厌氧消化工艺
厨余垃圾厌氧消化工艺选择与运营管理课件
2500~3000/100%DOD
10
中
铅污染
锂离子电池
0.1~5
90~95
20ms ~s
300~550
1300~10000
500~1000/100%DOD
10
中
有残留
11.1 概述
主要储能技术性能对比
11.1 概述
11.1.2 储能技术的分类及特点
PHS- 抽水蓄能；CAES- 压缩空气；FES: 飞轮；Lead-Acid: 铅酸电池；NiCd: 镍镉电池；NaS: 钠硫电池；ZEBRA: 镍氯电池；Li-ion: 锂电池；VRB: 液流电池； SMES: 超导磁储能； SCES: 超级电容; TES：储热系统
建设选址对地理条件要求高，且有一定的空气污染
飞轮储能
5kW~2MW
10ms~min
寿命长，功率密度大，环境友好，响应速度快
能量密度低，自放电率高
机械储能的代表技术有抽水蓄能，压缩空气储能和飞轮储能，其技术特点对比如下表所示：
主要机械储能技术特点对比
11.2 储能技术的开发与应用
厌氧消化工艺
厌氧消化工艺
厌氧消化技术是目前应用最广泛的一种处理有机废物的方法，也是目前世界上处理有机废水的主要方法之一。
厌氧消化处理有
机废物，首先将有机物分解成甲烷和二氧化碳，然后将甲烷和二
氧化碳分离出来，在这一过程中所产生的气体中包含甲烷。
甲烷
是一种无色、无臭、无味的气体，其浓度为30%~40%。
厌氧消化
处理有机废物，还能有效地去除其中的磷和氮。
厌氧消化是在无氧条件下进行的，是在一个密闭的反应器内
进行。
在这个反应器中，有机物先被水解，产生大量的有机酸和
小分子有机物。
在这个过程中，一些不能被微生物利用的大分子
有机物被分解成小分子有机物，最后成为沼气排出系统。
厌氧消
化技术产生的沼气为沼气发电、化学转化、合成燃料、制取化工
产品等提供了巨大的能源。
厌氧消化处理有机废物产生甲烷和二氧化碳的原理是：有机
物在无氧条件下分解产生甲烷和二氧化碳。
这两种气体分别通过
甲烷化过程和二氧化碳转化过程而生成甲烷和二氧化碳。
—— 1 —1 —。
第六章厌氧生物处理
（2）消化池的容积负荷较普通消化池高，中温消化时， 容积负荷较普通消化池高
一般为2～5kgCOD/(m3· d)， 水力停留时间 （3）水力停留时间比普通消化池大大缩短，如常温下， 大大缩短 普通消化池为15～30天，而接触法小于10天； （4）不仅可以处理溶解性有机污水，也可以用于处理 可以处理溶解性
物的分解作用，池底
部容积主要用于贮存 和浓缩污泥。 特点：消化速率低， 消化时间长，适用于
小型装臵。
单级浮动盖式消化池： 不设搅拌装臵，有分 层，顶部为浮渣层，
中间是清液和起厌氧
分解的活性层，底部 为熟污泥。 功能：挥发性有机物 的消化、熟污泥的浓
缩和贮存。
特点：能提供1/3的 贮存体积。
（2）二级消化工艺
UASB 反应器 EGSB反应器 厌氧塘
完全混合型 厌氧滤池 流化床-复合床
工业上应用的UASB装置
厌氧生物处理的运行管理（UASB）
UASB反应器良好运行的三个重要前提是：
1）反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥； 2）由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作 用； 3）设计合理的三相分离器，这使沉淀性能良好的污泥能 保留在反应器内。
升流式厌氧污泥床反应器的特点是：（1）反应器内污 泥浓度高，一般平均污泥浓度为30～40g/L，高的可达60～ 80g/L ；（2）有机负荷高，水力停留时间短，中温消化， COD容积负荷一般为10～20kgCOD/(m3· d)；（3）反应器内设 三相分离器，被沉淀区分离的污泥能自动回流到反应区，一
颗粒污泥来源：①原有的UASB反应器；②购买
污泥处理技术二：厌氧消化
污泥处理技术二：厌氧消化1. 原理与作用厌氧消化是利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧生化反应，分解污泥中有机物质，实现污泥稳定化非常有效的一种污泥处理工艺。
污泥厌氧消化的作用主要体现在：（1）污泥稳定化。
对有机物进行降解，使污泥稳定化，不会腐臭，避免在运输及最终处置过程中对环境造成不利影响；（2）污泥减量化。
通过厌氧过程对有机物进行降解，减少污泥量，同时可以改善污泥的脱水性能，减少污泥脱水的药剂消耗，降低污泥含水率；（3）消化过程中产生沼气。
它可以回收生物质能源，降低污水处理厂能耗及减少温室气体排放。
厌氧消化处理后的污泥可满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918中污泥稳定化相关指标的要求。
