厭氧生物處理具體概念是什么？
3.1基本概念
3.1.1厭氧生物處理的基本原理
一、厭氧生物處理的基本生物過(guò)程及其特征
——又稱厭氧消化、厭氧發(fā)酵；
——實(shí)際上，是指在厭氧條件下由多種（厭氧或兼性）微生物的共同作用下，使有機(jī)物分解并產(chǎn)生ch4和co2的過(guò)程。
1、厭氧生物處理工藝的發(fā)展簡(jiǎn)史：
①上述的厭氧過(guò)程廣泛地存在于自然界中；
②人類第一次利用厭氧消化處理廢棄物，是始于1881年——louismouras的“自動(dòng)凈化器”；
③隨后人類開(kāi)始較大規(guī)模地應(yīng)用厭氧消化過(guò)程來(lái)處理城市污水（如化糞池、雙層沉淀池等）和剩余污泥（如各種厭氧消化池等）；
——長(zhǎng)的hrt、低的處理效率、濃臭的氣味等；
④50、60年代，特別是70年代中后期，隨著能源危機(jī)的加劇，人們對(duì)利用厭氧消化過(guò)程處理有機(jī)廢水的研究得以強(qiáng)化，出現(xiàn)了一批被稱為現(xiàn)代高速厭氧消化反應(yīng)器的處理工藝，厭氧消化工藝開(kāi)始大規(guī)模地應(yīng)用于廢水處理；
——hrt大大縮短，有機(jī)負(fù)荷大大提高，處理效率也大大提高；
——厭氧接觸法、厭氧濾池（af）、上流式厭氧污泥床（uasb）反應(yīng)器、厭氧流化床（afb）、aafeb、厭氧生物轉(zhuǎn)盤（arbc）和擋板式厭氧反應(yīng)器等；
——hrt與srt分離，srt相對(duì)很長(zhǎng)，hrt則可以較短，反應(yīng)器內(nèi)生物量很高。
⑤最近（90年代以后），隨著uasb反應(yīng)器的廣泛應(yīng)用，在其基礎(chǔ)上又發(fā)展起來(lái)了egsb和ic反應(yīng)器；
——egsb反應(yīng)器可以在較低溫度下處理低濃度的有機(jī)廢水；
——ic反應(yīng)器則主要應(yīng)用于處理高濃度有機(jī)廢水，可以達(dá)到更高的有機(jī)負(fù)荷。
2、厭氧消化過(guò)程的基本生物過(guò)程
①兩階段理論：
——30~60年代，被普遍接受的是“兩階段理論”
圖1厭氧反應(yīng)的兩階段理論圖示
內(nèi)源呼
吸產(chǎn)物
水解胞外酶
胞內(nèi)酶產(chǎn)甲烷菌
胞內(nèi)酶產(chǎn)酸菌
不溶性有機(jī)物
可溶性有機(jī)物
細(xì)菌細(xì)胞
脂肪酸、醇類、
h2、co2
其它產(chǎn)物
細(xì)菌細(xì)胞
co2、ch4
l第一階段：發(fā)酵階段，又稱產(chǎn)酸階段或酸性發(fā)酵階段；
——水解和酸化，產(chǎn)物主要是脂肪酸、醇類、co2和h2等；
——主要參與微生物統(tǒng)稱為發(fā)酵細(xì)菌或產(chǎn)酸細(xì)菌；
——其特點(diǎn)有：1）生長(zhǎng)快，2）適應(yīng)性（溫度、ph等）強(qiáng)。
l第二階段：產(chǎn)甲烷階段，又稱堿性發(fā)酵階段；
——產(chǎn)甲烷菌利用前一階段的產(chǎn)物，并將其轉(zhuǎn)化為ch4和co2；
——主要參與微生物統(tǒng)稱為產(chǎn)甲烷菌；
——其特點(diǎn)有：1）生長(zhǎng)慢；2）對(duì)環(huán)境條件（溫度、ph、抑制物等）非常敏感。
②三階段理論：
——深入研究后，發(fā)現(xiàn)上述過(guò)程不能真實(shí)反映厭氧反應(yīng)過(guò)程的本質(zhì)；
——微生物學(xué)的研究表明，產(chǎn)甲烷菌只能利用一些簡(jiǎn)單有機(jī)物如甲酸、乙酸、甲醇、甲基胺類以及h2/co2等，而不能利用含兩個(gè)碳以上的脂肪酸和甲醇以外的醇類；
