污泥的好氧消化是在不投加有機物的條件下，對污泥進行長時間的曝氣，使污泥中的微生物處于內(nèi)源呼吸階段，在進行自身氧化消耗過程中不斷減少。好氧消化可以使污泥中的可生物降解部分(約占污泥總量的80%)被氧化去除，消化程度髙、剩余污泥量少，處理后的污泥容易脫水。好氧消化比厭氧消化所需時間要少得多，當消化污泥為剩余活性污泥時，好氧消化水力停留時間一般為10?15d，當消化污泥為剩余活性污泥和初沉污泥的混合物時，好氧消化水力停留時間一般為15~25d,主要用于污泥產(chǎn)量較小的場合。好氧消化污泥負荷一般為0.04~0.05kgBOD5/(kgMLSS-d),BOD5的去除率約50%。
1.工藝原理及過程
好氧消化類似于活性污泥法，當污泥中的有機物耗盡時，微生物開始消耗其本身的原生質(zhì)，以獲得細胞反應(yīng)所需的能量，細胞組織被好氧氧化為二氧化碳、水和氨氮，氨氮隨著消化作用的進行而逐步被氧化為硝酸鹽。
好氧消化上清液的BOD5、SS、COD&和氨氮等濃度較低，消化污泥量少、無臭味、容易脫水。好氧
消化池構(gòu)造簡單、容易管理，沒有甲烷爆炸的危險。好氧消化不能回收利用沼氣能源，運行費用高、能耗大，而且不采取加熱措施，所以污泥有機物分解程度隨溫度波動大。
2.工藝控制
(1)好氧消化系統(tǒng)中堿度不足以對混合液起到緩沖作用時，pH值將下降，影響消化效果，因此，應(yīng)確保好氧消化池內(nèi)PH值維持在7左右，如pH值太低，可投加堿源補充堿度。
(2)好氧消化池內(nèi)的溶解氧含量不能低于2mg/L,而且污泥必須保持懸浮狀態(tài)，因此必須提供足夠的攪拌強度，為便于攪拌，污泥的含水率應(yīng)在95%左右。
(3)好氧消化為放熱反應(yīng)，池內(nèi)溫度稍高于人池污泥溫度，普通好氧消化一般為20?251。當溫輿低于20t時，水力停留時間將大為延長，pH值也隨之下降，因此，運行時應(yīng)密切監(jiān)測好氧消化池池內(nèi)溫度。
工、皮氧消化
污泥的厭氧消化是利用兼性菌和厭氧菌進行水解、酸化、產(chǎn)甲烷等厭氧生化反應(yīng)，將污泥中的大部分固體有機物水解、液化后并終分解掉的一種污泥處理工藝。首先，有機物被厭氧消化分解，可使污泥穩(wěn)定化，使之不易腐敗。其次，通過厭氧消化，大部分病原菌或蛔蟲卵被殺死或作為有機物被分解，使污泥無害化。第三，隨著污泥被穩(wěn)定化，不僅是一種減量過程，而且將產(chǎn)生大量高熱值的沼氣，作為能源利用，使污泥資源化。另外，污泥經(jīng)消化以后，其中的部分有機氮轉(zhuǎn)化成了氨氮，提高了污泥的肥效。一般污水處理場生污泥約含65%的有機物和35%的無機物，通過厭氧消化處理后，污泥中的有機物約有1/2~1/3被分解，消化污泥的體積減少60%~70%。
大型污水處理廠的污泥厭氧消化一般采用中溫消化（30~37t：)o
1.工客原理及過程
有機物質(zhì)厭氧消化產(chǎn)生沼氣，是一個由多種細菌參與的多階段生化反應(yīng)過程，每一種反應(yīng)階段都以某類細菌為主，其產(chǎn)物供下一階段的細菌利用，反應(yīng)過程主要分為以下三個階段：
(1)水解階段
污泥中的有機物成分很復雜，主要包括碳水化合物（主要是淀粉和纖維素）、類脂化合物（主要為脂肪）和蛋白質(zhì)。以上物質(zhì)在污泥液中基本上都以固態(tài)或膠態(tài)存在，細菌無法將其直接吸收至體內(nèi)。但一些兼性細菌可以向體外分泌胞外酶，將以上大分子的固態(tài)和膠態(tài)物質(zhì)水解成細菌可吸收的溶解性物質(zhì)，產(chǎn)物如下：
脂肪甘油+脂肪酸蛋白質(zhì)u氨基酸+脂肪酸
(2)產(chǎn)酸階段
