污泥厭氧發(fā)酵沼氣產(chǎn)生規(guī)律研究

1、污泥厭氧發(fā)酵沼氣產(chǎn)生規(guī)律研究摘要利用自制的沼氣發(fā)生器和沼氣凈化裝置，以污水處理廠污泥為原料進展厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣研究。結(jié)果說明：污泥含水率在93%以上，但是/N只有20.5，厭氧發(fā)酵過程中Dr不斷下降，而在第6天時沼氣產(chǎn)量到達(dá)0.63L。以氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳和硫化氫，濃度為2L/L時吸收率可到達(dá)99%以上。關(guān)鍵詞污泥；厭氧發(fā)酵；沼氣；產(chǎn)生規(guī)律ResearhnGerneratinLafethaneithSludgeAnaerbiFerentatinSHANGTi-sngYANGLi*llegefEnvirentandheistryEngineering，NanhangHangKngUniver

2、sity，NanhangJiangxi330063AbstratTheethaneferentatinresearhasarriednusingtheself-adeethanegeneratrandtheethanerefiningequipent，hihregardedthesludgeasraaterial.Theresultsindiatedthattheisturententfsludgeasabve93%，but/Nnlyreahed20.5.TheDrdrppedntinuallyintheferentatinpress，buttheethaneutputahieved0.63L

3、inthesixthday.Absrbing2andH2SbytheNaHslutin，theabsrptinrateightahieveabve99%henthenentratinas2L/L.Keyrdssludge；ferentatin；ethane；gerneratinla隨著我國國民經(jīng)濟的開展和城市的現(xiàn)代化建立以及對城市的環(huán)境和生態(tài)平衡的要求，城市污水處理廠的興建與運行管理已經(jīng)成為現(xiàn)代化城市建立不可分割的一局部。隨著城市污水處理率的逐年進步，城市污水廠的污泥產(chǎn)生量也急劇增加。據(jù)估算1，目前我國城市污水處理廠每年排放的污泥量干重大約為130萬t，而且其年增長率大于10%，特別是在我國城

4、市化程度較高的幾個城市與地區(qū)，污泥的出路問題已經(jīng)非常突出。假如城市污泥全部得到處理，那么將產(chǎn)生污泥量干重840萬t，占我國固體廢棄物總量的3.2%。污泥是城市污水處理和廢水處理不可防止的副產(chǎn)物，含有大量的有機質(zhì)和營養(yǎng)元素，能量宏大。另一方面，我國正面臨著宏大的能源與環(huán)境壓力，礦物能源和資源日益耗盡，開發(fā)并消費各種可再生能源替代煤炭、石油和天然氣等化石燃料是世界今后解決能源緊缺的一種有效途徑2。在德國，城市污水廠通過污泥沼氣發(fā)電，可滿足其自用電力的57%3。因此，利用污泥消化產(chǎn)沼氣不僅可以解決污泥出路的問題，還使得污泥作為一種資源得到了利用。1材料與方法1.1儀器與試劑1.1.1儀器。注射器50

5、L、電子天平BS124S，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)、枯燥箱101-3yA，蘇州市大隆儀器儀表、電爐500，永康市豪鷹電器、總碳測定儀-05，上海谷雨環(huán)?？萍?。1.1.2供試原料與試劑。供試原料為沉淀池污泥，南昌市朝陽污水處理廠提供。試劑：硼酸、尿素、uS45H2，北京化工廠產(chǎn)；無水氯化鈣，上海市奉賢奉城試劑廠產(chǎn)；硫酸、硫酸汞、鹽酸，上海振興化工二廠產(chǎn)；硫酸亞鐵氨，上海試四赫維化工產(chǎn)；重鉻酸鉀、硫酸銀、氫氧化鈉、三氧化鐵、K2S4、甲基紅，上海試劑一廠產(chǎn)。規(guī)格均為分析純。1.2試驗設(shè)計1.2.1沼氣池設(shè)計。由于原材料和制作工具的限制，試驗中沼氣發(fā)生器不能制作成圓形的，但沼氣池形狀的根本數(shù)據(jù)還是類比成

6、圓形的。材質(zhì)選用透明的有機玻璃，根據(jù)計算所得數(shù)據(jù)在有機玻璃板上畫出相應(yīng)的圖形，然后通過人工切割和手工打磨的方式把有機玻璃板分成小塊，最后用三氯甲烷把切割下來的小塊拼接組裝起來。沼氣發(fā)生器構(gòu)造如圖1所示，單位為厘米。1.2.2沼氣凈化裝置的設(shè)計與制作。沼氣凈化采取堿液吸收和用枯燥劑枯燥的方法對沼氣進展凈化，因此吸收局部采用箱狀構(gòu)造，枯燥局部采用塔狀構(gòu)造。詳細(xì)形狀和數(shù)據(jù)如圖2，單位為厘米。2結(jié)果與分析2.1污泥含水率與碳氮比經(jīng)分析說明，從朝陽污水處理廠取來的污泥含碳量為0.655g/g、含氮量為0.032g/g，含水率比擬高，為93.65%；但是碳氮比偏低，為20.5，合理的碳氮比為2030，因此

