【正文】 造成底流污泥濃度變稀，污泥濃縮效果差，二沉池的濃縮作用未能發(fā)揮出來(lái)。 ? 總之，二沉池運(yùn)行的邊界條件制約了二沉池濃縮與澄清間的相互關(guān)系。 ? 根據(jù) GL的定義，對(duì)二沉池與濃縮池， GLA≥Q oCo或 A≥QoCo/GL設(shè)計(jì)。 ? b、柯伊－克里維什理論（見(jiàn) p340） ? a、 肯奇理論（ p341）自學(xué)。 2） 重力式連續(xù)流濃縮池深度設(shè)計(jì) ? 運(yùn)行工況與池深：見(jiàn) p339圖 8－ 6，池高由壓縮區(qū)高度 HS、阻滯區(qū)高度和上清液高度 HW、池底坡以及超高四個(gè)部分組成 ? 壓縮區(qū)高度 HS計(jì)算見(jiàn) p345式 8－ 36。則 H＝ HS＋ HW（ 1.5）＋超高（ ）＋底坡高度（ ）。 ? 3） 池體結(jié)構(gòu)與形式 ? 基本構(gòu)造：由中心進(jìn)泥管、上清液溢流堰、排泥管、刮泥機(jī)、攪動(dòng)?xùn)沤M成。 ? 設(shè)計(jì)參數(shù)：刮泥機(jī)周邊線速度 1～ 2m/min，有效水深4m左右；底坡一般 5％；濃縮效果見(jiàn)表 8－ 9，但單位改為 ‰ ，濃縮時(shí)間 10～ 16h，排泥時(shí)間間隔 8h。 間歇式重力濃縮池 ? 設(shè)計(jì)原理同連續(xù)式。運(yùn)行時(shí)先排放上清液，后進(jìn)泥，所以需在濃縮池不同高度設(shè)上清液排放管。 其它濃縮池（自學(xué)） ? 氣浮式、離心濃縮和微孔濾機(jī)濃縮。 三、污泥的厭養(yǎng)消化 厭養(yǎng)消化機(jī)理：厭養(yǎng)消化過(guò)程是由幾大類(lèi)群不同種類(lèi)細(xì)菌組成的微生物群落共同完成的一系列反應(yīng)、并使復(fù)雜有機(jī)物轉(zhuǎn)化為 CH4和 CO2等氣體。這些細(xì)菌分為四個(gè)類(lèi)群：水解和發(fā)酵細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌、同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌、產(chǎn)甲烷細(xì)菌，其中產(chǎn)甲烷細(xì)菌又分氫營(yíng)養(yǎng)型產(chǎn)甲烷細(xì)菌和乙酸產(chǎn)甲烷細(xì)菌。由于不同微生物具有不同的生理生化特征，因而上述四類(lèi)細(xì)菌可簡(jiǎn)單分為產(chǎn)酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌二大類(lèi)。對(duì)應(yīng)的消化過(guò)程分成產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段。在產(chǎn)酸階段中，其主要作用的細(xì)菌是水解和發(fā)酵細(xì)菌，它們的代謝能力強(qiáng)，繁殖速度快（世代一般為幾十 min，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)，能將復(fù)雜有機(jī)物水解為簡(jiǎn)單小分子的單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油等，然后 再進(jìn)一步發(fā)酵為各種有機(jī)酸和醇類(lèi)等；第二階段細(xì)菌為產(chǎn)甲烷菌，它們的種類(lèi)相對(duì)較少，能利用的基質(zhì)非常有限，繁殖速度慢，世代時(shí)間長(zhǎng)（十幾小時(shí)，長(zhǎng)者 4～ 6d），受環(huán)境因素影響較大，如 pH、溫度、有毒有害物質(zhì)等。 ? 1979年， Bryant等又在此基礎(chǔ)上提出了三階段理論，即水解和發(fā)酵階段、產(chǎn)酸產(chǎn)氫階段和產(chǎn)甲烷階段。 ? 第一階段：水解酸化階段，微生物為水解和發(fā)酵細(xì)菌，包括纖維素分解菌、碳水化合物分解菌、蛋白質(zhì)分解菌，為專(zhuān)性、兼性厭養(yǎng)菌，分解產(chǎn)物為簡(jiǎn)單小分子的單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及 CO H2等。 ? 第二階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段，微生物為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌（為專(zhuān)性、兼性厭養(yǎng)菌），分解產(chǎn)物為乙酸、丙酸、甲酸、乙醇、丙醇和 CO H2等。 ? 第三階段：產(chǎn)甲烷階段，微生物為二組生理作用不同的產(chǎn)甲烷菌，為絕對(duì)厭養(yǎng)菌，包括甲烷桿菌、球菌、八疊球菌等。其中一組把氫和 CO2轉(zhuǎn)化為甲烷和水；另一組使乙酸脫羧產(chǎn)生甲烷和 CO2。 三階段消化模式見(jiàn) p355圖 8－ 21。其中 28％為氫氣轉(zhuǎn)化， 72%為乙酸轉(zhuǎn)化。 厭養(yǎng)消化的影響因素 ? 厭養(yǎng)消化的影響因素主要有溫度、泥齡與負(fù)荷、攪拌與混合、營(yíng)養(yǎng)與 C/N比、 pH與堿度、有毒有害物質(zhì)等。 1）溫度：不同的溫度對(duì)應(yīng)于不同的微生物，其負(fù)荷和消化速度各異。在中溫區(qū)（ 30～ 36℃ ），利用中溫甲烷菌進(jìn)行中溫厭養(yǎng)消化，負(fù)荷 ～ ，產(chǎn)氣 1～。在高溫區(qū)（ 50～ 53℃ ），利用高溫甲烷菌進(jìn)行高溫厭養(yǎng)消化，負(fù)荷 ～ ，產(chǎn)氣 3～ 。無(wú)論高、中溫消化，其溫度的微弱變化（ 3℃ 左右）就會(huì)抑制消化速度，甚至停止產(chǎn)氣。 ? 消化時(shí)間：指產(chǎn)氣量達(dá)到總產(chǎn)氣量 90％的時(shí)間，一般中溫消化為 20～ 30d，高溫 10～ 15d。 2）泥齡與負(fù)荷：消化池的容積負(fù)荷與水力停留時(shí)間的關(guān)系見(jiàn) p357圖 8～ 24。消化效果與泥齡密切相關(guān)。 即： θC＝ Mr/Фe。 式中： Mr為消化池內(nèi)生物總量 。Фe為消化池每日排除生物量。 可見(jiàn)有機(jī)物的降解程度是污泥齡的函數(shù)，而不是進(jìn)水濃度的函數(shù)。要想獲得穩(wěn)定的消化效果必須保持較長(zhǎng)的泥齡。 ? 消化池的有效容積： V＝ Sv/S 式中： Sv為新鮮污泥中揮發(fā)性有機(jī)物重量， kg/d； S為揮發(fā)性有機(jī)物的負(fù)荷， kgBOD/。 ? 消化池的投配率：每日投加新鮮污泥體積占消化池有效容積的百分?jǐn)?shù)。一般中溫消化的投配率為 5～ 8％，相應(yīng)消化時(shí)間為 ～ 20d。若投配率過(guò)高，則脂肪酸增加， pH明顯下降，消化不完全；反之，則消化池容積加大，投資增加。 3）攪拌與混合 由于微生物與底物之間存在傳質(zhì)問(wèn)題，必須攪拌和充分混合，改善傳質(zhì)，較少底物的濃度梯度，提高產(chǎn)氣速率和利于氣體的釋放。常見(jiàn)的攪拌方法有水射器攪拌、消化氣循環(huán)攪拌、氣液混合攪拌等。具體見(jiàn) p361圖 8－ 26。 4）營(yíng)養(yǎng)與 C/N比 ? 根據(jù)微生物細(xì)胞分子式 C5H7NO3，其 C/N＝ 5： 1，若考慮要產(chǎn)生甲烷氣，適宜的 C/N比為（ 10～ 20）： 1。若 C/N過(guò)高，則氮素不夠，微生物增殖速度慢， pH低，而產(chǎn)氣速度下降；反之， C/N過(guò)高，氨鹽容易積累， pH上升，抑制消化過(guò)程。根據(jù)表 8－ 14的 C/N數(shù)據(jù)，所有污泥的氮素含量均超標(biāo)，其中初沉池污泥較為適宜厭養(yǎng)消化，混合污泥次之，活性污泥不宜。故傳統(tǒng)活性污泥法等設(shè)有初沉池的污泥較為適宜，而不設(shè)初沉池的延時(shí)曝氣工藝污泥不宜厭養(yǎng)消化處理。 ? 在消化過(guò)程中，由于產(chǎn)生甲烷氣，氮被變成氨鹽，因此消化液出水的氨氮濃度較高。 5）有毒有害物質(zhì) ? 