厌氧发酵处理技术.docx

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1、厌氧发酵处理系统一、厌氧发酵原理介幺厌氧发酵是指废弃物在厌氧条件下通过微生物的代谢活动而被 稳定化，同时伴有甲烷和C02产生的变化，液化阶段主要是发酵细菌 起作用，包括纤维素分解菌和蛋白质水解菌。原理液化阶段主要是发酵细菌起作用，包括纤维素分解菌和蛋白质 水解菌，产酸阶段主要是醋酸菌起作用，产甲烷阶段主要是甲烷细 菌，他们将产酸阶段产生的产物降解成甲烷和C02同时利用产酸阶段 产生的氢将C02还原成甲烷。影响厌氧发酵的影响因素有：原料配比，厌氧发酵的碳氮比以20- 30为宜，当碳氮比在35时产期量明显下降；温度在35-40C为宜； pH值对于甲烷细菌来说，维持弱碱环境是绝对必要的，它的最正确p

2、H 范围为6. 8-7. 5, pH值低，它使CO?大增，大量水溶性有机物和H2s 产生，硫化物含量的增加抑制了甲烷菌的生长，可以加石灰调节pH, 但是调整pH的最好方法是调整原料的碳氮比，因为底质中用以中和 酸的碱度主要是氨氮，底质含氮量越高，碱度越大，当VFA （挥发 性脂肪酸）3000时，反响会停止。作用7生物脱硫首先我们推荐的是生物脱硫，相对于干法脱硫，生物脱硫经济 可靠。下表为本方案的原生沼气基本数据：表1-4.原生生物气基本特征参数状态单位数量生物气量Nm3 /h1250甲烷含量范围%60H2s进口浓度平均ppm (mg /m3)2000(3000)H2s目标浓度平均ppm (mg

3、/ m3)2和Hz；第二阶段是各类脂肪酸进行分解，生成乙酸、CO2和 h2；第三个阶段是由乙酸和CO2及H2反响生成甲烷；前两个阶段也可统称为产酸阶段，产酸阶段也叫液化阶 段，参与这一阶段反响的微生物大局部是兼性厌氧细菌，只 有少数的原生动物、霉菌和酵母参与这一反响。发酵液中这 一类非甲烷产生菌的数量大体上与甲烷产生菌相等。复杂有机物一发酵细菌HCO3- H+ HCO3-2相平衡，液相C02又与气相C02相平衡。最终的产物是生物气体(CH4+ C02 ) o两者比例与基质、细菌分解途径、pH、和发酵液 的缓冲能力有关，CH4占的比例为50%90%。甲烷发酵的微生物产酸阶段也叫液化阶段，参与的微

4、生物大局部是兼性厌氧 菌，只有少量的原生动物、霉菌和酵母参与这一反响。产酸阶段的细菌有：梭菌属(Clostridium)；芽泡杆菌( Bacillus)；葡萄球菌属(Staphlococccus)；变形杆菌属( Froteis)；杆菌属(Bacterium)。甲烷产生阶段主要是甲烷产生菌参与。甲烷菌是严格厌氧 菌，不产抱子。采用新的厌气培养技术，可以别离得到20种以上的甲烷产生菌。产 11P烷杆菌(Methanobacterium )；甲烷短杆菌(Methanobrevibacterium )；甲烷球菌(Methanococci )；甲烷微球菌(Methanomicrobium )等细菌。各种

5、甲烷菌之间在RNA排列顺序上都很相似，它们都是具有嗜盐性，而且比典型的细菌耐温和耐酸。所以有人将甲烷菌和嗜盐菌、嗜热菌、嗜酸菌等一起分类属于古细菌。甲烷菌和非甲烷菌叫沼气菌(biogas producing bacteria)O发酵液中非甲烷产生菌的数量与甲烷产生菌相等，达106 1()8 个/mi。甲烷发酵的三个阶段是相互依赖和连续进行的，并保持动 态平衡。如果平衡遭到破坏，沼气发酵就受到影响，甚至停止。三、甲烷发酵的各种条件 1)菌种培养：取自然界正在进行甲烷发酵的河沟或 沼泽底部的污泥或工厂废水加入甲烷发酵槽，保持适当 温度,使细菌繁殖；2)发酵温度：中温发酵37。(2382；高温发酵5

6、3 54 C；在一种温度下长期持续培养，在另一种 温度下就很难获得满意的效果，这是因为两类甲烷菌 种类不同造成的。 高温发酵处理能力较低温发酵大2.5倍。3）废水组成：废水中要有营养，除作为能源的 碳源外，还有氮源。废水中的磷缺乏，可用化肥补充， 甲烷发酵的最适pH值为7,不适时，可进行中和；4）污泥浓度：甲烷发酵中，持续进行的厌氧污 泥将在液体中积累，含有甲烷细菌体、碳酸盐、氢氧化 钠、硫化物、未分解的污泥残渣，污泥越多，越能促进 甲烷发酵；5）抑制物：有硫化物、硝酸盐、许多重金属、 洗涤剂和醇类特别是不饱和醇，首先抑制甲烷菌，使气 体减少，抑制物浓度再高，产酸菌也受到抑制。二、厌氧发酵工艺

