貴州工業(yè)污水處理IC厭氧反應器

貴州工業(yè)污水處理IC厭氧反應器

原理

在厭氧處理過程中，廢水中的有機物經大量微生物的共同作用，被比較終轉化為甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨等。在此過程中，不同微生物的代謝過程相互影響，相互制約，形成了復雜的生態(tài)系統(tǒng)。對高分子有機物的厭氧過程的敘述，有助于我們了解這一過程的基本內容。高分子有機物的厭氧降解過程可以被分為四個階段：水解階段、發(fā)酵(或酸化)階段、產乙酸階段和產甲烷階段。

水解階段

水解可定義為復雜的非溶解性的聚合物被轉化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。

高分子有機物因相對分子量巨大，不能透過細胞膜，因此不可能為細菌直接利用。它們在一階段被細菌胞外酶分解為小分子。例如：纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，淀粉被酶分解為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被蛋白質酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產物能夠溶解于水并透過細胞膜為細菌所利用。水解過程通常較緩慢，因此被認為是含高分子有機物或懸浮物廢液厭氧降解的限速階段。多種因素如溫度、有機物的組成、水解產物的濃度等可能影響水解的速度與水解的程度。水解速度的可由以下動力學方程加以描述：ρ=ρo/(1+Kh.T)

ρ ——可降解的非溶解性底物濃度（g/L）

ρo———非溶解性底物的初始濃度（g/L）

Kh——水解常數(shù)（d^-1）

T——停留時間（d）

發(fā)酵或酸化階段

發(fā)酵可定義為有機物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程，在此過程中溶解性有機物被轉化為以揮發(fā)性脂肪酸為主的末端產物，因此這一過程也稱為酸化。

在這一階段，上述小分子的化合物發(fā)酵細菌（即酸化菌）的細胞內轉化為更為簡單的化合物并分泌到細胞外。發(fā)酵細菌絕大多數(shù)是嚴格厭氧菌，但通常有約1%的兼性厭氧菌存在于厭氧環(huán)境中，這些兼性厭氧菌能夠起到保護像甲烷菌這樣的嚴格厭氧菌免受氧的損害與抑制。這一階段的主要產物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等，產物的組成取決于厭氧降解的條件、底物種類和參與酸化的微生物種群。與此同時，酸化菌也利用部分物質合成新的細胞物質，因此，未酸化廢水厭氧處理時產生更多的剩余污泥。

IC厭氧反應器

一、情況：
由于部門對餐廚垃圾、廚余垃圾亟待處理的高度重視，加政污泥等等這樣機垃圾的厭氧消化的迫切需求，江蘇千里和科研所一起研發(fā)了餐廚垃圾處理厭氧發(fā)酵罐。
餐 廚垃圾的厭氧處理技術；主要內容分四塊，*塊是餐廚垃圾的概念及性，它由餐飲垃圾和廚余垃圾組成的，餐飲垃圾主要由餐館、食堂它的剩余物，包括油脂、 面點等加工過程中的廢棄物。廚余垃圾就是在我們日常生活中產生的，我們丟棄的果蔬以及下腳料易腐的垃圾。因為餐廚垃圾我們提倡單處理，它與其他城市垃圾 處理相比，它的組成簡單一點，很多雜物在里邊，成分更為簡單。所以它的毒害物質，例如重金屬的含量就比較少，所以它相對于其他的城市垃圾來說，是更 利于回收和利用的。

還 一個點就是它的油脂和鹽分含量比較高，由于油脂含量比較高，所以餐廚垃圾給人的感覺就是比較粘稠，所以它處理起來相對來說也就比較困難一點。同時因為 鹽份含量高，如果采用生物方法來處理的話，它對生物的活性也會一定的影響。所以這個也會導致它的處理難度的提升。對于來說，餐廚垃圾資源化利用它的 現(xiàn)狀目前主要的利用方式飼料化、耗氧堆肥和厭氧發(fā)酵三種，這是資源化利用的方式。對于*種飼料化處理，這個是目前比較常用的一種處理方法，因為它 的餐廚垃圾里面的營養(yǎng)元素含量是非常豐富的，但是以瘋牛病為特例的案例就揭示了餐廚垃圾作為動物飼料，它是存在安問題的。所以對于飼料化處理的話，現(xiàn)在 明文是要控制的。