任何物質(zhì)對(duì)甲烷菌的作用都是雙方的 — 促進(jìn)生長(zhǎng)和抑制生長(zhǎng)。但產(chǎn)甲烷菌對(duì)有毒有害物質(zhì)非常敏感，因此需要控制它們的濃度。表 8— 15列舉了部分物質(zhì)的閥值范圍。 ? 具體的毒害作用有：重金屬離子與酶結(jié)合，使酶失活；硫酸鹽還原消耗基質(zhì)或底物，產(chǎn)生硫化氫，會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生毒害作用；在厭養(yǎng)消化過(guò)程中，由于有機(jī)酸的積累， pH下降，氨氮多以氨鹽的形式出現(xiàn)，當(dāng) NH4＋ 超過(guò) 150mg/L時(shí)，消化受到抑制。 6）酸堿度 ? 水解和發(fā)酵細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌對(duì) pH的適宜范圍為 5～ 6.5，而甲烷菌的范圍為 ～ 。從系統(tǒng) pH平衡看，當(dāng)水解酸化階段產(chǎn)酸速率超過(guò)產(chǎn)甲烷速率， pH就會(huì)下降，而對(duì)產(chǎn)甲烷菌帶來(lái)影響。事實(shí)上，水解酸化反應(yīng)速度快，要想維持反應(yīng)器內(nèi)的 pH穩(wěn)定，需要體系的堿度在 2020mg/L以上。 水解酸化反應(yīng)速度快，極易導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)酸性物質(zhì)積累，并對(duì)工藝運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重影響。為解決反應(yīng)器的酸化問(wèn)題，擬采用二相厭養(yǎng)工藝，將水解酸化和產(chǎn)甲烷二個(gè)過(guò)程分二個(gè)階段完成，二段間設(shè)吹脫硫化氫和堿度調(diào)節(jié)，改善產(chǎn)甲烷段的厭養(yǎng)環(huán)境。 3）厭養(yǎng)消化池的池形、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)（自學(xué)） 4）二級(jí)厭養(yǎng)消化 ? 二級(jí)厭養(yǎng)消化是按照沼氣的產(chǎn)生規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)的。由于消化產(chǎn)氣量的 80％在前 8d產(chǎn)生，其它 20％在后來(lái) 10余天時(shí)間產(chǎn)生。把消化設(shè)計(jì)成二級(jí)，則第一級(jí)（ 8d）消化池設(shè)加熱、攪拌、集氣；第二級(jí)則利用第一段的余熱繼續(xù)消化，產(chǎn)生的氣體可以不收集。由于不攪拌和不加熱，污泥濃縮效果好，節(jié)省能源。一級(jí)和二級(jí)的消化池容積比一般采用 2： 1。 5）二相厭養(yǎng)消化 ? 根據(jù)三階段理論和微生物特性設(shè)計(jì)，一相為前二段，二相為產(chǎn)甲烷階段。各相具有各自的微生物特點(diǎn)和消化速度、環(huán)境條件，按二相設(shè)計(jì)，利于滿(mǎn)足各自的要求。設(shè)計(jì)：一相投配率 100％，水力停留時(shí)間 1d，二相投配率 15～ 17％，水力停留時(shí)間 6d左右，一相產(chǎn)氣少，二相設(shè)加熱、攪拌和集氣裝臵。 6）消化池的運(yùn)行與管理（自學(xué)） 四、污泥的好氧消化 ? 厭養(yǎng)消化要求管理水平高，水力停留時(shí)間長(zhǎng)，消化池池容大、個(gè)數(shù)多。對(duì)較小污水處理廠，污泥量少，產(chǎn)氣量有限；對(duì)于延時(shí)曝氣工藝，污泥有機(jī)物含量低，已基本穩(wěn)定；因而不宜采用污泥消化工藝，而宜直接好氧消化。 ? 好氧消化的有缺點(diǎn)見(jiàn) p373，不足之處主要是能耗高。 1）好氧消化機(jī)理： C5H7NO3＋ 6O2→5CO 2＋ 3H2O＋ H＋＋ NO2－ ? 氧化 1kg細(xì)胞質(zhì)需