進行水解的兼性菌完成水解以后，可將水解產(chǎn)物吸人細胞內(nèi)，繼續(xù)進行分解代謝，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)。消化液中的揮發(fā)性脂肪酸則主要為乙酸、丙酸和丁酸，其中又以乙酸為主，占總量的65%~75%。揮發(fā)醇主要為甲醇和乙醇。能夠進行水解和酸性消化的細菌統(tǒng)稱為產(chǎn)酸菌，一般都為兼性菌。
(3)產(chǎn)甲烷階段
在該階段，起主要作用的為產(chǎn)甲烷細菌。但由于該類細菌繁殖速度慢，代謝活力不強，只能利用揮發(fā)性脂肪酸這樣一些易降解物質(zhì)進行代謝，產(chǎn)生甲烷。而揮發(fā)性脂肪酸正是產(chǎn)酸階段的主要產(chǎn)物，因此，產(chǎn)酸階段是產(chǎn)甲烷階段的前提。大部分甲烷細菌將產(chǎn)酸階段產(chǎn)生的乙酸吸人胞內(nèi)進行代謝，產(chǎn)生甲烷，也有少量甲烷細菌能將H2和C02直接還原為CH4。甲烷細菌為專性厭氧菌，氧的存在能使之中毒，失去活性。
2.厭氧消化系統(tǒng)
(1)消化池
常見的是圓柱形固定蓋式消化池，由集氣罩、池蓋、池體與下錐體四部分組成，見圖4-3。
(2)進、排泥系統(tǒng)
消化池的進泥與排泥形式有多種，包括上部進泥下部直排、上部進泥下部溢流有的消化池同時設(shè)有三種進排泥方式，可任意選擇，并安裝了溢流排泥器。在運行管理上，當采用下部直接排泥時，需要嚴格控制進排泥平衡，稍有差別，時間長了即引起工作液位的變化。如果排泥量大于進泥量，工作液位將下降，池內(nèi)氣相有產(chǎn)生真空的危險；如果排泥量小于進泥量，工作液位將上升，導致氣相容積縮小或污泥從溢流管流走。當采用上部溢流排泥時，會降低消化效果。因為經(jīng)充分消化的污泥，其顆粒密度增大，當停止攪拌會沉至下部，而未經(jīng)充分消化的污泥會浮至上部被溢流排走。上部進泥下部溢流排泥能克服以上兩種排泥方式的不足，既不需控制排泥，也不會將未經(jīng)消化的污泥排走。
(3)攪拌系統(tǒng)
消化池內(nèi)需保持良好的混合攪拌，沒有攪拌的厭氧消化池，池內(nèi)料液必然存在分層現(xiàn)象。攪拌能使污泥顆粒與厭氧微生物均勻混合，使消化池各處的污泥濃度、pH、微生物種群等保持均勻一致，并及時將熱量傳遞至池內(nèi)各部位，使加熱均勻且大大降低池底泥砂的沉積與池面浮渣的形成。在出現(xiàn)有機物沖擊負荷或有毒物質(zhì)進人時，均勻地攪拌混合可使其沖擊或毒性降至低。攪拌良好的消化池容積利用率可達到70%,而攪拌不合理的消化池的容積利用率會降到50%以下。
常用的攪拌方式有機械攪拌、水力循環(huán)攪拌、水泵循環(huán)消化液攪拌和沼氣攪拌四種。機械攪拌是在消化池內(nèi)裝設(shè)攪拌漿或攪拌渦輪，通過池外電機驅(qū)動而轉(zhuǎn)動從而對消化混合液進行攪拌，如圖4-5所示。機械攪拌攪拌強度一般為10~20W/m3池容，所需能耗約為0.0065kW/m3。每個攪拌器的佳攪拌半徑為3~6m,如果消化池直徑較大，可以設(shè)置多個攪拌器，呈等邊三角形等均勻方式布置，適用于大型消化池。機械攪拌的優(yōu)點是對消化污泥的泥水分離影響較小，缺點是傳動部分容易磨損，通過消化池頂?shù)妮S承密封的氣密性問題不好解決。密封可以采用在攪拌軸上焊接水封罩、消化池頂蓋上設(shè)水封槽的方式，水封罩在水封槽內(nèi)轉(zhuǎn)動可起到密封作用，水封槽內(nèi)的水深可以根據(jù)消化池內(nèi)氣相壓力而定。
圖4-5機械攪拌示意圖
水力循環(huán)攪拌是在消化池內(nèi)設(shè)導流筒，在筒內(nèi)安裝螺旋推進器，使污泥在池內(nèi)實現(xiàn)循環(huán)，如圖4-6所示。
圖4-6水力循環(huán)攪拌示意圖
水泵循環(huán)消化液攪拌（見圖4-6)通常是在池內(nèi)設(shè)射流器，由池外水泵壓送的循環(huán)消化液經(jīng)射流器噴射，從喉管真空處吸進?