——70年代，bryant發(fā)現(xiàn)原來(lái)認(rèn)為是一種被稱為“奧氏產(chǎn)甲烷菌”的細(xì)菌，實(shí)際上是由兩種細(xì)菌共同組成的，一種細(xì)菌首先把乙醇氧化為乙酸和h2，另一種細(xì)菌利用h2和co2產(chǎn)生ch4；
——因而，提出了“三階段理論”
說(shuō)明：1）i、ii、iii為三階段理論，i、ii、iii、
iv為四類群理論；
2）所產(chǎn)生的細(xì)胞物質(zhì)未表示在圖中
iii
發(fā)酵性細(xì)菌
脂肪酸、醇類
產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌
ii
同型產(chǎn)乙酸菌
iv
有機(jī)物
乙酸
h2+co2
ch4
i
產(chǎn)甲烷菌
圖2厭氧反應(yīng)的三階段理論和四類群理論
l水解、發(fā)酵階段：
l產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌，將丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等轉(zhuǎn)化為乙酸、h2/co2；
l產(chǎn)甲烷階段：產(chǎn)甲烷菌利用乙酸和h2、co2產(chǎn)生ch4；
l一般認(rèn)為，在厭氧生物處理過(guò)程中約有70%的ch4產(chǎn)自乙酸的分解，其余的則產(chǎn)自h2和co2。
③四階段理論（四菌群學(xué)說(shuō)）：
l同型產(chǎn)乙酸菌：將h2/co2合成為乙酸。
但實(shí)際上這一部分乙酸的量較少，只占全部乙酸的5%。
——三階段、四階段理論是目前認(rèn)為的對(duì)一樣生物處理過(guò)程較全面和較準(zhǔn)確的描述。
3、厭氧生物處理的主要特征
l能耗大大降低，而且還可以回收生物能（沼氣）；
l污泥產(chǎn)量很低；
——厭氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，產(chǎn)酸菌的產(chǎn)率y為0.15~0.34kgvss/kgcod，產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)率y為0.03kgvss/kgcod左右，而好氧微生物的產(chǎn)率約為0.25~0.6kgvss/kgcod。
l厭氧微生物有可能對(duì)好氧微生物不能降解的一些有機(jī)物進(jìn)行降解或部分降解；
l反應(yīng)過(guò)程較為復(fù)雜——厭氧消化是由多種不同性質(zhì)、不同功能的微生物協(xié)同工作的一個(gè)連續(xù)的微生物過(guò)程；
l對(duì)溫度、ph等環(huán)境因素較敏感；
但一般來(lái)說(shuō)，①處理出水水質(zhì)較差，需進(jìn)一步利用好氧法進(jìn)行處理；②氣味較大；③對(duì)氨氮的去除效果不
l好；等等
4、厭氧生物處理技術(shù)是我國(guó)水污染控制的重要手段
——我國(guó)高濃度有機(jī)工業(yè)廢水排放量巨大，這些廢水濃度高、多含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)、纖維素等有機(jī)物；
——我國(guó)當(dāng)前的水體污染物還主要是有機(jī)污染物以及營(yíng)養(yǎng)元素n、p的污染；
——目前的形勢(shì)是：能源昂貴、土地價(jià)格劇增、剩余污泥的處理費(fèi)用也越來(lái)越高；
——厭氧工藝的突出優(yōu)點(diǎn)是：①能將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)變成沼氣并加以利用；②運(yùn)行能耗低；③有機(jī)負(fù)荷高，占地面積少；④污泥產(chǎn)量少，剩余污泥處理費(fèi)用低；等等
