什么是污泥消化?

[拼音]：wuni xiaohua

[外文]：sludge digestion

污泥处理的一种方法。在人工控制下，通过微生物的代谢作用使污泥中的有机物质稳定化。

废水处理过程中产生的以有机物为主要成分的、未经处理的污泥，称生污泥或新鲜污泥。生污泥呈胶状结构，不易脱水；其中所含氮、磷、钾成分呈有机态，不易为植物所吸收。生污泥中的有机物质极不稳定，容易腐化发臭。有的还含有病原菌和寄生虫卵，容易传播疾病。因此，一般需在初步浓缩后再经消化处理。

污泥消化方法有需氧消化法和厌氧消化法两种，是分别利用需氧微生物和厌氧微生物的代谢作用使污泥稳定化。

污泥的需氧消化法是在不提供新鲜的营养物质的前提下对污泥进行曝气。随着污泥中原有营养物质的不断减少，微生物细胞逐步被氧化，污泥中的微生物就进入内源呼吸阶段。其中一部分微生物细胞被氧化成二氧化碳、氨和水，同时释放出能量作为另一部分微生物合成新细胞的能源。内源呼吸过程可用下列图式表示：

污泥需氧消化法消耗动力大，费用高。

污泥的厌氧消化法分为两个阶段：酸性阶段和碱性阶段。第一阶段，微生物将复杂的有机物（如蛋白质、脂肪和碳水化合物）分解成为有机酸、醇类、二氧化碳、氨、硫化氢及其他一些硫、磷化合物等。此阶段中，由于有机酸的大量累积，pH值迅速下降到7以下，污泥呈酸性，故称为酸性消化阶段。参与的细菌称为产酸菌。污泥经酸性消化后，呈粘滞状态，仍不易脱水，总体积缩小不多，并有恶臭。在这个阶段后期，由于所产生的氨的中和作用，pH值又逐渐上升，致使另一些统称为甲烷菌的微生物开始活跃起来，分解有机酸和醇类，产生甲烷和二氧化碳，开始了第二个消化阶段。随着甲烷菌的迅速繁殖，有机酸因被分解而迅速减少，pH值很快上升到7以上，污泥变为碱性，称为碱性消化阶段。消化后的污泥称消化污泥或熟污泥。熟污泥体积显著缩小，呈黑色粒状结构，易脱水，性质稳定，卫生状况有了改善，可作农田肥料。消化过程中产生的沼气，可收集起来作为能源。

污泥厌氧消化过程，可用下列图式表示：

影响污泥厌氧消化的主要因素有：

（1）温度：温度不仅影响厌氧消化的速度，而且影响厌氧消化的深度。厌氧消化过程一般可按温度分为三种类型。温度为 5～15℃，称低温消化；温度为30～35℃，称中温消化；温度为50～55℃，称高温消化。图1表示温度与消化时间的关系。由图可见，温度的高低决定消化进程的快慢。温度对沼气产量也有影响。在一定的温度范围内，产气量随温度的升高而增加;但当温度升到某一定值时，产气量就下降了。实践证明，高温消化的产气量只略高于中温消化。高温消化几乎可以杀死污泥中的全部病原菌和寄生虫卵，而中温消化只能杀死其中的一部分。低温消化效率太低，但高温消化 *** 作管理复杂，加热费用高，所以一般都采用中温消化。

（2）投配率：即每天投入消化池内的生污泥量占池内原有熟污泥量的百分率。投配率的大小直接影响池内污泥的pH值和消化速度。投配率小，污泥消化速度快而充分，产气量高，消化经常维持在碱性阶段，但要加大消化池体积。投配率大，则使消化速度减慢，造成中间产物有机酸的累积，pH值的下降。这种状况有可能抑制甲烷细菌的生长，使消化经常处于酸性阶段，破坏正常的消化过程。最适合甲烷细菌生长的pH值为7.2～7.6，因此，一般消化池都控制在偏碱性条件下运行。如发生异常情况，pH值下降到6.6以下时，可投加碱性化合物，如石灰，调整污泥的pH值，以恢复正常运行。实践证明，生活污水和水质相近的工业废水的污泥，投配率一般以6～12％为宜。

（3）生熟污泥的混合程度：投入的生污泥与池内熟污泥的充分混合，造成全池各部分的物料和消化条件（如温度、pH值等）均匀一致，既可保证消化池经常处于偏碱性条件，又可缩短培养微生物的时间，加速消化过程，提高沼气产量。

（4）厌氧条件：甲烷菌属厌氧性微生物，因此要求消化池密封，隔绝空气，保证厌氧菌的正常活动和消化池的安全运行。

此外，污泥的组成、污泥含水率和有毒物质浓度对消化过程也有影响。

污泥经消化后性质比较稳定，不易再腐化，一般经脱水后直接作为农肥，或作他用，或焚烧作最终处理。

污泥厌氧消化的构筑物可用化粪池、双层沉淀池或消化池，一般用消化池。消化池多为圆形，直径一般为6～35米，池壁高5～15米，池底为圆锥形，底坡25％左右。池盖有固定式和浮动式两种。池盖上设有检修口、集气管等装置。浮动池盖可随污泥面升降，保证池内压力高于大气压，防止空气侵入池内形成可爆混合气体而引起消化池瀑炸。消化池还装有各种管道。

生污泥的温度一般都比较低，要维持中温消化所需的温度，通常采用人工加热措施。加热方法有蒸汽加热、盘管加热和热水加热等。目前多采用蒸汽加热，即把低压蒸汽(温度为110～120℃，压力为2千克力／厘米2)直接喷入池内，加热搅拌污泥。池内盘管加热易在盘管外壁形成泥垢，如不及时清除，会降低导热性能，影响加热效果。为此，可在池外用热交换器加热污泥。热水加热效率低，一般只用于小型消化池。(图2)

为了使生熟污泥充分混合，在消化池内装有搅拌设备。搅拌方法分机械搅拌法、循环污泥法和循环沼气法三种。机械搅拌一般用螺旋搅拌设备，效率高，但检修困难。循环污泥法简单可靠，但效率低。沼气循环法是近年来采用的新方法，效率高，并可促进甲烷菌的生长，加速消化过程。这种方法是将消化池产生的部分沼气经压缩机加压后，从池底部的扩散装置喷入池中搅动污泥（图3）。

近来提出了酸性消化和碱性消化分离的两级消化系统。这种新工艺由两个反应器组成，其一为控制和促进酸性形成物的产生和扩散;其二为接收前级的排出物，并为碱性消化提供最佳环境条件。这种系统可大大提高消化速度，缩短消化时间，减少消化池体积，大有发展前途。

参考文章

小红门污水处理厂污泥消化池试运行方案废水治理

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