7、可考慮參加一些氮進去，以增大碳氮比4。2.2Dr與沼氣量投入當(dāng)天從南昌朝陽污水處理廠取來的新穎污泥12L，并且密封好沼氣發(fā)生器，開場厭氧發(fā)酵。因為碳氮比有點偏低，所以參加少量的尿素，約10g。發(fā)酵過程變化見表1，由表1可知，試驗開場12d沒有產(chǎn)沼氣，其原因是污泥中細(xì)菌以好氧菌為主，加上沼氣發(fā)生器中還含有局部空氣，因此整個反響器內(nèi)以好氧為主，這階段D的下降也是這個原因。試驗35dDr下降幅度度差不多，但沼氣產(chǎn)量相差較多，其原因是污泥中的好氧菌還存在一局部，但是厭氧反響明顯開場大于好氧反響。試驗56d沼氣產(chǎn)量到達(dá)最大值。以后幾天厭氧菌進入衰亡期，加上污泥中有機質(zhì)已消耗差不多了，因此沼氣量逐漸減少。

8、2.3沼氣的凈化由于開場測D時，用硝酸銀滴定時沒有發(fā)現(xiàn)沉淀，因此污泥中不含有鹵素，也就沒有鹵化烴產(chǎn)生，不需要做鹵化烴成分的測定和去除。2.3.1沼氣中硫化氫的測定。用50L注射器抽取50L沼氣發(fā)生器產(chǎn)生的沼氣于1個密閉容器中容器中裝有一定量的氧化鐵，靜置24h。稱其前后的質(zhì)量差，差值就是硫化氫的含量。平行測定2次，取其平均值。此次試驗的差值為0.0001g，那么硫化氫含量為：0.0001/5010-6100%=2000g/3。根據(jù)?惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)?GB14554-93中硫化氫二級排放標(biāo)準(zhǔn)，排放濃度應(yīng)該到達(dá)0.06g/3，實測的數(shù)據(jù)為2000g/3，必須予以凈化。2.3.2沼氣中二氧化碳的測

9、定。用50L注射器抽取50L沼氣發(fā)生器產(chǎn)生的沼氣于1個密閉容器中容器中裝有足量的氫氧化鈉，靜置2h。稱其前后的質(zhì)量差，然后換算出二氧化碳的含量。平行測定2次，取其平均值。此次試驗的差值為0.036g，換算成二氧化碳的體積為18.327L，那么二氧化碳含量為：18.327/50100%=中國論文聯(lián)盟.Ll.36.65%。2.3.3沼氣中甲烷的測定。沼氣中主要成分就是二氧化碳和甲烷，其他氣體可以忽略不計約占2%，計算出二氧化碳的含量，就能得出甲烷的含量。此次試驗中甲烷含量為：1-36.65%=63.35%。2.3.4沼氣的凈化研究。把自制的沼氣發(fā)生裝置的出氣管接到自制沼氣凈化裝置的進氣管上，在沼氣

10、凈化裝置中分別參加2、4、6L/L的氫氧化鈉溶液。再在凈化裝置的出氣管處搜集沼氣，測定沼氣中硫化氫和二氧化碳的含量5方法同2.3.1、2.3.2，詳細(xì)數(shù)據(jù)如表2所示。由表2可知，堿液對二氧化碳的吸收效果非常明顯。此次實驗不同濃度的氫氧化鈉對二氧化碳的吸收影響極其有限，可能是二氧化碳的量相對較少，而氫氧化鈉的量相對較多的緣故，而硫化氫本身量就小，經(jīng)過氫氧化鈉溶液后，已經(jīng)超出天平萬分級稱量范圍而無法準(zhǔn)確測出去除率，但也應(yīng)該是明顯的，因此取堿液濃度為2L/L。2.3.5沼氣中水的去除。沼氣中水的去除，可以通過延長沼氣輸送管道來到達(dá)目的6。試驗是通過加了1根較長的U形玻璃管來去除，試驗中U形玻璃管底部

11、有少量水珠出現(xiàn)。由于水含量本來就少，通過枯燥劑后再稱出質(zhì)量求得差值，得出結(jié)果已微乎其微，因此該試驗中沒有測定沼氣的含水量。3結(jié)論試驗結(jié)果說明，朝陽污染處理廠的污泥含水率比擬高，到達(dá)93%以上，但是/N偏低，只有20.5；厭氧發(fā)酵過程中Dr不斷下降，而在第6天時沼氣產(chǎn)量到達(dá)最大0.63L；以不同濃度的氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳和硫化氫，當(dāng)氫氧化鈉溶液濃度為2L/L時吸收率可以到達(dá)99%以上。4參考文獻1杭世珺，陳吉寧.污泥處理處置的認(rèn)識誤區(qū)與控制對策J.中國給水排水，2022，2012：89-92.2徐暢平，黃兵，曹東福，等.活性污泥厭氧發(fā)酵有機廢水產(chǎn)氫的影響因素研究J.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2022，2011：103-104.3KART，KLAUSRIBFF.Tashenbuhderstadtentaesserung，29.A