——厭氧工藝的綜合效益表現(xiàn)在環(huán)境、能源、生態(tài)三個(gè)方面。
二、厭氧消化過(guò)程中的主要微生物
——發(fā)酵細(xì)菌（產(chǎn)酸細(xì)菌）、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌等。
1、發(fā)酵細(xì)菌（產(chǎn)酸細(xì)菌）：
l主要功能：水解——在胞外酶的作用下，將不溶性有機(jī)物水解成可溶性有機(jī)物；
酸化——將可溶性大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為脂肪酸、醇類等；
l主要細(xì)菌：梭菌屬、擬桿菌屬、丁酸弧菌屬、雙岐桿菌屬等；
l水解過(guò)程較緩慢，并受多種因素影響（ph、srt、有機(jī)物種類等），有時(shí)回成為厭氧反應(yīng)的限速步驟；
l產(chǎn)酸反應(yīng)的速率較快；
l大多數(shù)是厭氧菌，也有大量是兼性厭氧菌；
l可以按功能來(lái)分：纖維素分解菌、半纖維素分解菌、淀粉分解菌、蛋白質(zhì)分解菌、脂肪分解菌等。
2、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌
l主要功能：將各種高級(jí)脂肪酸和醇類氧化分解為乙酸和h2；
l主要反應(yīng)：
注意：上述反應(yīng)只有在乙酸濃度很低，系統(tǒng)中氫分壓很低時(shí)才能順利進(jìn)行。
l主要細(xì)菌：互營(yíng)單胞菌屬、互營(yíng)桿菌屬、梭菌屬、暗桿菌屬等；
l多數(shù)是嚴(yán)格厭氧菌或兼性厭氧菌。
3、產(chǎn)甲烷菌
——60年代hungate開(kāi)創(chuàng)了嚴(yán)格厭氧微生物培養(yǎng)技術(shù)；
l主要功能：將產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的產(chǎn)物——乙酸和h2/co2轉(zhuǎn)化為ch4和co2，使厭氧消化過(guò)程得以順利進(jìn)行；
l一般可分為兩大類：乙酸營(yíng)養(yǎng)型和h2營(yíng)養(yǎng)型產(chǎn)甲烷菌；
l一般來(lái)說(shuō)，乙酸營(yíng)養(yǎng)型產(chǎn)甲烷菌的種類較少，只有methanosarcina和methanothrix，但在厭氧反應(yīng)器中，有70%左右的甲烷是來(lái)自乙酸的氧化分解；
l典型的產(chǎn)甲烷反應(yīng)：
l根據(jù)產(chǎn)甲烷菌的形態(tài)和生理生態(tài)特征，可將其分類如下：
產(chǎn)甲烷桿菌目
產(chǎn)甲烷桿菌科
產(chǎn)甲烷球菌目
產(chǎn)甲烷球菌科
產(chǎn)甲烷微菌目
產(chǎn)甲烷微菌科
產(chǎn)甲烷八疊球菌科
產(chǎn)甲烷桿菌屬
產(chǎn)甲烷桿短菌屬
甲酸產(chǎn)甲烷桿菌
瘤胃產(chǎn)甲烷桿菌
產(chǎn)甲烷球菌屬
范氏產(chǎn)甲烷球菌
產(chǎn)甲烷微菌屬
產(chǎn)甲烷菌屬
產(chǎn)甲烷螺菌屬
產(chǎn)甲烷八疊球菌屬
產(chǎn)甲烷絲菌屬
運(yùn)動(dòng)產(chǎn)甲烷微菌
黑海產(chǎn)甲烷微菌
亨氏產(chǎn)甲烷螺菌
巴氏產(chǎn)甲烷八疊球菌
索氏產(chǎn)甲烷絲菌屬
——最新的分類（bergy’s細(xì)菌手冊(cè)第九版），共分為：三目、七科、十九屬、65種；
l產(chǎn)甲烷菌有各種不同的形態(tài)，常見(jiàn)的有：
①產(chǎn)甲烷桿菌：圖2
②產(chǎn)甲烷球菌：圖3
③產(chǎn)甲烷八疊球菌：圖4
④產(chǎn)甲烷絲菌：圖5