一部分池中的消化液或熟污泥，污泥和消化液一起進人消化池的中部形成較強烈的攪拌，所需能耗約為0.005kW/m3,用污泥泵抽取消化污泥進行攪拌可以結(jié)合污泥的加熱一起進行。水泵循環(huán)攪拌設(shè)備簡單，維修方便，為了使混合液混合完全，需要的循環(huán)量較大，lm3有效池容積攪拌所需能耗一般為0.005kW。采用水泵循環(huán)消化液攪拌時，由于經(jīng)過水栗葉輪的劇烈攪動和水射器噴嘴的高速射流，會將污泥打得粉碎，對消化污泥的泥水分離非常不利，有時會引起上清液SS過大。因此，這種攪拌方式比較適用于小型消化池。
沼氣攪拌是將消化池氣相的部分沼氣抽出，經(jīng)壓縮后再通回池內(nèi)對污泥進行攪拌。沼氣攪拌有利于使沼氣中的0)2作為產(chǎn)甲烷的底物被產(chǎn)甲烷細菌利用，攪拌強度一般為i?2m3沼氣/(㎡池面_h),所需能耗為0.005?0.008kW/m3，有自由釋放和限制性釋放兩種形式，如圖4-7所示。
圖4-7沼氣攪拌示意圖
(4)加熱系統(tǒng)
要使消化液保持在所要求的溫度，就必須對消化池進行加熱。加熱方法分池內(nèi)加熱和池外加熱兩類。
池內(nèi)加熱是將熱量直接通人消化池內(nèi)，對污泥進行加熱，有熱水循環(huán)和蒸氣直接加熱兩種方式，如圖4-8所示。前一種方法的缺點是熱效率較低，循環(huán)熱水管外層易結(jié)泥殼，使熱傳遞效率進一步降低；后一種方法熱效率較高，但過高的溫度會殺死噴口處的厭氧微生物，且能使污泥的含水率升高，增大污泥量。兩種方法一般均需保持良好的混合攪拌。
池外加熱是指將污泥在池外進行加熱，有生污泥預熱和循環(huán)加熱兩種方法，如圖4-9所示。前者是將生污泥在預熱池內(nèi)首先加熱到所要求的溫度，再進入消化池；后者是將池內(nèi)污泥抽出，加熱至要求的溫度后再打回池內(nèi)。
圖4-8消化液池內(nèi)加熱示意圖
生污泥預熱法循環(huán)加熱法
圖4-9消化液池外加熱示意圖
(5)集氣系統(tǒng)
集氣系統(tǒng)包括氣柜和管路。氣柜常采用低壓浮蓋式濕式氣柜，如圖4-10所示，其儲氣容量一般為消化系統(tǒng)6~10h的產(chǎn)氣量。沼氣管路系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置壓力控制及安全、取樣、測濕、測壓、除濕、脫硫、水封阻火、逸氣報警等裝置。
3.工藝控制
厭氧消化效果具體體現(xiàn)在較高的有機物分解率、較高的沼氣產(chǎn)量、沼氣中較高的甲烷含量和較高的病原菌及蛔蟲卵殺滅率等四個方面。
對于中溫厭氧消化，有機物分解率應(yīng)控制在35%以上；當消化時間為20~30d時，分解每公斤有機物的沼氣產(chǎn)量應(yīng)大于0.75m3,沼氣中甲烷含量應(yīng)在55%以上；對大腸菌群可獲得99%以上的殺滅效果，使衛(wèi)生指標大大提高。
為達到以上消化效果，應(yīng)對消化系統(tǒng)進行嚴格的工藝控制，其中包括進排泥控制、pH值與堿度控制、加熱及攪拌系統(tǒng)的控制、毒物控制等方面。
(1)進、排泥控制