二、處理后的利用性能和可靠性
利 用方式就是做耗氧堆肥；通過兩次發(fā)酵，通過耗氧的微生物，把餐廚垃圾里面的機物轉化為腐殖質，它主要的就是作為土壤的肥料，可以起到一個改土和增產 的。同時這個餐廚垃圾堆肥做肥料也會存在一定的問題，*個就是因為餐廚垃圾里邊的芫分含量比較高，所以它如果說適用到土壤里邊，就可能會因為處理 不當?shù)眠^程導致土壤的鹽堿化。同時耗氧堆肥的處理工藝就決定了它的，從它的收集一直到zui后制成肥料，這個周期是非常長的。同時它的占地面積比較大，臭 也是比較惡劣的。所以同時zui后堆肥的產品在市場大家也都知道目前是存在一個銷路問題，所以從這個角度來說的話，這個堆肥的工藝在目前的項目里邊，成 功的案例也不是太多。

　 　另外一種利用方式就是厭氧消化。厭氧消化是在定的厭氧環(huán)境下，利用厭氧微生物對其中的機物進行降解，它主要通過預處理和后端的主體厭氧發(fā)酵過程，使 餐廚垃圾里邊的機物轉變?yōu)榧淄楹投趸肌Ｄ敲次覀冎饕厥盏木褪撬漠a物之一甲烷。通過這個厭氧發(fā)酵的過程，可以回收甲烷體，同時可以對甲烷體 進行利用，例如熱電聯(lián)產或者做焚燒等等，不同的利用方式。所以這種資源化利用的方式，它基本上沒尾的污染。同時經過發(fā)酵之后，剩余的發(fā)酵殘渣，就是 我們通常說的沼渣、沼液，它同樣可以作為機肥來進行利用的。對于厭氧發(fā)酵來說，一個問題就是因為餐廚垃圾里面含大量水分和油脂，用厭氧發(fā)酵的工藝來 進行處理的話，就會增加它的處理難度，因為里邊主要依靠的就是微生物的活動。

所 以，在進行厭氧發(fā)酵的時候，同時因為餐廚垃圾，雖然我們是單收集的，但是大家知道在收集的過程中，像餐館里邊還是會混合進很多的塑料，像餐盤、勺子等等 這樣一些雜質在里邊，如果這些物料部進到厭氧發(fā)酵罐里邊的話，厭氧菌越是承*的。所以比較重要的一點就是前邊的預處理這塊，必須對進罐的物料進行重 化，分理處其中的雜質。這個就是目前在進行餐廚垃圾資源化利用主要方式，它的一個優(yōu)點和缺點的分析。

