污水處理設(shè)備中污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷工藝
污水處理設(shè)備中污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷工藝主要有一段式厭氧消化工藝、兩相厭氧消化工藝和三階段厭氧消化工藝[18],。
① 一段式厭氧消化工藝
污水處理設(shè)備中一段式厭氧消化工藝只有一個(gè)沼氣池或發(fā)酵系統(tǒng)，其沼氣發(fā)醉的過(guò)程只在一個(gè)發(fā)酵池內(nèi)進(jìn)行,。一段式污泥厭氧消化工藝的最大優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單,，造價(jià)較低， 但是由于整個(gè)降解過(guò)程在一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行,，各大類群微生物需協(xié)調(diào)生長(zhǎng)和代謝,， 所以無(wú)法通過(guò)高負(fù)荷的方法提高酸化速度和效率。研究結(jié)果表明,，兩相厭氧消化工藝不總是比單相厭氧消化工藝優(yōu)越,，只有在一定的水力停留時(shí)間和有機(jī)負(fù)荷下， 才能顯示出優(yōu)越性,。當(dāng)進(jìn)泥濃度較低,、水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，兩相系統(tǒng)和單相系統(tǒng)的水解和酸化率均能接近極大值時(shí),，只要后續(xù)的代謝過(guò)程進(jìn)行得比較完全,，則兩個(gè)系統(tǒng)的處理效率必然相接近。當(dāng)提高進(jìn)泥濃度并適當(dāng)降低水力停留時(shí)間時(shí),，水解和酸化成為系統(tǒng)處理過(guò)程的速率限制步驟,，則兩相厭氧消化工藝開始顯示其優(yōu)越性,。
② 兩相厭氧消化
污水處理設(shè)備中厭氧生物處理是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)過(guò)程，有機(jī)物在多種厭氧微生物的作用下最終轉(zhuǎn)化為甲烷,、CO2 和 H2O,。在一段式厭氧反應(yīng)器中，厭氧消化的各個(gè)階段是同時(shí)進(jìn)行的,，并保持一定程度的動(dòng)態(tài)平衡,，這種動(dòng)態(tài)平衡很容易受到 pH 值、溫度,、有機(jī)負(fù)荷等外界因索的影響而遭受破壞,。平衡一旦破壞，首先使產(chǎn)甲烷階段受到抑制,，導(dǎo)致脂肪酸的積存和厭氧進(jìn)程的異常變化,，甚至引起整個(gè)厭氧消化過(guò)程的停滯。同時(shí),，在厭氧消化過(guò)程中,，各菌種群的形態(tài)特性和最適生存條件并不一致， 特別是產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌,。產(chǎn)酸菌種類多,，生長(zhǎng)快，對(duì)環(huán)境條件變化不太敏感,， 而產(chǎn)甲烷菌專一性很強(qiáng),，對(duì)環(huán)境條件要求苛刻，繁殖緩慢,。因此,，在一段式厭氧反應(yīng)器中，不可能滿足以及協(xié)調(diào)各菌種群之間的生存條件,，這樣不可避免地使一些菌種的生存與繁殖受到抑制或破壞,，使污泥得不到很好的處理。
污水處理設(shè)備中兩相厭氧消化工藝,，就是按照厭氧消化過(guò)程的不同階段,，分別在不同的反應(yīng)器中反應(yīng)完成。根據(jù)不同微生物種群的生存環(huán)境差異大的特點(diǎn),，將厭氧消化過(guò)程進(jìn)一步分解,。水解與酸化過(guò)程是相互作用，由相同的微生物種群完成,。為了保持較低的氫分壓,，產(chǎn)乙酸過(guò)程需要嗜氫的甲烷菌的活動(dòng)，因此產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷過(guò)程是不能分開進(jìn)行的,。這意味著厭氧降解過(guò)程的相分離只有一種情況,，即發(fā)酵產(chǎn)酸和產(chǎn)乙酸階段的分離,。把進(jìn)行水解和發(fā)酵產(chǎn)酸的酸化相與產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷的產(chǎn)氣相分別在不同反應(yīng)器或同一反應(yīng)器的不同空間完成，如果不分開,，則會(huì)相互抑制,， 效果差。通過(guò)相的分離,，可大大削弱傳統(tǒng)工藝中因酸的累積而導(dǎo)致的反應(yīng)器酸化問(wèn)題,，使產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌各自在最佳環(huán)境條件下生長(zhǎng)，以避免不同種群生物間的相互干擾和代謝產(chǎn)物轉(zhuǎn)化不均衡而造成的抑制作用,，產(chǎn)酸相對(duì)進(jìn)水水質(zhì)和負(fù)荷的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力和緩沖作用,，可大大削減運(yùn)行條件的變化對(duì)產(chǎn)甲烷菌的影響，處理系統(tǒng)中污泥的酸化活性和產(chǎn)甲烷活性均高于一段式工藝,，從而系統(tǒng)的處理效率和運(yùn)行穩(wěn)定性可得到有效的提高,。