進泥是為消化池內(nèi)的微生物提供營養(yǎng)源，在實際運行中，進泥量不能超過系統(tǒng)的消化能力，也不能太少。要使有機物分解率大于35%、產(chǎn)氣量大于0.75mVkg，系統(tǒng)的短允許消化時間一般應(yīng)大于20d,大允許有機負荷應(yīng)小于3.0kg/(m3*d)，每個污水處理廠的佳短允許消化時間和大允許有機負荷存在差別。
一般來說，中溫消化每日的進泥中的固體量不能超過池內(nèi)固體總量的5%，而且進泥中的固體濃度應(yīng)盡量高一些(一般為4%左右）。為避免泵和輸泥管道的堵塞，一般都采用間歇進泥方式，即大流量、短時間內(nèi)進泥。為使消化池進泥均勻，每日的進泥次數(shù)盡可能多，而且每次的進泥量要盡可能相同。
由于計算消化池進泥的固體量比較繁瑣，實際操作上可以用進泥的體積來對進泥量進行控制。投配率是消化池每天投加新鮮污泥體積占消化池有效容積的百分率，投配率與污泥齡互為倒數(shù)。在不計排出消化液的情況下，消化池的固體停留時間與水力停留時間相同，也就是污泥的消化時間。例如污泥投配率為5%時，生污泥在消化池中的停留時間即泥齡為20d，污泥體積投配率為0.05mV(m3*d)。投配率高，消化速度慢，可能造成消化池內(nèi)脂肪酸的積累，使PH值下降，
污泥消化不完全，產(chǎn)氣量下降，污泥削減量減少。為保證消化池內(nèi)微生物的數(shù)量與污泥有機物!的比率即污泥負荷穩(wěn)定，污泥的投配率與污泥的含水率也有關(guān)系，含水率高的污泥投配率應(yīng)當適當減小，含水率低時污泥的投290
配率可以適當加大。
排泥和上清液的排放直接關(guān)系到消化池運行效果的好與壞，排泥量和上清液排放量的比值以維持消化池內(nèi)污泥濃度穩(wěn)定和產(chǎn)氣量大為原則，并根據(jù)經(jīng)驗確定。排泥和排放上清液一般都間歇進行，每天數(shù)次。而且好是先排上清液、再排泥，以保證排泥濃度不小于30g/L,否則消化很難進行。
(2)消化液pH值控制
在正常運行時，產(chǎn)酸菌和甲烷菌會自動保持平衡，并將消化液的pH值自動維持在6.5~7.5的近中性范圍內(nèi)。此時，堿度(以CaC03計）一般在1000~5000mg/L之間，典型值在2500~3500mg/L之間。正常運行時，揮發(fā)性脂肪酸VFA濃度隨堿度而變化，一般在50?500mg/L范圍內(nèi)。當堿度超過4000mg/L時，VFA超過1200mg/L也能正常運行。正常運行時，消化液的氧化還原電位ORP—般在-490~-550mV之間。
但消化過程中經(jīng)常出現(xiàn)產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段失去平衡、pH值降至6.5以下的情況，其原因主要有以下幾個方面：
①溫度波動太大。甲烷菌對溫度波動極其敏感，溫度波動較大時，可降低甲烷菌的活性，使其分解揮發(fā)性脂肪酸的速率下降。而產(chǎn)酸菌受溫度影響較小，此時產(chǎn)酸菌仍會源源不斷地將有機物分解成揮發(fā)性脂肪酸。這樣，在消化液內(nèi)便會造成揮發(fā)性脂肪酸積累，積累的揮發(fā)性脂肪酸會與消化液中的堿度發(fā)生反應(yīng)，將堿度逐漸消耗掉。當堿度完全被消耗光以后，揮發(fā)性脂肪酸發(fā)生電離，產(chǎn)生大量H+離子，使消化液的pH值逐漸下降。當VFA積累至2000mg/l以上時，PH可降至4.43，此后一般不再下降。而此時甲烷細菌早已完全失去了活性，不再產(chǎn)生甲烷，消化系統(tǒng)被完全破壞。