2. 应用原则污泥厌氧消化可以实现污泥处理的减量化、稳定化、无害化和资源化，减少温室气体排放。
该工艺可以用于污水厂污泥的就地或集中处理。
它通常处理规模越大，厌氧消化工艺综合效益越明显。
3. 厌氧消化工艺3.1. 厌氧消化的分类1）中温厌氧消化中温厌氧消化温度维持在35℃±2℃，固体停留时间应大于20d，有机物容积负荷一般为2.0~4.0kg/m3⋅d，有机物分解率可达到35％~45％，产气率一般为0.75~1.10Nm3/kgVSS（去除）。
2）高温厌氧消化高温厌氧消化温度控制在55℃±2℃，适合嗜热产甲烷菌生长。
高温厌氧消化有机物分解速度快，可以有效杀灭各种致病菌和寄生虫卵。
一般情况下，有机物分解率可达到35%~45%，停留时间可缩短至10~15d。
缺点是能量消耗较大，运行费用较高，系统操作要求高。
3.2. 传统厌氧消化工艺流程与系统组成传统厌氧消化系统的组成及工艺流程，如图4-1所示。
当污水处理厂内没有足够场地建设污泥厌氧消化系统时，可将脱水污泥集中到其他建设地点，经适当浆液化处理后再进行污泥厌氧消化，其系统的组成及工艺流程图，如图4-2所示。
图1传统污泥厌氧消化工艺流程图图2脱水污泥厌氧消化工艺流程图传统污泥厌氧消化系统主要包括：污泥进出料系统、污泥加热系统、消化池搅拌系统及沼气收集、净化利用系统。
污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化共3篇
污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化共3篇污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化1污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化污水处理厂中产生的污泥是一种富含有机物的固体废弃物，它需要得到合理的处理，以避免对环境造成污染。
厌氧消化工艺是一种有效的处理污泥的方式，它通过厌氧消化反应，将污泥中的有机物转化为甲烷等易于处理的物质。
然而，污泥在进行厌氧消化之前需要进行预处理，以充分释放有机物，并提高其可消化性。
本文将探讨污泥预处理—厌氧消化工艺的性能以及预处理过程中有机物的变化。
一、污泥预处理污泥预处理是指在进行厌氧消化反应之前，对污泥进行一定的处理，以减少其固体颗粒大小、增加有机物的可反应性，使污泥中的有机物更易被微生物降解。
常见的污泥预处理方法包括热处理、超声波处理、机械剪切等。
其中，热处理是一种较为常见的方法，其主要作用是通过加热使污泥中的有机物发生破坏、挥发与裂解等变化，以提高污泥的可消化性。
在实际应用中，污泥预处理方法的选择应根据污泥特性、工艺要求等因素进行综合考虑，以达到最佳的处理效果。
二、厌氧消化工艺厌氧消化工艺是一种利用厌氧微生物代谢有机物的过程，将污泥中的脂肪、蛋白质、碳水化合物等有机物转化为沼气和水。
该工艺相较于好氧处理更具有优势，它可以将有机物的降解效率提高到60%-90%以上，并能产生的沼气用于加热污水等用途。
该工艺的关键是在控制好水力停留时间的条件下，使污泥中的有机物与微生物充分接触和反应，以提高有机物的降解效率和沼气的产量。
三、预处理过程中有机物的变化在进行污泥预处理的过程中，主要是通过物理（振动、切割、加热等）、化学（氧化、脱水等）等方式来改变污泥中的有机物，并提高其可消化性。
其中，热处理是一种较为有效的方法。
在热处理过程中，随着温度的上升，污泥中的水分开始蒸发，污泥中的有机物逐步分解，而在达到一定温度时，污泥中的大分子化合物开始断裂，变为小分子化合物。
白龙港污泥厌氧消化工程工艺流程
白龙港污泥厌氧消化工程工艺流程1.污泥首先被输送到料仓进行预处理。
The sludge is first transported to the silo for pre-treatment.2.在料仓中，污泥被加热，以提高其温度并促进消化过程。
In the silo, the sludge is heated to increase its temperature and promote the digestion process.3.加热后的污泥被输送到厌氧消化罐中。
The heated sludge is then transported to the anaerobic digestion tank.4.在厌氧消化罐中，微生物分解有机物质产生沼气。
In the anaerobic digestion tank, microorganisms decompose organic matter to produce biogas.5.沼气可以被收集并用作能源。