l在生物分類學(xué)上，產(chǎn)甲烷菌（methanogens）屬于古細(xì)菌（archaebacteria），大小、外觀上與普通細(xì)菌（eubacteria）相似，但實(shí)際上，其細(xì)胞成分特殊，特別是細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)較特殊。
l在自然界的分布，一般可以認(rèn)為是棲息于一些極端環(huán)境中（如地?zé)崛⑸詈；鹕娇?、沉積物等），但實(shí)際上其分布極為廣泛，如污泥、瘤胃、昆蟲腸道、濕樹(shù)木、厭氧反應(yīng)器等。
l產(chǎn)甲烷菌都是嚴(yán)格厭氧細(xì)菌，要求氧化還原電位在-150~-400mv，氧和氧化劑對(duì)其有很強(qiáng)的毒害作用；
l產(chǎn)甲烷菌的增殖速率很慢，繁殖世代時(shí)間長(zhǎng)，可達(dá)4~6天，因此，一般情況下產(chǎn)甲烷反應(yīng)是厭氧消化的限速步驟
三、厭氧生物處理的影響因素
——產(chǎn)甲烷反應(yīng)是厭氧消化過(guò)程的控制階段，因此，一般來(lái)說(shuō)，在討論厭氧生物處理的影響因素時(shí)主要討論影響產(chǎn)甲烷菌的各項(xiàng)因素；
——主要因素有：溫度、ph值、氧化還原電位、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、f/m比、有毒物質(zhì)等。
1、溫度：
l溫度對(duì)厭氧微生物的影響尤為顯著：
l厭氧細(xì)菌可分為嗜熱菌（或高溫菌）、嗜溫菌（中溫菌）；相應(yīng)地，厭氧消化分為：高溫消化（55°c左右）和中溫消化（35°c左右）；
l高溫消化的反應(yīng)速率約為中溫消化的1.5~1.9倍，產(chǎn)氣率也較高，但氣體中甲烷含量較低；
l當(dāng)處理含有病原菌和寄生蟲卵的廢水或污泥時(shí)，高溫消化可取得較好的衛(wèi)生效果，消化后污泥的脫水性能也較好；
l隨著新型厭氧反應(yīng)器的開(kāi)發(fā)研究和應(yīng)用，溫度對(duì)厭氧消化的影響不再非常重要（新型反應(yīng)器內(nèi)的生物量很大），因此可以在常溫條件下（20~25°c）進(jìn)行，以節(jié)省能量和運(yùn)行費(fèi)用。
2、ph值和堿度：
lph值是厭氧消化過(guò)程中的最重要的影響因素；
l重要原因：產(chǎn)甲烷菌對(duì)ph值的變化非常敏感，一般認(rèn)為，其最適ph值范圍為6.8~7.2，在<6.5或>8.2時(shí)，產(chǎn)甲烷菌會(huì)受到嚴(yán)重抑制，而進(jìn)一步導(dǎo)致整個(gè)厭氧消化過(guò)程的惡化；
l厭氧體系中的ph值受多種因素的影響：進(jìn)水ph值、進(jìn)水水質(zhì)（有機(jī)物濃度、有機(jī)物種類等）、生化反應(yīng)、酸堿平衡、氣固液相間的溶解平衡等；
l厭氧體系是一個(gè)ph值的緩沖體系，主要由碳酸鹽體系所控制；
l一般來(lái)說(shuō)：系統(tǒng)中脂肪酸含量的增加（累積），將消耗`hco_3^-`,使ph下降；
但產(chǎn)甲烷菌的作用不但可以消耗脂肪酸，而且還會(huì)產(chǎn)生`hco_3^-`，使系統(tǒng)的ph值回升。
l堿度曾一度在厭氧消化中被認(rèn)為是一個(gè)至關(guān)重要的影響因素，但實(shí)際上其作用主要是保證厭氧體系具有一定的緩沖能力，維持合適的ph值；
l厭氧體系一旦發(fā)生酸化，則需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能恢復(fù)。
3、氧化還原電位：
l嚴(yán)格的厭氧環(huán)境是產(chǎn)甲烷菌進(jìn)行正常生理活動(dòng)的基本條件；
l非產(chǎn)甲烷菌可以在氧化還原電位為+100~-100mv的環(huán)境正常生長(zhǎng)和活動(dòng)；