②投人的有機物超負荷。進泥量突然增多或進泥中含固量升高時，可導致有機物超負荷。由于消化液中有機物增多，產(chǎn)酸菌的活性將增大，會產(chǎn)生出較多的揮發(fā)性脂肪酸VFA。而甲烷菌增殖速度很慢，不能立即將增多的VFA分解掉，因此會造成
VFA積累，使pH值降至6.5以下。
③水力超負荷。水力超負荷是指投泥的體積量突然增多，使消化時間縮短。由于甲烷菌世代期長，消化時間縮短會因排放量大而使池內(nèi)甲烷菌的總數(shù)量減少。這樣必然也會造成VFA積累，使pH值降至6.5以下。
④甲烷菌中毒。進泥中含有有毒物質(zhì)時會使甲烷菌中毒而受到抑制或完全失去活性。此時往往產(chǎn)酸菌并沒中毒，仍在產(chǎn)生VFA，因此必然導致VFA積累，使pH降至6.5以下。
對于以上情況，應(yīng)及時采取控制措施，否則將使消化系統(tǒng)徹底破壞、?不得不重新培養(yǎng)消化污泥，而消化污泥培養(yǎng)期一般要2~3個月�？刹扇〉目刂拼胧┌▋蓚�方面，一方面可立即外加堿源，增加消化液中的堿度,將積累的VFA中和掉；另一方面應(yīng)尋找pH下降的原因并針對原因采取相應(yīng)的控制措施，待恢復正常運行以后，再停止加堿。在實際運行中，要及早采取措施，因為當發(fā)現(xiàn)PH值低于6.5時，消化系統(tǒng)已經(jīng)處于嚴重的酸化狀態(tài)，甲烷菌已經(jīng)受到抑制，產(chǎn)氣量已經(jīng)大大降低。VFA升高，總堿度ALK降低，VFA/ALK大于3.0并繼續(xù)升高，沼氣中甲烷產(chǎn)量突然變化等任一現(xiàn)象出現(xiàn)均預示著pH將降低，其中甲烷產(chǎn)量突然降低說明進泥中存在有毒物質(zhì)；甲烷產(chǎn)量逐漸下降說明水力超負荷；如果甲烷產(chǎn)量先上升后逐漸下降，說明進泥有機物超負荷。
(3)控制消化液PH值的程序
①密切觀察VFA、ALK、VFA/ALK、CH(含量等指標的變化，如發(fā)現(xiàn)異常，則應(yīng)開始pH控制。
②判斷是否需加堿a當消化系統(tǒng)運行正常時，消化液中揮發(fā)性脂肪酸鹽堿度ALKa與碳酸氫鹽堿度ALKb之比一般在0.1~
0.3范圍內(nèi)；如果其值大于0.3,則說明系統(tǒng)應(yīng)外加堿源。
③根據(jù)具體情況加堿。常用的堿劑有石灰、NaHC03、無水氨、NH40H、NHtHCOp有時也投加NaOH或Na2C03等。還可向消化池加人大量消化種污泥，將積累的VFA分解掉，從而使pH回升。
④尋找出現(xiàn)異常的原因，并針對原因采取相應(yīng)的排除措施。
⑤采取措施后，各項指標會逐漸恢復正常。待完全恢復后，方可停止加堿。
(4)毒物控制
工業(yè)廢水成分較多的污水處理廠，其污泥消化系統(tǒng)有時會出現(xiàn)中毒問題。由于多數(shù)污水處理廠不經(jīng)常分析污泥中的有毒物質(zhì)濃度，中毒問題常常不被察覺。當出現(xiàn)重金屬類型的中毒問題時，根本的解決方法是控制上游有毒物質(zhì)的排放，加強污染源管理，也可采取臨時投加Na2S，利用S2_能與重金屬離子反應(yīng)形成不溶性的沉淀物的特性將毒性去除。
(5)加熱系統(tǒng)的控制
