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1.原理與作用
厭氧消化是利用兼性菌和厭氧菌進行厭氧生化反應(yīng)，分解污泥中有機物質(zhì)，實現(xiàn)污泥穩(wěn)定化非常有效的一種污泥處理工藝。污泥厭氧消化的作用主要體現(xiàn)在：
?。?）污泥穩(wěn)定化。對有機物進行降解，使污泥穩(wěn)定化，不會腐臭，避免在運輸及最終處置過程中對環(huán)境造成不利影響；
?。?）污泥減量化。通過厭氧過程對有機物進行降解，減少污泥量，同時可以改善污泥的脫水性能，減少污泥脫水的藥劑消耗，降低污泥含水率；
?。?）消化過程中產(chǎn)生沼氣。它可以回收生物質(zhì)能源，降低污水處理廠能耗及減少溫室氣體排放。
厭氧消化處理后的污泥可滿足國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918中污泥穩(wěn)定化相關(guān)指標(biāo)的要求。
2.應(yīng)用原則
污泥厭氧消化可以實現(xiàn)污泥處理的減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化，減少溫室氣體排放。該工藝可以用于污水廠污泥的就地或集中處理。它通常處理規(guī)模越大，厭氧消化工藝綜合效益越明顯。
3.厭氧消化工藝
3.1.厭氧消化的分類
1）中溫厭氧消化
中溫厭氧消化溫度維持在35℃±2℃，固體停留時間應(yīng)大于20d，有機物容積負(fù)荷一般為2.0~4.0kg/m3?d，有機物分解率可達(dá)到35％~45％，產(chǎn)氣率一般為0.75~1.10Nm3/kgVSS（去除）。
2）高溫厭氧消化
高溫厭氧消化溫度控制在55℃±2℃，適合嗜熱產(chǎn)甲烷菌生長。高溫厭氧消化有機物分解速度快，可以有效殺滅各種致病菌和寄生蟲卵。一般情況下，有機物分解率可達(dá)到35%~45%，停留時間可縮短至10~15d。缺點是能量消耗較大，運行費用較高，系統(tǒng)操作要求高。
3.2傳統(tǒng)厭氧消化工藝流程與系統(tǒng)組成
傳統(tǒng)厭氧消化系統(tǒng)的組成及工藝流程，如圖4-1所示。當(dāng)污水處理廠內(nèi)沒有足夠場地建設(shè)污泥厭氧消化系統(tǒng)時，可將脫水污泥集中到其他建設(shè)地點，經(jīng)適當(dāng)漿液化處理后再進行污泥厭氧消化，
傳統(tǒng)污泥厭氧消化系統(tǒng)主要包括：污泥進出料系統(tǒng)、污泥加熱系統(tǒng)、消化池攪拌系統(tǒng)及沼氣收集、凈化利用系統(tǒng)。
消化池通常有蛋形和柱形等池形，可根據(jù)攪拌系統(tǒng)、投資成本及景觀要求來選擇。池體可采用混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。在全年氣溫高的南方地區(qū)，消化池可以考慮不設(shè)置保溫措施，節(jié)省投資。沼氣攪拌系統(tǒng)可根據(jù)系統(tǒng)的要求選擇沼氣攪拌或機械攪拌。
3.3厭氧消化新技術(shù)
在污泥消化過程中，可通過微生物細(xì)胞壁的破壁和水解，提高有機物的降解率和系統(tǒng)的產(chǎn)氣量。近年來，開發(fā)應(yīng)用較多的污泥細(xì)胞破壁和強化水解技術(shù)，主要是物化強化預(yù)處理技術(shù)和生物強化預(yù)處理技術(shù)。
1）基于高溫?zé)崴猓═HP）預(yù)處理的高含固污泥厭氧消化技術(shù)
該工藝是通過高溫高壓熱水解預(yù)處理（
ThermalHydrolysisPre-Treatment），以高含固的脫水污泥（含固率15%~20%）為對象的厭氧消化技術(shù)。工藝采用高溫（155℃~170℃）、高壓（6bar）對污泥進行熱水解與閃蒸處理，使污泥中的胞外聚合物和大分子有機物發(fā)生水解、并破解污泥中微生物的細(xì)胞壁，強化物料的可生化性能，改善物料的流動性，提高污泥厭氧消化池的容積利用率、厭氧消化的有機物降解率和產(chǎn)氣量，同時能通過高溫高壓預(yù)處理，改善污泥的衛(wèi)生性能及沼渣的脫水性能、進一步降低沼渣的含水率，有利于厭氧消化后沼渣的資源化利用。
2）其他強化厭氧消化預(yù)處理技術(shù)其它強化厭氧消化預(yù)處理技術(shù)有：
生物強化預(yù)處理技術(shù)。它主要利用高效厭氧水解菌在較高溫度下，對污泥進行強化水解或利用好氧或微氧嗜熱溶胞菌在較高溫下，對污泥進行強化溶胞和水解。
超聲波預(yù)處理技術(shù)。它利用超聲波“空穴”產(chǎn)生的水力和聲化作用破壞細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)釋放，提高污泥厭氧消化的有機物降解率和產(chǎn)氣率。
堿預(yù)處理技術(shù)。它主要是通過調(diào)節(jié)pH，強化污泥水解過程，從而提高有機物去除效率和產(chǎn)氣量。
化學(xué)氧化預(yù)處理技術(shù)。它通過氧化劑如臭氧等，直接或間接的反應(yīng)方式破壞污泥中微生物的細(xì)胞壁，使細(xì)胞質(zhì)進入到溶液中，增加污泥中溶解性有機物濃度，提高污泥的厭氧消化性能。
高壓噴射預(yù)處理技術(shù)。它是利用高壓泵產(chǎn)生機械力來破壞污泥內(nèi)微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，使得胞內(nèi)物質(zhì)被釋放，從而提高污泥中有機物的含量，強化水解效果。
微波預(yù)處理技術(shù)。微波預(yù)處理是一種快速的細(xì)胞水解方法，在微波加熱過程中表面會產(chǎn)生許多“熱點”，破壞污泥微生物細(xì)胞壁，使胞內(nèi)物質(zhì)溶出，從而達(dá)到分解污泥的目的。
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