The biogas can be collected and used as an energy source.6.污泥经过一定时间的消化后，变成稳定的有机肥料。
After a certain period of digestion, the sludge becomes stable organic fertilizer.7.最终的固体残渣被输送出系统，并可以用于土壤改良或填埋。
The final solid residue is transported out of the system and can be used for soil improvement or landfill.8.污泥消化工程能够有效减少污泥的体积和有害物质的含量。
The sludge digestion process can effectively reduce the volume of sludge and the content of harmful substances.9.通过厌氧消化，可以降低污泥产生的气味和臭味。
污水处理工艺比选
污水处理工艺比选一、引言污水处理是保护环境和人类健康的重要环节。
在污水处理过程中，选择合适的处理工艺是至关重要的。
本文将对污水处理工艺进行比选，并详细介绍每种工艺的原理、优缺点以及适合范围，以便于选择最适合的处理工艺。
二、传统工艺1. 活性污泥法活性污泥法是一种常见的传统工艺，通过将污水与含有微生物的活性污泥接触，使污水中的有机物被微生物降解，达到净化水质的目的。
该工艺具有处理效果好、运行稳定等优点，但对氮、磷等营养物质的去除效果较差。
2. 厌氧消化厌氧消化是一种将有机废水通过厌氧发酵降解的工艺。
该工艺适合于高浓度有机废水的处理，能够有效去除COD，同时产生沼气。
然而，厌氧消化工艺对氮、磷等营养物质的去除效果较差。
三、新型工艺1. 膜生物反应器（MBR）膜生物反应器是一种将活性污泥法与膜分离技术相结合的工艺。
该工艺通过膜的过滤作用，能够有效去除悬浮物、细菌等污染物，同时提高出水的水质稳定性。
MBR工艺具有占地面积小、出水水质稳定等优点，但投资和运营成本较高。
2. 生物膜反应器（MBBR）生物膜反应器是一种将活性污泥法与生物膜技术相结合的工艺。
该工艺通过生物膜的附着作用，能够增加微生物的附着面积，提高有机物的降解效率。
MBBR工艺具有处理效果好、运行稳定等优点，但对氮、磷等营养物质的去除效果较差。
3. 厌氧氨氧化（Anammox）厌氧氨氧化是一种通过厌氧微生物将氨氮直接转化为氮气的工艺。
该工艺具有能耗低、操作简单等优点，能够实现氮的高效去除。
然而，厌氧氨氧化工艺对COD的去除效果较差。
四、工艺比选根据实际情况，我们需要综合考虑以下几个方面来进行工艺比选：1. 污水水质特征：包括COD、氨氮、总磷等指标的浓度和变化范围。
2. 处理要求：根据排放标准和处理效果要求，确定对污水中各种污染物的去除率要求。
3. 运行成本：包括投资成本、运营成本和维护成本等。
4. 占地面积：根据实际场地条件，确定所需处理工艺的占地面积。
固体废物的生物处理
有机物的厌氧发酵分解
细胞物质 CO2、CH4 等、能量
一、厌氧消化原理
两段理论（重点）
将厌氧发酵分为产酸（酸性发酵）和产气（碱性发 酵）两个阶段，相应起作用的微生物分为产酸细菌和 产甲烷细菌。如下图所示
一、厌氧消化原理
二、好氧堆肥的工艺（重点）
1、前处理 以城市生活垃圾为堆肥原料时,包括破碎、分选、筛分 等工序 ；以家畜粪便、污泥等为堆肥原料时，主要任 务是调整水分和碳氮比，或者添加菌种和酶制剂，以促 进发酵过程正常或快速进行。 降低水分、增加透气性、调整碳氮比的主要方法是添 加有机调理剂和膨胀剂。 2、主发酵（一次发酵） 将堆肥化物料温度升高到开始降低为止的阶段，称为主 发酵阶段（或主发酵期）。堆肥过程的中温阶段和高温 阶段，时间约4～12天。
评估成熟堆肥的常用方法、指标和参数
化学方法 ⑤腐殖质：用NaOH提取的腐殖质(HS)可分为胡敏 酸/腐殖酸(HA)、富里酸(FA)及未腐殖化的组分 (NHF)。堆肥开始时一般含有较高的非腐殖质成分 及FA，较低的HA，随着堆肥过程的进行， FA保持 不变或稍有减少，而HA大量产生，成为腐殖质的主 要部分。 一些腐殖质参数相继被提出，如腐殖化指数(HI)： HI=HA/FA；腐殖化率(HR)：HR=HA/(FA+NHF) 。 当HI值达到3，HR达到1.35时堆肥已腐熟。
堆肥发酵周期的长短是评价堆肥工艺好坏的一个 重要指标。碳氮比、通风量、温度和水分等是否处 于最佳条件均能使发酵周期受到直接影响。传统的 静态堆肥法，依靠自然通风和翻堆来实现好氧堆肥 的全过程，因此，发酵周期需时2~3个月，有时甚至 长达半年。而目前一些高效快速动态堆肥技术，可 使堆肥发酵周期控制在7d以内，有的一次发酵时间 仅需2~3d。
