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2012環保工程師污泥處理匯總

二、厭氧消化

污泥的厭氧消化是利用兼性菌和厭氧菌進行水解、酸化、產甲烷等厭氧生化反應，將污泥中的大部分固體有機物水解、液化后并最終分解掉的一種污泥處理工藝。首先，有機物被厭氧消化分解，可使污泥穩定化，使之不易腐敗。其次，通過厭氧消化，大部分病原菌或蛔蟲卵被殺死或作為有機物被分解，使污泥無害化。第三，隨著污泥被穩定化，不僅是一種減量過程，而且將產生大量高熱值的沼氣，作為能源利用，使污泥資源化。另外，污泥經消化以后，其中的部分有機氮轉化成了氨氮，提高了污泥的肥效。一般污水處理場生污泥約含65%的有機物和35%的無機物，通過厭氧消化處理后，污泥中的有機物約有1/2～1/3被分解，消化污泥的體積減少60%～70%。

大型污水處理場的污泥厭氧消化一般采用中溫消化(30oC～37oC)。

1、工藝原理及過程

將有機物質厭氧消化產生沼氣，是一個由多種細菌參與的多階段生化反應過程，每一種反應階段都以某類細菌為主，其產物供下一階段的細菌利用，反應過程主要分為以下三個階段：

⑴、水解階段

污泥中的有機物成分很復雜，主要包括碳水化合物(主要以淀粉和纖維素)、類脂化合物(主要為脂肪)和蛋白質。以上物質在污泥液中基本上都以固態或膠態存在，細菌無法將其直接吸收至體內。但一些兼性細菌可以向體外分泌胞外酶，將以上大分子的固態和膠態物質水解成細菌可吸收的溶解性物質，產物如下：

⑵、產酸階段

進行水解的兼性菌完成水解以后，可將水解產物吸入細胞內，繼續進行分解代謝。代謝產物主要為揮發性脂肪酸、揮發醇及一些醛酮物質。揮發性脂肪酸通常指少于6個碳原子的直鏈低級脂肪酸，但消化液中的脂肪酸則主要為乙酸、丙酸和丁酸，三種酸占揮發脂肪酸總量的95%以上。三種酸中又以乙酸為主，占總量的65% ~75%。揮發醇主要為甲醇和乙醇。能夠進行水解和酸性消化的細菌統稱為產酸菌，一般都為兼性菌。

⑶產甲烷階段

在該階段，起主要作用的為產甲烷細菌。但由于該類細菌繁殖速度慢，代謝活力不強，只能利用揮發性脂肪酸這樣一些易降解物質進行代謝，產生甲烷。而揮發性脂肪酸正是產酸階段的主要產物，因此，產酸階段是產甲烷階段的前提。大部分甲烷細菌將產酸階段CO2產生的乙酸吸入胞內進行代謝，產生甲烷，也有少量甲烷細菌能將H2 和CO2直接還原為CH4。甲烷細菌為專性厭氧菌，氧的存在能使之中毒，失去活性。主要原因是，當環境中有氧存在時，O2能與酸性消化階段產生的H2迅速合成為過氧化氫(H2O2)。H2O2是一種強氧化劑，在其濃度較高時，對所有類型的細菌均有殺傷作用。由于酸性消化階段產H2量不可能很大，因而消化液中H2O2濃度不高。在H2O2濃度較低時，兼性菌會分泌出一種分解H2O2的酶，將H2O2分解掉，使之失去氧化能力，而專性厭氧菌無此功能。

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