淮安污水處理制造廠一體化處理設(shè)備咨詢

微生物細(xì)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(qiáng)化水解兩類。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(yù)處理過程，在實(shí)際生產(chǎn)中較為常見。研究結(jié)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(yù)處理的研究主要集中在不同頻率、不同強(qiáng)度對污泥作用效果。王曉燕認(rèn)為，超聲處理能促進(jìn)生物酶強(qiáng)化污泥厭氧發(fā)酵生產(chǎn)揮發(fā)性脂肪酸;曹秀芹等認(rèn)為作用時(shí)間對污泥破解效果的影響遠(yuǎn)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(jī)質(zhì)研究表明，二者同步可以大幅度提高有機(jī)質(zhì)的破解，提高其生物可利用性。此外，石璞玉等臭氧預(yù)處理研究表明，臭氧投加量與污泥破壁效果呈現(xiàn)正相關(guān)，而超聲處理比臭氧處理對厭氧微生物起到更強(qiáng)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(xù)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速率快，適應(yīng)的溫度范圍廣，能夠在高溫環(huán)境下存活。在厭氧消化過程中，產(chǎn)酸菌能夠?qū)⒎侨芙庑缘挠袡C(jī)物質(zhì)分解并轉(zhuǎn)化為簡單的溶解性物質(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?yàn)楫a(chǎn)甲烷菌生長繁殖提供營養(yǎng)物質(zhì)。產(chǎn)酸菌能夠通過自身活動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)，兼性菌會分泌出一種分解H2O2的酶，將H2O2分解掉，而專性厭氧菌無此功能，這也是兼性菌和專性厭氧菌之間區(qū)別本質(zhì)所在)。

　　也有學(xué)者認(rèn)為，污泥消化可以考慮將有機(jī)質(zhì)盡可能轉(zhuǎn)化為短鏈有機(jī)酸類(如乙酸)，再通過耦合系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為高附加值生物化學(xué)品，即將反應(yīng)控制在產(chǎn)酸階段，這樣不僅可使污泥獲得穩(wěn)定化、無害化處理，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題。一是產(chǎn)甲烷菌是專性厭氧菌，氧的存在能使其迅速失去活性。其機(jī)理是當(dāng)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(qiáng)氧化劑，其濃度較高時(shí)，對所有類型的細(xì)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(qiáng)，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(nèi)進(jìn)行代謝。

　　為了提高產(chǎn)甲烷速率，國內(nèi)外科技工作者做了大量基礎(chǔ)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(jī)質(zhì)去除率類似，實(shí)際生產(chǎn)可以考慮設(shè)計(jì)較高含固率厭氧反應(yīng)器。此外，應(yīng)用新材料是研究熱點(diǎn)之一。Bigg等利用納米材料導(dǎo)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(xiàn)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(rèn)為炭材料如生物炭、活性炭等具有比表面積大、導(dǎo)電性優(yōu)良等，可以促進(jìn)厭氧消化系統(tǒng)中電子傳遞，促進(jìn)二氧化碳還原成甲烷。