餐厨垃圾厌氧消化工艺的影响与优化
餐厨垃圾厌氧消化工艺的影响与优化0 引言随着我国经济的快速发展，城市生活垃圾中以餐厨垃圾为主的易腐性有机物含量不断增加，造成的环境污染日益严重，成为可持续发展的隐患之一，引起了全社会的关注；而另一方面，餐厨垃圾有机质含量高、易生物降解的特性又为其能量回收利用提供了极好的条件。
随着人民生活水平的日益提高和城市环境管理强度的加大，对餐厨垃圾实施专门管理势在必行，对餐厨垃圾进行减量化、无害化、资源化利用具有广阔的前景。
餐厨垃圾厌氧消化技术完全能够达到上述要求，目前，国内外对这方面都有了较为广泛且深入的研究。
在此，从厌氧消化工艺选择、产甲烷性能优化和联合消化等3个方面，结合相关文献，分析目前国内外餐厨垃圾厌氧消化工艺的特点及研究进展，以期为餐厨垃圾厌氧消化产甲烷性能优化及我国工业化应用的研究方向提供一定借鉴。
1 工艺形式选择1.1湿式与干式消化湿式消化采用低固体的浆液或液态消化，技术相对成熟，应用最为广泛。
但湿式消化对于有机固体废物的处理存在预处理复杂、处理能力较低的问题，且更易受到氨氮、盐份等物质的抑制。
针对湿式消化存在的问题，研究者提出了干式消化的概念。
干式消化系统的固体浓度可维持在20%～40%，大大提高了处理能力，而且在系统投资、设备效率、物料综合利用等方面具有明显优势。
但固体浓度的增加同时导致物料中毒性物质及传质的影响加强，在具体技术应用上尚存在较多的不确定性和难度。
因此，干式消化工艺参数的确定、反应器的构建及过程的控制等方面是其研究的重点。
餐厨垃圾的含固率较高，一般在20%左右，且物料组成复杂，有机质含量高，极易酸化，从而对产甲烷菌活性产生抑制。
采用干式厌氧消化，则餐厨垃圾易酸化的特点使如何控制反应器内的产酸速率和维持pH值的稳定成为工艺的难点；采用湿式消化，可降低物料中毒性物质的影响，但处理能力较低。
所以，保持餐厨垃圾原有基质状态加以适当调理，在较为合适的含固率下进行厌氧消化处理，符合餐厨垃圾处理产业化的要求。
白龙港污泥厌氧消化工程工艺流程
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污泥厌氧消化沼气安全系统的工艺设计
污泥厌氧消化沼气安全系统的工艺设计污泥厌氧消化沼气安全系统的工艺设计是一项关键性的工作，该系统被广泛应用于市政污水处理厂、工业生产厂、农业养殖场等污染源。
它可以有效地减轻环境污染的程度，节约能源资源，同时还为经济发展做出一定的贡献。
本文将从系统设计的整体框架、污泥消化过程、沼气生成的利用和系统安全管理方面进行详细阐述。
1.系统设计框架污泥厌氧消化沼气安全系统包括污泥消化池、消化池进气控制系统、沼气净化系统、沼气发电系统和废水处理系统五个部分。
其中，污泥消化池是整个系统的核心部分，是实现有机物的“消化-发酵”的地方。
消化池进气控制系统通过放气调节进气量和进气时间，从而使进入污泥消化池的空气含氧量控制在2%以内。
沼气净化系统主要是对产生的沼气进行净化，去除其中的CO2、H2S，保证发电机的正常运行。
沼气发电系统负责对沼气进行能源转换，通过发电机产生电能并输出。
废水处理系统对处理后的污水进行处理，以达到可排放的标准。
2.污泥消化过程污泥消化是指有机物在厌氧条件下，通过微生物作用逐步分解生成沼气过程。
在污泥消化池中，消化细菌能分解有机质成为氨、硫化氢和二氧化碳等物质，同时，还能发生一系列氧化还原反应，最终生成沼气。
消化池内消化细菌主要有放线菌、乳酸菌、酪酸菌等。
为了使消化池的反应达到最优效果，一般采用高温条件下的消化。
在这种条件下，各种消化细菌的繁殖和代谢速度都加快，同时也可以消除病菌，加速消化池内有机物的降解速度。
3.沼气的利用沼气主要组成成分是甲烷(Methane)和二氧化碳(Carbon dioxide)。
沼气可以作为能源进行利用，采用沼气发电技术，将沼气转化为电能。
在沼气发电的过程中，需要进行沼气净化，去除其中的杂质和水分。
净化后的沼气可以通过发电机进行能量转换，转化为电能并输送到外部用电设备中。
4.系统安全管理污泥厌氧消化沼气安全系统的工艺设计中，安全管理是非常重要的一环。
在系统的运行过程中，需要定期进行检查和维护，以保证系统的正常运行和安全。
污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化
污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化引言：污泥是城市污水处理中产生的主要副产品，其处理和处置一直是环境领域的重要课题。