l產(chǎn)甲烷菌的最適氧化還原電位為-150~-400mv，在培養(yǎng)產(chǎn)甲烷菌的初期，氧化還原電位不能高于-330mv；
4、營(yíng)養(yǎng)要求：
l厭氧微生物對(duì)n、p等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的要求略低于好氧微生物，其要求cod：n：p=200：5：1；
多數(shù)厭氧菌不具有合成某些必要的維生素或氨基酸的功能，所以有時(shí)需要投加：①k、na、ca等金屬鹽類；②微量元素ni、co、mo、fe等；③有機(jī)微量物質(zhì)：酵母浸出膏、生物素、維生素等。
5、f/m比：
l厭氧生物處理的有機(jī)物負(fù)荷較好氧生物處理更高，一般可達(dá)5~10kgcod/m3.d，甚至可達(dá)50~80kgcod/m3.d；
——無(wú)傳氧的限制；
——可以積聚更高的生物量。
l產(chǎn)酸階段的反應(yīng)速率遠(yuǎn)高于產(chǎn)甲烷階段，因此必須十分謹(jǐn)慎地選擇有機(jī)負(fù)荷；
l高的有機(jī)容積負(fù)荷的前提是高的生物量，而相應(yīng)較低的污泥負(fù)荷；
l高的有機(jī)容積負(fù)荷可以縮短hrt，減少反應(yīng)器容積。
6、有毒物質(zhì)：
——常見(jiàn)的抑制性物質(zhì)有：硫化物、氨氮、重金屬、氰化物及某些有機(jī)物；
①硫化物和硫酸鹽：
l硫酸鹽和其它硫的氧化物很容易在厭氧消化過(guò)程中被還原成硫化物；
l可溶的硫化物達(dá)到一定濃度時(shí)，會(huì)對(duì)厭氧消化過(guò)程主要是產(chǎn)甲烷過(guò)程產(chǎn)生抑制作用；
l投加某些金屬如fe可以去除s2-，或從系統(tǒng)中吹脫h2s可以減輕硫化物的抑制作用。
②氨氮：
l氨氮是厭氧消化的緩沖劑；
l但濃度過(guò)高，則會(huì)對(duì)厭氧消化過(guò)程產(chǎn)生毒害作用；
l抑制濃度為50~200mg/l，但馴化后，適應(yīng)能力回得到加強(qiáng)。
③重金屬：
——使厭氧細(xì)菌的酶系統(tǒng)受到破壞。
④氰化物：
⑤有毒有機(jī)物：
四、厭氧消化過(guò)程中沼氣產(chǎn)量的估算
l糖類、脂類和蛋白質(zhì)等有機(jī)物經(jīng)過(guò)厭氧消化能轉(zhuǎn)化為甲烷和co2等氣體，這樣的混合氣體統(tǒng)稱為沼氣（biogas）；
l產(chǎn)生沼氣的數(shù)量和成分取決于被消化的有機(jī)物的化學(xué)組成，一般可以用下式進(jìn)行估算:
`c_nh_ao_b+(n–a/4–b/2)h_2o→(n/2–a/8+b/4)co_2+(n/2+a/8–b/4)ch_4`
l理論上認(rèn)為，1gcod在厭氧條件下完全降解可以生成0.25gch4，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的甲烷氣體體積為0.35l；
l沼氣中co2和ch4的百分含量不僅與有機(jī)物的化學(xué)組成有關(guān)，還與其各自的溶解度有關(guān)；
l由于一部分沼氣（特別是其中的co2）會(huì)溶于出水中，同時(shí)，一部分有機(jī)物還會(huì)被用于微生物的合成，所以實(shí)際產(chǎn)氣量要比理論產(chǎn)氣量小。
3．2厭氧生物處理工藝
3．2．1早期的厭氧生物反應(yīng)器
——厭氧消化應(yīng)用于廢水處理的初級(jí)階段，是從1881年法國(guó)mouras設(shè)計(jì)的自動(dòng)凈化器開(kāi)始到本世紀(jì)的20年代；
——1881年法國(guó)mouras的自動(dòng)凈化器：
——1891年英國(guó)moncriff的裝有填料的升流式反應(yīng)器：
——1895年，英國(guó)設(shè)計(jì)的化糞池（septictank）