甲烷菌對溫度的波動非常敏感，一般應(yīng)將消化液的溫度波動控制在il.OT范圍之內(nèi)，如果條件許可，好控制在±0.5t范圍之內(nèi)。要使消化液溫度嚴格保持穩(wěn)定，就應(yīng)嚴格控制加熱量。
(6)攪拌系統(tǒng)的控制
攪拌可以連續(xù)進行，也可以間歇操作，多數(shù)污水廠采用間歇攪拌方式。一般每隔2~4h攪拌1次，攪拌時間不應(yīng)超過lh。通常在進泥和蒸汽加熱時同時進行攪拌，而在排放消化液時應(yīng)停止攪拌，使上清液經(jīng)靜止沉淀分離后排出。采用底部排泥方式時排泥過程中可停止攪拌，而在采用上部排泥方式時在排泥過程中必須同時進行攪拌。
(7)操作順序與操作周期控制
污泥厭氧消化池的正常運行過程中除了收集沼氣外，由進泥、排泥、排上清液、加熱和攪拌五個主要操作環(huán)節(jié)組成。
進泥、排泥、排上清液、加熱和攪拌這五個操作不可能同時進行，但操作順序的不同會對消化效果有很大的影響。如何確保佳運行效果，確定合理的操作順序，需要借鑒實踐經(jīng)驗。一般采用溢流排泥、內(nèi)蒸汽加熱的單級污泥消化池，其合理的操作順序為進泥、排泥、排上清液、加熱、攪拌。而采用非溢流排泥、
池外熱交換器加熱時，合理的操作順序是排上清液、排泥、進泥、加熱、攪拌。另外，五個操作環(huán)節(jié)的循環(huán)周期越短，越接近連續(xù)運行，消化效果越好。采用人工操作時，操作周期一般為8h,能夠?qū)崿F(xiàn)完全自動控制操作時，操作周期可以采用2~4h。
4.系統(tǒng)啟動
污泥厭氧消化系統(tǒng)的啟動，就是完成厭氧消化污泥即厭氧活性污泥或甲烷菌的培養(yǎng)過程。厭氧消化污泥的培養(yǎng)方法有兩種：
(1)逐步培養(yǎng)法：即向厭氧消化池內(nèi)逐步投人生污泥，使生污泥自行逐漸轉(zhuǎn)_化為厭氧消化污泥的方法。此法使活性污泥經(jīng)歷.一個由好氧到厭氧的轉(zhuǎn)變過程，加上厭氧微生物的生長速率比好氧微生物要低很多，因此逐步培養(yǎng)過程耗時很長，一般需要6個月到10個月左右才能完成。
(2)接種培養(yǎng)法：即向污泥厭氧消化池內(nèi)投入總?cè)莘e10%~30%的厭氧接種污泥的方法。接種污泥一般取自正在運行的城市污水處理廠的污泥厭氧消化池，當液態(tài)消化污泥運輸不便時，可使用經(jīng)過機械脫水的干污泥。在缺乏厭氧消化污泥的地方，可以從坑塘中取腐化的有機底泥，或以人糞、豬糞、牛糞、酒糟或
初沉池污泥來作為菌種。將污泥先用水溶化，再用2x2_的濾網(wǎng)過濾除去大塊雜質(zhì)，再進行靜置沉淀去掉部分上清液后，將固體濃度為3%~5%的污泥作為接種污泥投人消化池。在厭氧消化啟動過程中，需要注意以下事項：
①污泥厭氧消化池處理的對象是活性污泥，一般不存在毒性問題。但為了加快培養(yǎng)啟動過程，除了投入接種污泥外，還應(yīng)做好加熱保溫工作。
②充分攪拌消化池內(nèi)的接種污泥加熱至規(guī)定溫度后，再逐漸投加濃縮污泥，同時繼續(xù)做好加熱和攪拌工作，使消化池內(nèi)的溫度始終處于佳狀態(tài)。
③采用接種培養(yǎng)法時，初期生污泥的投加量與接種消化污泥的數(shù)量和培養(yǎng)時間有關(guān)，早期可按設(shè)計進泥量的30%~50%投加，一般培養(yǎng)到60d后，再逐漸增加投泥量。