三、厭氧發(fā)酵罐的：

因 為我們現(xiàn)在對于餐廚垃圾資源化利用這塊比較重視，在我批的33個試點城市里邊，初步統(tǒng)計大概2/3以上的城市都是比較主張采用厭氧消化作為餐廚 垃圾資源化利用的技術。同時，想改用厭氧消化作為主要技術的城市還在增加，因此比較目前的餐廚垃圾利用的現(xiàn)狀來說，我們可以說江蘇千里研發(fā)的厭氧發(fā)酵 已經成為了它的主流技術。
對于餐廚垃圾厭氧發(fā)酵它的主要工藝流程，在的話，我們這個流程主要是由這樣幾部分構成，*個是餐廚垃圾的預 處理，它主要功能就是去除餐廚垃圾里邊的雜質，這是一個提純的過程，我們不需要的那部分雜質。然后在因為餐廚垃圾含油量比較高，所以它的油脂提取 也是比較重要的一塊，就是預處理，要提取其中的油脂進行回收利用，它可以作為化工原料，會生物柴油作為原料來利用。經過提純之后的餐廚垃圾的漿液，就 會送到厭氧發(fā)酵進行厭氧發(fā)酵。zui后產生甲烷體進行回收利用，zui后發(fā)酵之后的產物還一個處理的過程。所以主要的餐廚垃圾它的厭氧發(fā)酵就是由這樣幾個 部分組成。
前面其實已經提到了餐廚垃圾它的一些性，由于它具前面我所提到的這樣一些性，利用它來做這個厭氧發(fā)酵的話，必然也會存在一 些難點，所以接下來我想對這個餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的難點進行一些分析，*個是餐廚垃圾，其實厭氧發(fā)酵技術對于我們來說是一個比較成熟的技術，在污水處 理領域利用率也是非常高。現(xiàn)在把這個厭氧消化技術到餐廚垃圾里邊就如下幾個問題是我們需要考慮的，*餐廚垃圾它的含固率相對于我們原來處理的污水 來說，它的含固率比較高。如果說我們用傳統(tǒng)的厭氧消化技術來進行處理的話，先要想到的一個問題就是我要降低這個含固率，因此就會加入大量的清水或者回流 的沼液進行稀釋，這樣處理之后，zui后終端出來的廢液它的產量就會增高，這是*個問題。
二因為餐廚垃圾是高油比較粘稠的狀態(tài)，同時在里邊 不可避免還存在著塑料、瓷器等等這樣一些雜質在里邊，并且就我們目前對餐廚垃圾進行調查發(fā)現(xiàn)這部分雜質，它的含量還比較高。垃圾又比較粘稠，所以要把 這部分雜質從餐廚垃圾里邊分選出來，它的難度就比較高。如果這部分雜質進到厭氧發(fā)酵罐里面，像塑料這樣的輕物質就會浮在表面，時間長了還會結渣，這樣產生 的甲烷就法釋放出來。如果重物質，像瓷器還沙石，進到厭氧發(fā)酵里邊就會在罐內發(fā)生沉積，在輸送過程中對設備造成磨損，這部分是我們必須攻克的難 點。
三個，餐廚垃圾因為機含量非常高，所以它比較容易酸化，就是厭氧發(fā)酵水解酸化和甲烷化兩個過程，它的*階段是在幾天時間之內就會完 成，就會使物料的PH值大幅度降低，PH值的降低對于二階段的產甲烷菌來說是非常不利的，所以可能會導致發(fā)酵罐的酸化，這對發(fā)酵罐來說影響是比較大 的。

IC厭氧反應器

隨著科學的發(fā)展，科研的不斷深入，許多新技術，新材料，新理念被運用 于環(huán)境保護行業(yè)，使我環(huán)境保護技術得到的長足的發(fā)展。食品、生物、化工等行業(yè)放大部分廢水都屬于高濃度機廢水，利用常規(guī)的物化、生化處理難達到處理 ，同時存在操作管理，投資大，高等一問題。

其他

厭氧流化床反應器是一種強效的生物膜法處理方法。它是利用砂等大表面積的 物質為載體。厭氧微生物以膜形式結在砂或其它載體的表面，在污水中成流動狀態(tài)，微生物與污水中的機物進行接觸吸附分解機物，從而達到處理的。厭氧 反應器，在外厭氧處理中*采用以砂為載體，設備結構為內外兩個圓筒，利用制的軸流泵，使污水和機生物膜的砂在外筒中進行循環(huán)，達到流化的。 由于砂的比表面積大，每立方米可5500-6500m2/m3(折合一般填料40-50m3)，因而生物接觸面積別大，因而處理效率很高，每立方米效 反應器容積可每天處理COD達35-45公斤COD/m3。

概述

實踐表明，一個成功的反應器必須是：①具備良好的截留污泥的性能，以擁足夠的生物量；②生物污泥能夠與進水基質充分混合接觸，以微生物能 夠充分利用其活性降解水中的基質。同時，研究人員基于對各類化合物厭氧降解機理研究的進展，從厭氧底物降解途徑和動力學兩方面入手，分析提高和保持反應器 內微生物活性的可能措施，并與反應器的設計相結合，面提高反應器的性能。

厭氧過程實質是一系列復雜的生化反應，其中的底物、各類中間產物、zui終產物以及各種群的微生物之間相互，形成一個復雜的微生態(tài)，類似于宏觀 生態(tài)中的食物鏈關系，各類微生物間通過營養(yǎng)底物和代謝產物形成共生關系(symbiotic)或共營養(yǎng)關系(symtrophic)。因此，反應器作為提 供微生物生長繁殖的微型生態(tài)，各類微生物的平穩(wěn)生長、物質和能量流動的強效順暢是保持該持續(xù)穩(wěn)定的必要條件。如何培養(yǎng)和保持相關類微生物的平衡生長已經成為反應器的設計思路。