传统的污泥处理方法包括堆肥、焚烧和填埋，但存在着资源浪费、土地占用和环境污染等问题。
而污泥厌氧消化技术作为一种可持续发展的处理方法，通过分解有机物，产生沼气和转化为肥料，达到资源化、能源化和减量化的效果。
本文将重点探讨污泥预处理及厌氧消化工艺性能以及预处理过程中有机物变化的情况。
一、污泥预处理工艺及其作用1. 热破碎预处理方法热破碎预处理方法是将污泥加热至破碎温度，通过机械破碎实现污泥液化，从而提高厌氧消化效率。
这种方法在水热条件下，使得污泥纤维素结构的破裂、有机物的裂解和微生物的释放，预处理后的污泥更易于厌氧消化。
此外，预处理过程中的高温条件有利于杀灭潜在的致病菌和种子杂草，提高后续处理的安全性。
2. 酸溶预处理方法酸溶预处理方法是通过将稀酸溶液加入污泥中，使有机物发生溶解和水解，从而提高厌氧消化效果。
酸溶预处理可以去除一部分易溶性有机物，阻止后续消化器中的沉积物生成，减少气体阻塞和消化器堵塞的风险。
此外，酸溶预处理过程中产生的大量酸性有机物也能刺激厌氧菌群的生长，加速消化过程。
二、污泥预处理过程中有机物的变化1. 有机物分解污泥中的有机物主要存在于生物聚集体中，预处理过程中，通过破坏细胞壁、蛋白质的裂解以及催化剂的作用，有机物得以释放出来。
在预处理过程中，有机物的分解主要经历溶解、水解和酸化等阶段。
溶解是指有机物溶解于水相中，水解是指有机物经过酶的作用，被分解成较小的有机化合物，酸化则是有机酸的积累和pH值的降低。
2. 氨氮的变化污泥中的氨氮主要来源于蛋白质的降解，预处理过程中，蛋白质水解为氨基酸，进一步解氨生成氨氮。
此外，在酸性环境下，氨的游离程度增加，导致氨氮的释放增加。
在厌氧消化过程中，氨氮会进一步转化为氨气，通过气体阻隔装置的分离，产生沼气。
固废厌氧消化的工艺
固废厌氧消化的工艺
固废厌氧消化是一种将有机废弃物转化为可回收资源的处理工艺。
其基本步骤包括：
1.污泥预处理：将固体废弃物切碎、过筛或压缩，以便提高污泥的表观密度和缩短固废的分解时间。
2.厌氧消化：将预处理好的污泥投入反应器中，在缺氧条件下进行微生物发酵，使有机物逐渐分解为沼气、水和残渣。
3.沼气回收：收集沼气并回收利用。
4.残渣处理：将消化后的残渣进行二次处理，如晒干、热处理或焚烧，以减少残渣体积并消杀病菌。
固废厌氧消化的优点是能够减少有机废物的体积和有害物质的排放，同时生产可回收利用的沼气和肥料。
缺点是工艺过程需要消耗大量能量，并且对反应条件要求严格，否则会导致发酵失败。
厌氧消化工艺的分类
厌氧消化工艺的分类厌氧消化工艺是一种将有机废物转化为有价值的产物和能源的过程。
根据不同的处理方式和反应条件，厌氧消化工艺可以分为传统厌氧消化、高固形物厌氧消化、厌氧共消化和高级厌氧消化等几大分类。
1. 传统厌氧消化：传统厌氧消化是指将有机废物在常温下进行厌氧发酵处理的过程。
常见的传统厌氧消化工艺包括连续搅拌反应器（CSTR）和完全混合反应器（SEEDED CSTR）。
这种工艺主要适用于废水处理厂和有机废物处理厂，能够将有机废物转化为甲烷气和有机肥料，同时减少废物产生的肥料和能源成本。
2. 高固形物厌氧消化：高固形物厌氧消化是指处理含有较高固形物浓度的有机废物的厌氧消化过程。
常见的高固形物厌氧消化工艺包括干发酵和批式厌氧消化。
干发酵是将有机废物进行脱水处理后，通过降解厌氧消化产生甲烷气，主要适用于城市垃圾处理等高固形物废物的处理。
批式厌氧消化是将固体有机废物放入密封的容器中进行发酵处理，适用于餐饮废物和农业废物等含有较高固形物浓度的有机废物。
3. 厌氧共消化：厌氧共消化是指将不同种类的有机废物一起进行厌氧消化处理的过程。
常见的厌氧共消化工艺包括混合式厌氧消化（HAD）和串联式厌氧消化（TAD）。
混合式厌氧消化是将不同种类的有机废物混合在一起进行处理，能够提高有机废物的降解效率和产气量。
串联式厌氧消化是将从第一个反应器中产生的乙酸等中间产物输入到第二个反应器中进行进一步降解，能够提高废物的处理效率和产气量。
4. 高级厌氧消化：高级厌氧消化是指在传统厌氧消化基础上引入新的技术和反应条件，以提高废物降解效率和产气量的厌氧消化工艺。
常见的高级厌氧消化工艺包括温度相应厌氧消化（TAD）和高压厌氧消化（HPAD）。
温度相应厌氧消化是指通过调节反应器温度以及微生物组成，提高厌氧消化的降解效率和产气量。
高压厌氧消化是通过增加反应器压力，提高有机废物的降解效率和产气量。
这些高级厌氧消化工艺在提高能源回收和废物处理效率方面具有潜在的优势。
污泥厌氧消化池工艺设计概述
概要：本文根据工程设计经验，简要介绍污泥厌氧消化池池型及搅拌器的形式及选择原则。
污泥的厌氧消化，是在无氧条件下依靠厌氧微生物，使有机物分解的生物处理方法。
适用于有机物含量较高的污泥。
