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厌氧消化池装置工作原理
厌氧消化是以成分复杂的有机物为基质，由多种群兼性厌氧和专性厌氧微生物参与的复杂代谢过程。在厌氧消化过程中存在基质链与生物链的交互作用。废水的厌氧生物处理是在无氧和无其他氧化物存在下，厌氧微生物将复杂的无机化合物降解，转化为简单、稳定的无机化合物，并释放能量。甲烷和二氧化碳是主要终产物，也有N2、H2、NH3、H2S出现。
有机物的厌氧分解是涉及多种微生物生理类群的复杂生物化学反应。大批学者研究了生化过程中不同阶段的能量水平不同营养功能菌群的代谢途径和不同微生物的形状等。
依据微生物生理类群的代谢差异，Zeikus 提出的“三段四菌群”学说是目前普遍为人接受的观点，它提出厌氧消化是在四个微生物菌群(水解菌群、产氢产乙酸菌群、同型产乙酸菌群、产甲烷菌群)的作用下完成。其过程可以分为三个阶段。
阶段为水解发酵阶段（也称酸化）。此阶段，通过兼性水解发酵菌（即产酸菌）的代谢活动，将复杂有机物——碳水化合物、蛋白质和脂类等发酵成为有机酸、醇类、CO2、H2、NH3和H2S等。第二阶段为产氢产乙酸阶段。这一阶段，主要通过专性厌氧的产氢产乙酸菌的生理活动，将阶段的代谢产物--丙酸及其他脂肪酸、醇类和某些芳香族酸转化为乙酸、CO，和H。第三阶段为产甲烷阶段。主要是由产甲烷菌利用阶段、第二阶段产生的乙酸，CO2，H2(还有甲酸、甲醇和甲胺)等为主要基质，终转化为CH和 CO2。产甲烷菌包括两种特很强的:一群产甲烷菌主要利用H把CO还原为CH(也可利用甲酸);另一群产甲烷菌主要以乙酸为基质(也可利用甲醇和甲胺)，把它分解为CH和CO2。在这一阶段中，据研究还有一种同型产乙酸菌可把CH。和CO2合成为乙酸。
厌氧消化是一个多种群多层次的混合发酵过程，在这个复杂的系统中，种群之间存在着互相依存、互相影响和互相制约的关系，其代谢产物之间在 系统内也存在着动态平衡。

厌氧消化池装置的优缺点
1、厌氧消化的优点
厌氧废水处理技术有其明显的优点。
①厌氧废水处理是把环境保护、能源回收与生态良性循环结合起来的综合系统的核心技术，具有较好的环境效益与经济效益。
②厌氧废水处理技术是一种非常经济的技术，它在废水处理成本上比好氧处理便宜得多，特别是对中等以上浓度(COD>1500mg/L)的废水。
③厌氧处理不但能源需求很少而且能产生大量的能源。据报道，每处理1t含COD的废水，厌氧法只需要耗电2.7x10°(75kW·h)，而好氧法需耗电36x10°J(1000kW. h)。理论上，厌氧法每除去1kgCOD可产生035m的纯甲烷气(0℃、1.013x10°Pa下)。纯甲烷的燃烧值为393x10J/m，高于天然气353x10J/m的燃烧值，每立方米甲烷可发电864x10J(2.4kw·h)，因此甲烷是很好的能源。含甲烷约60%~80%的沼气可用作锅炉或家用燃气。
④厌氧废水处理技术处理设备负荷高，占地少。厌氧反应器容积负荷比好氧法要高得多，单位反应器容积的有机物去除量也因此要高得多，特别是使用新一代的高速厌氧反应器。
⑤厌氧方法产生的剩余污泥量比好氧法要少得多，且剩余污泥脱水性能好，浓缩时不使用脱水剂，因此剩余污泥处理很容易。
⑥厌氧方法对营养物的需求小。一般认为，若以可生物降解的COD(CODaD)为计算依据。好氧法中氮、磷的需求量为CODu:N:P=100:5:1，而厌氧方法则为(350~500):5∶1。
⑦厌氧方法可处理高浓度的有机废水。
⑧厌氧方法的菌种可在终止供给废水与营养的情况下保留其生物活性与良好的沉淀性能至少一年以上。
⑨厌氧系统规模灵活，设备简单，易于制作，无需昂贵的设备。
2、厌氧消化池装置的缺点
厌氧方法用于大规模工业废水的处理只是近20年间的事，该技术的发展尚不充分，其经验与知识的积累有一定的局限性。作为一种新的技术，它的不足之处主要体现在如下几点。
①由于产甲烷菌的敏感性和专性厌氧微生物酶系统对氧的端不稳定性，使反应器中的菌群对环境微小的变化比好氧系统表现得更加敏感。因此，厌氧系统的启动时间较长，短的二三个月，长的达半年甚至一年之久，严重影响了厌氧工艺在污水处理中的应用。
②厌氧方法虽然负荷高，但其出水COD浓度高于好氧处理，原则上仍需要后处理才能达到较高的排放标准。
③厌氧微生物对有毒物质较为敏感。因此，对于有毒废水性质了解不足或操作不当，严重时可导致整个反应器运行条件的恶化，使反应器“酸化”。

装置的加热方式
污泥厌氧消化一般都采用中温35℃消化，为保持消化池内的温度适中，必须对进泥进行加热升温。厌氧消化池的常用加热方式有在消化池外热交换器预热、用蒸汽直接在消化池内加热、在消化池内部安装热水加热盘管等三种。还有在消化池外建预热投配池对生污泥加热后再投加到消化池中的方式。
甲烷菌对温度波动非常敏感，一般应将消化污泥的温度波动控制在土1℃范围内。温度波动即加热的效果与进泥次数、进泥历时和每次的进泥量有关，进泥次数少必然导致每次进泥量较多，使加热系统超负荷，供热不足引起温度的降低。因此，进泥应尽量均匀和接近连续。

污泥厌氧消化池装置消化污泥培养时的注意事项
(1)污泥厌氧消化池处理的对象是活性污泥，一般不存在毒性问题。但为了加快培养启动过程，除了投入接种污泥外，还应做好加热保温工作。
(2)充分搅拌消化池内的接种污泥加热至规定温度后，再逐渐投加浓缩污泥，同时继续做好加热和搅拌工作，使消化池内的温度始终处于状态。
(3)采用接种培养法时，初期生污泥的投加量与接种消化污泥的数量和培养时间有关，早期可按设计进泥量的30%～50%投加，一般培养到60d后，再逐渐增加投泥量。
(4)经常测定产气量和池内消化液VFA的浓度及pH直、如果由监测结果发现消化进行得很不正常，应立即减少进泥量、或再投加其他类型的消化污泥作为接种污泥重新培养。
(5)为防止发生爆炸事故，接种前应使用氮气将消化池和输气管路系统中的空气置换出来，产生沼气后，再逐渐把氮气置换出去。
(6)污泥厌氧消化池处理的对象是活性污泥，其中的跤、氮、磷等营养物质一般是均衡的，能够适应厌氧微生物生长繁殖的需要。因此，在消化污泥的培养过程中不必处理高浓度工业废水那样需要加入营养物质。
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