7、组成撒拯排放，图1-6厌氧发酵处理工艺流简图预处理预计消耗中水总量为300-500m3,主要在除杂阶段的转鼓 洗筛机中。结合餐厨垃圾带来的原生水，这些都需要从厌氧反响器产出。300吨餐厨垃圾总的有机污染物预计在80吨C0D/天，通过建设 4台直径11m,高30米，有效容积3000n?的厌氧反响器，可产沼气 30000m3/do1进水罐研磨后的物料经过打浆罐提升泵进入进水罐，和直接从除油罐 排入进水罐的液体混合，为了到达更好的混合效果并防止固形物沉 淀，进水罐中装有搅拌机。池内物料的pH值连续监测，并在需要时 投加NaOH对物料的pH值进行调节。调节池装有液位计以连续监测 其液位。进水罐出水通过

8、反响器进水泵泵入反响器。为给后续生物反响提供一个稳定的进料工况，平衡预处理单班 运行的波动，设计的进水罐1座，直径8米，高20米，有效容积 1000m3,同时起到调节缓冲的作用。2厌氧反响器在反响器中，废水中绝大局部COD被降解、转化为沼气。反响器(4台，单台规格为llm*H30in, V有效二300(W)。是高 效反响器，容积负荷可达7kgCOD/m3/d。反响器产生的沼气从反响器顶部排至沼气系统，并可根据需要 进行沼气脱硫提纯。反响器中产生沼气，产生的沼气量取决于经过反响器所降解的 COD的量。降解COD越多，产气越多。沼气在反响器顶部收集以进 一步处理。反响器和沼气处理设施皆为封闭系统，

9、沼气在沼气燃烧 器中燃烧而不会散发进入周围环境中。沼气具有可观的经济价值， 可以有许多方式来利用它。我们推荐专门配备的沼气系统。这一系统是必须的沼气平安装 置，即使沼气得以利用，当沼气利用设施需要检修时，这一系统将 担负起沼气平安燃烧的任务。4沼气火炬无论沼气利用与否，都需要配备一座沼气火炬，在沼气利用设 施停止工作时做紧急燃烧处置。我们每期配备1台最大燃烧能力为1500m7h的沼气火炬。来自 于沼气稳压柜的沼气流向该沼气燃烧器。沼气燃烧器的操作由沼气 稳压柜的气位自动控制。沼气燃烧器的操作由一个辅助燃烧器（由 电磁阀控制）、一个主燃烧器、一套点火器和温度传感器构成。在 正常工作状态下主燃烧器

10、管道上的手动阀常开，一旦沼气压力到达 某个设定值，辅助燃烧器电磁阀翻开，点火器即点火，如果温度探 头检测到高温，说明点火火苗在燃烧。如果沼气稳压柜的气位到达 某个水平，点火阀自动翻开，点火器自动启动。如果检测到高温， 说明点火火苗在燃烧。如果沼气稳压柜气位到达主阀开启位水平时, 沼气燃烧器主阀自动翻开，沼气由点火火苗点燃，然后沼气稳压柜 气位缓慢下降到某个水平，沼气燃烧器主阀会自动关闭，而点火火 苗始终保持燃烧。沼气的燃烧温度会高于815。5冷凝水箱从反响器产生的沼气饱和着水气，当沼气温度下降时水会冷凝 析出。这些凝结水由冷凝水箱中别离收集，在冷凝水箱中设有至少 700mm深度的水封来用于防止沼气从排水管泄漏（排水来自沼气管 路）。冷凝水箱中水封液位由一液位开关和供水系统来提供保证。6沼气净化系统对沼气的处理提纯包括：预处理（脱硫、除水过程）、增压工 序和变压吸附（PSA）甲烷提纯工序等三大局部。沼气经过以上处理 过程，甲烷纯度可以到达97%以上，甲烷回收率达90%以上。沼气提纯后甲烷用于车用压缩天然气（CNG）的总工艺如下：o - 沼气压缩机 脱硫塔前级缓冲罐 后压吸附装置CNd压缩机甲烷缓冲罐CNG加气机82解吸气.真空泵真空解吸罐沼气提纯后甲烷用于民用压缩天然气（CNG）的工艺就比拟简单:沼气一 脱硫装置脱水装置,A增压装置变压吸附装置一上-储罐一用气点放空真空泉真空罐分析