艺产生的出料具有较高的稳定性。

厨余垃圾厌氧产酸与产甲烷反应器运行特征差异分析

通过模拟长期稳定运行的厨余垃圾厌氧消化产甲烷反应器和产酸反应器,研究高含固条件(10%TS)下2种反应器中VFAs的产生和转化途径及其对沼气产生的影响。在启动阶段,由于发酵类型不同,2种反应器中VFAs的组成存在较大差异。产酸反应器中,较高的氢分压和丁酸的积累表明该产酸类型以丁酸型发酵为主,基于此,VFAs产量迅速上升,pH迅速降低至5.3左右,CH4产率降低;当产酸反应器结束运行时,TVFA/SCOD稳定在85%以上。相反,在正常的产甲烷反应器中,前期产酸阶段有机物水解产酸的主要途径为丙酸型发酵,氢分压很低。在此条件下,丙酸和丁酸会被转化为乙酸,随之被嗜乙酸产甲烷菌利用,同时,VFAs浓度降低,pH迅速恢复至约6.5;长时间稳定运行中,共产生沼气约34 L,CH4体积分数保持在71%~75%。结果表明,丁酸型发酵是厌氧反应器中VFAs积累、pH降低的主要原因,同时,丁酸的形成会对产甲烷菌的代谢造成抑制。