1 污泥厌氧消化的目的（1）减少污泥体积减少污泥中可降的有机物含量，使污泥的体积减少。
与消化前相比，消化污泥的体积一般可减少1/2～1/3。
（2）稳定污泥性质减少污泥中可分解、易腐化物质的数量，使污泥性质稳定。
（3）提高污泥的脱水效果未消化的污泥呈粘性胶状结构，不易脱水。
消化过的污泥，胶体物质被气化、液化或分解，使污泥中的水分与固体易分离。
（4）利用产生的甲烷气体污泥在消化过程中产生沼气，沼气中有用的甲烷气体约占2/3，可做为燃料用来发电、烧锅炉、驱动机械等。
（5）消除恶臭污泥在厌氧消化过程，硫化氢分离出硫分子或与铁结合成为硫化铁，因此消化后的污泥不会再发出恶臭。
（6）提高污泥的卫生质量污泥中含有很多有毒物质如细菌、病原微生物、寄生虫卵，极不卫生。
污泥在消化过程中，产生的甲烷菌具有很强的抗菌作用，可杀死大部分病原菌以及其它有害微生物，使污泥卫生化。
2 保证厌氧消化池良好运行的主要设计条件要使投产使用的消化池具有良好的消化功能，设计阶段的优化是至关重要的。
工程设计人员不仅要基于生物反应过程的知识进行正确的设计，而所选择的池形和相应设备的选择也很重要。
生物系统只有在相应的物理边界条件下才能创造出最佳的运行效果。
为此，消化池的工艺设计应满足以下要求：（1）适宜的池形选择；（2）最佳的设计参数；（3）节能、高效、易操作维护的设备；（4）良好的搅拌设备，使池内污泥混合均匀，避免产生水力死角；（5）原污泥均匀投入并及时与消化污泥混合接种；（6）最小的热损失，及时的补充热量，最大限度避免池内温度波动；（7）消化池产生的沼气能及时从消化污泥中输导出去；（8）具有良好的破坏浮渣层和清除浮渣的措施；（9）具有可靠的安全防护措施；（10）可灵活操作的管道系统。
厌氧消化工艺设计要点
厌氧消化工艺设计要点发布日期：2012-11-19 来源：互联网作者：佚名浏览次数：482厌氧消化的工艺设计主要体现在对消化池型、搅拌方式和工艺运行参数的选择上。
总的设计原则是：a）在参考相似工程案例及设计规范的基础上，试验得到最佳工艺运行参数，如停留时间、运行温度、固体负荷、有机负荷；b）适合的池型选择；c）良好的搅拌方式，搅拌均匀，不存死角；d）简单、稳定的运行保障，如易于操作维护的设备，避免温度波动的良好换热设备以及容易去除浮渣的措施等；e）安全可靠的沼气输送系统。
工艺设计需要确定的内容：a）消化方式的设计；b）消化池形选择；c）消化池中污泥的混合搅拌方式确定；d）设计参数的选定；e）污泥加热方式的确定；f）污泥投配方法的确定；g）污泥及沼气排放方式的确定；h）浮渣及上清液的排除方法；i）安全防护措施的保证；j）监测和控制方法的确定；k）其它附属装置的选用。
上述诸多方面中，厌氧消化的方式、消化池的池形、主要设计参数、消化池中污泥的混合搅拌方式对消化池的工程造价和使用效果影响很大，应谨慎选择。
（1）消化方式的设计①消化温度，厌氧消化根据运行温度的不同分为中温消化（30～36℃）和高温消化（50～55℃），其中中温消化的最佳温度为35℃，高温消化的最佳温度会因其它影响因素发生较大变化。
高温消化的特点是，分解速率快、产气速率高、停留时间短，进而提高消化处理能力，节省消化池容积；另外卫生学指标较好，对寄生虫卵的杀灭率可达95％，大肠菌指数可达10-100；能耗高，温度控制较难。
中温消化的特点是，相对高温消化的各项优势较为逊色，但中温消化运行稳定、易于控制，能耗相对较低，设计运行经验成熟。
目前，国内、外多采用中温厌氧消化。
②消化等级，按照消化池的数量分为一级消化和两级消化。
其中一级消化指污泥厌氧消化是在一个消化池内完成；两级消化指污泥厌氧消化在两个消化池内完成，第一级消化池设有加热、搅拌装置及气体收集装置，不排上清液和浮渣，第二级消化池不进行加热和搅拌，仅利用第一级的余热继续消化，同时排上清液和浮渣。
厌氧接触消化池基本工艺流程
卡鲁赛尔氧化沟处理工艺流程
卡鲁赛尔氧化沟处理工艺流程如下：
1. 进水首先经过格栅，去除大的漂浮物和悬浮物。
2. 然后进入反应区，通过好氧微生物的吸附、絮凝和氧化分解作用，去除水中的有机物。
3. 在缺氧区，反硝化菌利用硝酸根和亚硝酸盐作为电子受体，将有机物和氮氧化物还原为氮气，达到脱氮的目的。
4. 出水通过出水堰门、出水箱涵进入管道，最终排放到环境。
这个过程可以实现有机物、总氮、悬浮物等的有效去除，是一种比较先进的污水处理工艺。
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吨/日（表 3），与每日 6795 吨的厨余垃圾产量相差甚远，处理能力
严重不足。2010 年北京市规划将新建综合处理厂 10 座，处理能力达
到 8000 吨/日（北京市环卫十一五规划）。这就为厌氧发酵技术的发
展提供了广阔空间。