圖3
——1905年，德國(guó)的imhoff池（又稱隱化池、雙層沉淀池）
圖4
其特點(diǎn)：
①處理廢水的同時(shí)，也處理有廢水沉淀下來(lái)的污泥；
②前幾種構(gòu)筑物由于廢水和污泥不分隔而影響出水水質(zhì)；
③雙層沉淀池則有了很大改進(jìn)，有上層沉淀池和下層消化池；
④停留時(shí)間很長(zhǎng)，出水水質(zhì)也較差；
⑤后兩種反應(yīng)器曾在英、美、德、法等國(guó)得到廣泛推廣，在我國(guó)目前仍有應(yīng)用。
3.2.2厭氧消化池
——隨著活性污泥法、生物濾池等好氧生物處理工藝的開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用，厭氧生物處理被認(rèn)為是效率低、hrt長(zhǎng)、受溫度等環(huán)境條件的影響大，因此處于一種被遺棄的狀態(tài)；
——但好氧生物處理工藝的廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生的剩余污泥也越來(lái)越多，其穩(wěn)定化處理的主要手段是厭氧消化，這是第二階段的主要特征；
——1927年，首次在消化池中加上了加熱裝置，使產(chǎn)氣速率顯著提高；
——隨后，又增加了機(jī)械攪拌器，反應(yīng)速率進(jìn)一步提高；
——50年代初又開(kāi)發(fā)了利用沼氣循環(huán)的攪拌裝置；
——帶加熱和攪拌裝置的消化池被稱為高速消化池，至今仍是城市污水處理廠中污泥處理的主要技術(shù)。
一、消化池的類型與構(gòu)造
——厭氧消化池主要應(yīng)用于處理城市污水廠的污泥，也可應(yīng)用于處理固體含量很高的有機(jī)廢水；
——主要作用：①一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)檎託猓?br>
②一部分有機(jī)物形成穩(wěn)定性良好的腐殖質(zhì)；
③提高了污泥的脫水性能；
④污泥體積可減少1/2以上；
⑤致病微生物也得到了一定程度的滅活，有利于污泥的進(jìn)一步處理和利用。
消化池的分類：
——按形狀：圓柱形、橢圓形（卵形）和龜甲形；
——按池頂結(jié)構(gòu)：固定蓋式和浮動(dòng)蓋式；
——按運(yùn)行方式：傳統(tǒng)消化池和高速消化池。
a、傳統(tǒng)消化池：
圖5
——又稱低速消化池，無(wú)加熱和攪拌裝置；
——有分層現(xiàn)象：只有部分容積有效；
——消化速率很低，hrt很長(zhǎng)（30~90天）。
b、高速消化池
圖6
——設(shè)有加熱和攪拌裝置；
——縮短了有機(jī)物穩(wěn)定所需的時(shí)間，也提高了沼氣產(chǎn)量，在中溫（30~35°c）條件下，一般消化時(shí)間為15天左右，運(yùn)行穩(wěn)定；
——但攪拌使高速消化池內(nèi)的污泥得不到濃縮，上清液不能分離。
c、兩級(jí)消化池
——兩級(jí)串聯(lián)，第一極是高速消化池，第二級(jí)則不設(shè)攪拌和加熱，主要起沉淀濃縮和貯存的作用，并能分離上清液；
——二者的hrt的比值可采用1：1~4：1，一般為1：2。
圖7
2、消化池的構(gòu)造
——由池頂、池底和池體三部分組成；
——池頂：固定蓋和浮動(dòng)蓋，集氣罩；
——池底：倒圓錐形，有利于排泥。
攪拌：機(jī)械攪拌和沼氣攪拌
l機(jī)械攪拌
①泵攪拌：從池底抽出消化污泥，用泵加壓后送至浮渣層表面或其它部位，進(jìn)行循環(huán)攪拌，一般與進(jìn)料和池外加熱合并一起進(jìn)行；
②螺旋漿攪拌：在一個(gè)豎向?qū)Я鞴苤邪惭b螺旋槳；‘
③水射器攪拌：
l沼氣攪拌
①氣提式攪拌：②豎管式攪拌：③氣體擴(kuò)散式攪拌：
l加熱
