淮安污水處理制造廠(chǎng)一體化處理設備咨詢(xún)

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微生物細胞壁的破壁技術(shù)主要包括生化技術(shù)、物化破壁技術(shù)。生化技術(shù)包括利用高效厭氧水解菌水解和利用好氧或微氧嗜熱溶胞菌在較高溫對污泥強化水解兩類(lèi)。物化破壁技術(shù)包括熱水解處理、超聲波處理、堿解處理、臭氧處理等。其中熱水解處理是將污泥在密閉容器加熱，使污泥絮體發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化的預處理過(guò)程，在實(shí)際生產(chǎn)中較為常見(jiàn)。研究結果表明，熱水解能改變污泥生物降解性能，特別是對溶解性碳水化合物、揮發(fā)性懸浮固體(VSS)的水解率有較大的影響，而對氨氮影響較小。超聲波預處理的研究主要集中在不同頻率、不同強度對污泥作用效果。王曉燕認為，超聲處理能促進(jìn)生物酶強化污泥厭氧發(fā)酵生產(chǎn)揮發(fā)性脂肪酸;曹秀芹等認為作用時(shí)間對污泥破解效果的影響遠大于聲能密度。徐慧敏等基于超聲聯(lián)合熱堿有效破解污泥有機質(zhì)研究表明，二者同步可以大幅度提高有機質(zhì)的破解，提高其生物可利用性。此外，石璞玉等臭氧預處理研究表明，臭氧投加量與污泥破壁效果呈現正相關(guān)，而超聲處理比臭氧處理對厭氧微生物起到更強的消減作用。

　　進(jìn)行水解的兼性菌完成水解后，將水解產(chǎn)物吸入，繼續進(jìn)行分解代謝，即為產(chǎn)酸階段。產(chǎn)酸階段主要依靠產(chǎn)酸菌發(fā)揮作用。產(chǎn)酸菌一般為兼性菌，也有少量絕對厭氧菌。產(chǎn)酸菌在污泥中大量存在且生長(cháng)速率快，適應的溫度范圍廣，能夠在高溫環(huán)境下存活。在厭氧消化過(guò)程中，產(chǎn)酸菌能夠將非溶解性的有機物質(zhì)分解并轉化為簡(jiǎn)單的溶解性物質(zhì)，代謝產(chǎn)物主要為揮發(fā)性脂肪酸、揮發(fā)醇及一些醛酮物質(zhì)。消化產(chǎn)物脂肪酸主要包括乙酸、丙酸和丁酸，占揮發(fā)性脂肪酸95%，其三種酸中以乙酸為主，占65%~75%;揮發(fā)醇主要為甲醇和乙醇。這些溶解性物質(zhì)能夠為產(chǎn)甲烷菌生長(cháng)繁殖提供營(yíng)養物質(zhì)。產(chǎn)酸菌能夠通過(guò)自身活動(dòng)消除厭氧消化初期帶入的溶解氧，并且能夠裂解苯環(huán)、重金屬等對產(chǎn)甲烷菌有害的物質(zhì)(H2O2濃度較低時(shí)，兼性菌會(huì )分泌出一種分解H2O2的酶，將H2O2分解掉，而專(zhuān)性厭氧菌無(wú)此功能，這也是兼性菌和專(zhuān)性厭氧菌之間區別本質(zhì)所在)。

　　也有學(xué)者認為，污泥消化可以考慮將有機質(zhì)盡可能轉化為短鏈有機酸類(lèi)(如乙酸)，再通過(guò)耦合系統轉化為高附加值生物化學(xué)品，即將反應控制在產(chǎn)酸階段，這樣不僅可使污泥獲得穩定化、無(wú)害化處理，還可以尋求污泥資源化再利用的新途徑。

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　產(chǎn)甲烷率是污泥厭氧消化最大的瓶頸問(wèn)題。一是產(chǎn)甲烷菌是專(zhuān)性厭氧菌，氧的存在能使其迅速失去活性。其機理是當環(huán)境有氧存在時(shí)，氧氣能與產(chǎn)酸階段產(chǎn)生的氫氣迅速合成雙氧水，雙氧水是一種強氧化劑，其濃度較高時(shí)，對所有類(lèi)型的細菌均具有殺傷作用。二是產(chǎn)甲烷菌繁殖速度慢，代謝活力不強，只能利用揮發(fā)性脂肪酸代謝成甲烷。因此產(chǎn)酸階段是產(chǎn)甲烷階段的前提，大部分甲烷菌將產(chǎn)酸階段產(chǎn)生的乙酸吸入胞內進(jìn)行代謝。

　　為了提高產(chǎn)甲烷速率，國內外科技工作者做了大量基礎性的研究與探討。孫龍研究表明，10%的含固率和5%的含固率產(chǎn)甲烷氣率和有機質(zhì)去除率類(lèi)似，實(shí)際生產(chǎn)可以考慮設計較高含固率厭氧反應器。此外，應用新材料是研究熱點(diǎn)之一。Bigg等利用納米材料導電性，將其作為電子供體將二氧化碳還原成甲烷，提升產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)甲烷性;研究還發(fā)現0.1%的納米零價(jià)鐵的添加量，可以提高甲烷產(chǎn)量30.4%~40.4%。夏兆輝等認為炭材料如生物炭、活性炭等具有比表面積大、導電性?xún)?yōu)良等，可以促進(jìn)厭氧消化系統中電子傳遞，促進(jìn)二氧化碳還原成甲烷。