表 3 北京市已有、在建生活垃圾综合处理厂
项目 南宫堆肥厂 怀柔垃圾综合处理厂 阿苏卫综合处理厂 董村综合处理厂 顺义综合处理中心
开发，处于发展阶段。目前，在瑞士、日本等国家建立大约 18 个垃 圾处理厂，其中年处理量 10,000t/a 以上的有 12 个。
有机垃圾首先经过预处理达到以下要求：固含率（DS)30%-45%， 挥发性固体含量(VS)55%-75%（of DS)。粒径<40mm，pH4.5-7，凯氏 氮<4g/kg，C/N>18。然后进入水平的厌氧反应器进行高温消化。消化 后的产物含水率高，首先进行脱水，压缩饼送到堆肥阶段进行好氧稳 定化，脱出的水用于加湿进料或作为液态肥料。产生的生物气效益： 10，000 吨有机垃圾可产生 118 万 Nm3 KOMPO-GAS 气体，其中蕴含的
总能量为 684 万 kwh，相当于 71 万升柴油，可供车辆行驶 1000 万 km。
3 北京地区的工程应用 北京市 2002 年开始实行垃圾分类，截至 2007 年底已有 2255 个
小区、大厦实行垃圾分类，垃圾分类人口覆盖率已达到 52％。目前 北京市居民区垃圾分成三类：厨余垃圾，可回收物，其他垃圾；其中 厨余垃圾是进行厌氧发酵的很好原料。以 2007 年为例，北京市生活 垃圾产量为 619 万吨，按厨余垃圾平均含量为 40％，那么厨余垃圾 量为 248 万吨，折合 6795 吨/日，具有很高利用潜力。由于垃圾分类 是一个系统工程，目前实际分类效果不理想。今后北京市垃圾分类工 作将以厨余垃圾分类为突破口，重点将厨余垃圾从其它垃圾中分离处 来单独进行处理。北京市已有、在建综合处理厂处理能力只有 2100
是在反应器中心设有一个用于气体循环的管道；消化残渣的污染物已 于前处理环节分离，因此残渣可以用于生产高质量的有机肥。主要适 用于处理泔水、生活污水处理厂的污泥、园林绿化垃圾以及有机垃圾 等。
2.5 瑞士 Kompogas（康保士）工艺 本工艺是干式、高温厌氧消化技术，由瑞士 Kom-pogas AG 公司
在该工艺的干式消化过程中，有机垃圾经过分拣破碎等预处理 后，与部分已经消化的物料混合，通过进料系统送入消化反应器内。 消化物料的含固率在 20～35％之间，消化反应器内的物料可通过气
体或机械搅拌等方式进行搅拌，物料经过 25～30 天的厌氧消化后， 由出料系统排出罐体，送入脱水系统进行脱水。在消化期间大约有 60％左右的有机物被转化为生物气，可进行能源利用。BRV 卧式厌 氧消化工艺成为德国目前最新的厌氧消化工艺，已经在欧洲多个垃圾 处理厂实施，并取得了良好的运行效果。
浆状垃圾并不能保持均匀的连续性，因为在消化过程中重物质沉 降，轻物质形成浮渣层，导致在反应器中形成了三种明显不同密度的 物质层。重物质在反应器底部聚集可能破坏搅拌器，因此必须通过特 殊设计的水力旋流分离器或者粉碎机去除。
干式发酵系统的难点在于：其一，生物反应在高固含率条件下进 行；其二，输送、搅拌固体流。但是在法国、德国已经证明对于机械 分选的城市生活有机垃圾的发酵采用干式系统是可靠的。Dranco 工 艺中，消化的垃圾从反应器底部回流至顶部。垃圾固含率范围 20%～ 50%。Kompogas 工艺的工作方式相似，只是采用水平式圆柱形反应
目前，工业上一般用单级系统，因为设计简单、一般不会发生技 术故障。并且对于大部分有机垃圾而言，只要设计合理、操作适当， 单级系统具有与多级系统相同的效能。 1.3 按照进料方式分为序批式、连续式。
序批式：消化罐进料、接种后密闭直至完全降解。之后，消化罐 清空，并进行下一批进料。连续式：消化罐连续进料，完全分解的物 质连续从消化罐底部取出。 1.4 按反应温度分为高温和中温：
环保性，其先进的工艺技术具有较大的市场潜力，符合欧洲对有机垃 圾处理日益严格的环保标准。德国 Linde 公司根据市场的发展需要， 收购了该公司并对该专利工艺进行了整合。当时的厌氧技术还不是很 成熟，Linde 公司对其采取了严谨的完善措施，并于 1996 年首先在 德国的 Eurasburg Quarzbichl 进行了处理规模为 4 吨/天的小试， 1997 年在德国的 Ravensburg 进行了处理规模为 1,500 吨/年的中试， 以进一步完善工艺并确保该技术的适用性。
投资
处理能力
（万元） （吨/日）
18000 600
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4500
200
27000 18000 17000
1600( 其 中 堆 肥 800) 650（其中厨余 垃圾 300） 600（其中堆肥 200）
采用工艺
隧道强制通风 静态好氧堆肥 条垛间歇动态 好氧堆肥 发酵滚筒+条 垛式好氧堆肥 干式厌氧消化 产沼 隧道强制通风 静态好氧堆肥