④經(jīng)常測定產(chǎn)氣量和池內(nèi)消化液VFA的濃度及PH值，如果由監(jiān)測結(jié)果發(fā)現(xiàn)消化進行得很不正常，應(yīng)立即減少進泥量，或再投加其他類型的消化污泥作為接種污泥重新培養(yǎng)。
⑤為防止發(fā)生爆炸事故，接種前應(yīng)使用氮氣將消化池和輸氣管路系統(tǒng)中的空氣置換出來，產(chǎn)生沼氣后，再逐漸把氮氣置換出去。
⑥污泥厭氧消化池處理的對象是活性污泥，其中的碳、氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)一般是均衡的，能夠適應(yīng)厭氧微生物生長繁殖的需要。因此，在消化污泥的培養(yǎng)過程中，不必像處理高濃度工業(yè)廢水那樣需要加人營養(yǎng)物質(zhì)。
5.曰常維護管理
(1)經(jīng)常通過進泥、排泥和熱交換器管道上設(shè)置的活動清洗口，利用高壓水沖洗管道，以防止泥垢的增厚。當結(jié)垢嚴重時，應(yīng)當停止運行，用酸清洗除垢。
(2)定期檢查并維護攪拌系統(tǒng)：沼氣攪拌立管經(jīng)常有被污泥及其他污物堵塞的現(xiàn)象，可以將其余立管關(guān)閉，使用大氣量沖洗被堵塞的立管。機械攪拌槳被長條狀雜物纏繞后，可使機械攪拌器反轉(zhuǎn)甩掉纏繞雜物。另外，必須定期檢查軸穿過頂板處的氣密性。
(3)定期檢查并維護加熱系統(tǒng)：蒸汽加熱立管也經(jīng)常有被污泥及其他污物堵塞的現(xiàn)象，可以將其余立管關(guān)閉，使用大汽量吹開堵塞物。當采用池外熱交換器加熱、泥水熱交換器發(fā)生堵塞時，換熱器前后的壓力表顯示的壓差會升高很多，此時可用高壓水沖洗或拆開清洗。
(4)污泥厭氧消化系統(tǒng)的許多管道和閥門為間歇運行，因而冬季必須注意防凍，在北方寒冷地區(qū)必須定期檢查消化池和加熱管道的保溫效果，如果保溫不佳，應(yīng)更換保溫材料或保溫方法。
(5)消化池應(yīng)定期進行清砂和清渣：池底積砂過多不僅會造成排泥困難，而且會縮小有效池容，影響消化效果；池內(nèi)液面積渣過多會阻礙沼氣由液相向氣室的轉(zhuǎn)移。如果運行時間不長，污
泥消化池就積累很多泥砂或浮渣，則應(yīng)當檢查
沉砂池和
格柵的除污效果，加強對預處理設(shè)施的管理。一般來說，污泥厭氧消化池運行5年后應(yīng)清砂一次。
(6)污泥消化池運行一段時間后，應(yīng)停止運行并放空對消化池進行檢查和維修：對池體結(jié)構(gòu)進行檢查，如果有裂縫必須進行專門的修補；檢查池內(nèi)所有金屬管道、部件及池壁防腐層的腐蝕程度，并對金屬管道、部件進行重新防腐處理，對池壁進行防滲、防腐處理；維修后重新投運前，必須進行滿水試驗和水密性試驗。此項工作可以和清砂結(jié)合在一起進行。
(7)沼氣中的甲烷為易燃易爆氣體，因此，在厭氧消化系統(tǒng)運行中，尤座注意防爆問題。首先所有電氣設(shè)備均應(yīng)采用防爆型；其次，嚴禁人為明火，例如吸煙、帶釘鞋與混凝土地面的摩擦、鐵器工具相互撞擊、電氣焊均可產(chǎn)生明火，導致爆炸危險。另外，沼氣中含有的H2S能導致中毒，且沼氣含量大的空間含氧少，容易導致窒息。因此，應(yīng)安裝并定期校驗值班室或操作巡檢位置設(shè)置的甲烷濃度檢fii和報警裝置及氧虧報警裝置，保證儀表的完好和準確性。