①池內(nèi)蒸汽直接加熱：設(shè)備簡(jiǎn)單，局部污泥易過(guò)熱，會(huì)影響厭氧微生物的正?；顒?dòng)，并會(huì)增加污泥含水率；
②池外加熱：把污泥預(yù)熱后投配到消化池中，所需預(yù)熱的污泥量較少，易于控制；預(yù)熱溫度較高，有利于殺滅蟲卵；不會(huì)對(duì)一樣微生物不利；但設(shè)備較復(fù)雜。
二、消化池的設(shè)計(jì)：
——主要內(nèi)容：①消化池池體設(shè)計(jì)；
②攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)；
③加熱保溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
——消化池的池體設(shè)計(jì)：
l目前國(guó)內(nèi)一般按污泥投配率確定消化池容積，
`v=v^‘/p`
式中：v——消化池的有效容積，m3；
v’——每天需要處理的新鮮污泥的統(tǒng)計(jì)，m3/d；
p——污泥投配率，如高速消化池處理生活污水的污泥，在消化溫度為30~35°c時(shí)，p可取6~18%；
一般要求消化池的個(gè)數(shù)不少于2。
l國(guó)外則多按固體負(fù)荷率來(lái)計(jì)算消化池的有效容積：
`v=g_s/l_v`
式中：gs——每日需要處理的污泥干固體量，kgvss/d；
lv——單位容積消化池固體負(fù)荷率，kgvss/m3.d。
——lv值與污泥的含固率、溫度有關(guān)，如下表：
污泥含固率（%）
固體負(fù)荷率（kgvss/m3.d）
24°c
29°c
33°c
35°c
4
1.53
2.04
2.55
3.06
5
1.91
2.55
3.19
3.83
6
2.30
3.06
3.83
4.59
7
2.68
3.57
4.46
5.36
l確定消化池有效容積后，既可計(jì)算消化池的構(gòu)造尺寸，其一般要求：
①圓柱形池體的直徑一般為6~35m；
②柱體高徑之比為1：2；
③池總高與直徑之比為0.8~1.0；
④池底坡度一般為0.08；
⑤池頂部的集氣罩，高度和直徑相同，一般為2.0m；
⑥池頂至少設(shè)兩個(gè)直徑為0.7m的人孔。
l消化池的工藝管道：
污泥管：進(jìn)泥管、出泥管、循環(huán)攪拌管；
上清液排放管；
溢流管；
沼氣管；
取樣管
三、沼氣的收集與利用
——污泥和高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行厭氧消化時(shí)均會(huì)產(chǎn)生大量沼氣；
——沼氣的熱值很高（一般為21000~25000kj/m3，即5000~6000kcal/m3），是一種可利用的生物能源。
1、污泥消化過(guò)程中沼氣產(chǎn)量的估算：
l沼氣成分：一般認(rèn)為ch450~70%，co220~30%，h22~5%，n2~10%，微量h2s等；
l沼氣產(chǎn)率是指每處理單位體積的生污泥所產(chǎn)生的沼氣量，即m3沼氣/m3生污泥；
l產(chǎn)氣率與污泥的性質(zhì)、污泥投配率、污泥含水率、發(fā)酵溫度等有關(guān)；
l當(dāng)污泥來(lái)自城市污水處理廠，生污泥含水率為96%時(shí)：
中溫消化，投配率為6~8%，產(chǎn)氣率可達(dá)10~12m3沼氣/m3生污泥；
高溫消化，投配率為6~8%，產(chǎn)氣率可達(dá)22~26m3沼氣/m3生污泥
投配率為13~15%，產(chǎn)氣率可達(dá)13~15m3沼氣/m3生污泥
1、沼氣的收集：
設(shè)置凝結(jié)水罐；注意安全；阻火器；沼氣管可加保溫；
2、沼氣的貯存：
調(diào)節(jié)產(chǎn)氣量與用氣量之間的平衡；
調(diào)節(jié)容積一般為日平均產(chǎn)氣量的25~40%，即6~10h的產(chǎn)氣量；
注意防腐、防火。