器，内部通过缓慢转动的桨板使垃圾均质化，系统需要将垃圾固含率 调到大约 23%。而 Valorga 工艺显著不同，同为在圆柱形反应器中水 平塞式流是循环的，垃圾搅拌是通过底部高压生物气的射流而实现 的。Valorg 工艺优点是不需要用消化后的垃圾来稀释新鲜垃圾，缺点 是气体喷嘴容易堵塞，维护比较困难。Valorga 工艺产生的水回流使 反应器内保持 30%的固含率，且艺能单独处理湿垃圾，因为在固含 率 20%以下时重物质在反应器内发生沉降。 1.2 按照阶段数可分为单级、多级。
该工艺中均有采用，垃圾平均产气量 110Nm3/吨进料垃圾。目前欧 洲有十几个采用该工艺的垃圾处理厂。
2.2 BRV 干法厌氧消化工艺 BRV 厌氧消化工艺最早是由瑞士的一家环保公司研制开发的，
并于 1994 年在瑞士的 Baar 成功建设了第一个利用该工艺的有机垃 圾处理厂，年处理有机垃圾 18,000 吨。由于该工艺具有很高的生态
本工艺是由法国 Steinmueller Valorga Sarl 公司开发，采用垂 直的圆柱形消化器，是一项成熟工艺。反应器内垃圾固含率 25%-35%，停留时间 22-28 天，产气量 80-180Nm3/吨。消化后的固 体稳定化需要进行 10～21 天的好氧堆肥。针对城市生活垃圾厌氧消 化中存在的搅拌难、固体含量高抑制反应活性等特点，上世纪 80 年 代后期 Valorga 工艺朝面向全部种类的垃圾发展。该工艺采用渗滤液 部分回流与沼气压缩搅拌技术，具有比较好的经济与环境效应。中温 （如 Amien 垃圾处理厂）或高温消化（如 Freiburg 垃圾处理厂）在
2.3 LINDE 湿法处理工艺 Linde 湿式厌氧消化技术属于单级厌氧消化技术，是典型的完全
混合消化反应器。该工艺最早于 1968 年开发，好氧消化，好氧处理 工业污水、粪便。自 1975，开始进行粪便的厌氧处理，食品工业废 水的好氧和厌氧处理，复杂的多级污水处理；自 1991 年对居民分类 生物垃圾的湿法消化工艺，包括消化残渣的脱水和滤液的处理；从 1993 起应用粪便与工农业有机垃圾的联合消化工艺；1996 年应用于 剩余污泥与工业/市政有机垃圾的联合消化；1999 年开始形成最终废 弃物的机械生物处理工艺、有机残渣的生物稳定化和熟化工艺。垃圾 处理的配套工艺包括：机械预处理，堆肥，废气和废水的处理。消化 罐内总固体浓度在 8% - 15%,可以进行高温或中温消化反应。其特征
温消化都是可行的技术，实际运行的处理厂，中温消化占 62％；湿 式、干式系统各占一半；而单级消化、两相消化的比重相差大，其中 两相消化占 10.6%。
厌氧消化技术在国外应用已相当广泛，据统计，到目前为止，已 有大约 117 个垃圾处理厂采用厌氧消化工艺，其中 90 个已在运行， 27 个还在建设过程中，这些厂的处理能力都在 2 500 t/a 以上。主要 分布在澳大利亚、丹麦、德国等国家，采用此工艺的公司主要有澳大 利亚的 Entech 公司，德国的 BAT 公司，瑞士的 Kompogas 公司、 丹麦的 Kruger 公司等。目前国内正在建设的北京市董村分类垃圾综 合处理厂（650 吨/日）和上海市普陀区生活垃圾处理厂（800 吨/日） 主要工艺采用厌氧发酵技术。 2 厌氧消化技术的工程应用 2.1 VALORGA 干法厌氧消化工艺
投入使 用时间 1998.12
2005.10
2007.6
2007.12
2007.12
目前 状态 运行
运行
在建
在建
运行
厌氧消化工艺
根据工艺参数不同分成不同的类型：1）发酵天数；2)发酵含固率； 3)发酵温度和 4)级数(单级对多级)。工艺参数的决定最终取决于现场 的实际情况和工程目标，关键工艺参数分述如下： 1.按照固含率可分为湿式、干式 湿式：垃圾固含率 10%～15％。 干式：垃圾固含率 20%～40%。
湿式单级发酵系统与在废水处理中应用了几十年的污泥厌氧稳 定化处理技术相似，但是在实际设计中有很多问题需要考虑：特别是 对于机械分选的城市生活垃圾，分选去除粗糙的硬垃圾、将垃圾调成 充分连续的浆状的预处理过程非常复杂，为达到既去除杂质，又保证 有机垃圾进入正常地处理，需要采用过滤、粉碎、筛分等复杂的处理 单元。这些预处理过程会导致 15%～25%的挥发性固体损失。
中温厌氧反应器反应温度较低，所以降解相同水平的有机物，一 般停留时间要长（15 天至 30 天）.中温厌氧反应器产气率低，尽管 生物反应过程比较稳定，但长停留时间需要更大的容积和更高的成 本。高温厌氧反应器产气率高，停留时间短（12 至 14 天），反应器 容积小，但维修成本高。
不同类型的厌氧反应器在市场中占的份额也不同：中温消化、高