6.異常現(xiàn)象的原因和解決的對策
(1)污泥厭氧消化池內(nèi)VFA/ALK值升高
①進泥量過大，污泥在消化池中的水力停留時間較少，使消化時間變短，消化液中的甲烷菌和堿度造成過度沖刷，進而導致VFA/ALK值升高。對策是首先將投泥量降到正常值，并減少排泥量，如果條件許可，還可將消化池部分污泥回流到一級消化池。
②進泥的含固率或有機物含量升髙，導致消化池有機物投配超負荷，大量的有機物進人消化液，使消化液中的VFA含量升高，而ALK濃度卻不變，因此導致VFA/ALK值升高。此時應(yīng)減少投泥量或適當補充一部分二沉池出水，稀釋進泥中的有機物負荷，或加強上游管理以降低進泥中的有機物含量。
③進泥中有毒物質(zhì)含量增多，使甲烷菌的活性降低，VFA [#]96
的分解速率下降，使VFA出現(xiàn)積累，導致VFA/ALK值升高。此時應(yīng)分析明確有毒物質(zhì)的種類，如果是重金屬類中毒，可加入Na2S降低有毒物濃度；如果是硫化物中毒，可以加人鐵鹽降低 s2_濃度。解決有毒物質(zhì)影響消化效果的根本措施是加強上游排污單位的預處理效果，降低污水處理廠進水中有毒物質(zhì)的含量，以避免有毒物質(zhì)在污泥中的積累c
④消化池內(nèi)溫度波動太大，使甲烷菌活性降低，VFA的分解速率下降，使VFA出現(xiàn)積累，導致VFA/ALK值升高。如果溫度波動是因為進泥量突變所致，則應(yīng)當增加進泥次數(shù)，減少每次進泥量，使進泥均勻。如果是因為加熱量控制不當，則應(yīng)加強供熱系統(tǒng)的控制和調(diào)節(jié)。
⑤攪拌系統(tǒng)出現(xiàn)故障使攪拌效果不佳，導致消化池內(nèi)局部過熱或局部溫度偏低、或者有機物負荷不均勻，均會導致局部甲烷菌活性降低，導致VFA來不及分解而積累廠使VFA/ALK值升高。此時應(yīng)立即消除攪拌系統(tǒng)故障，提高全池的攪拌均勻性。
在進行分析并采取以上措施后，如果VFA/ALK值仍上升并超過0.5，說明工藝調(diào)整措施不力，應(yīng)立即投加少量堿源，保證消化液的pH值和堿度正常，并進一步尋找原因和采取控制措施，使消化液的pH值和VFA/ALK值盡快恢復正常。
在投加少量堿源的情況下，如果VFA/ALK值繼續(xù)升高超過0.8,PH值持續(xù)下降到6.4以下，沼氣中甲烷的含量往往低于 [#]2%,難以燃燒，此時必須大量投加堿源，抵消已經(jīng)積累的VFA,控制pH值的下降并使之回升。如果pH值繼續(xù)降到5以下，甲烷菌就有可能失去活性，需要放空消化池重新培養(yǎng)消化污泥。
(2)污泥厭氧消化池產(chǎn)氣量下降
以城市污水處理廠污泥中溫厭氧消化為例，生污泥含水率為 [#]6%左右、投配率為6%~ [#]%時，每m3生污泥的產(chǎn)氣量為10~ [#]2m3。如果采用高溫消化，同樣的條件下，每m3生污泥的產(chǎn)氣量可達到22~ [#]3m3，投配率為13%~ [#]5%時每m3生污泥的的產(chǎn)
氣量為13~ [#]5m3。產(chǎn)氣量下降的原因和解決的對策如下：
①有機物投配負荷太低：在其他條件正常時，沼氣產(chǎn)量與投人的有機物成正比，投人的有機物越多，沼氣產(chǎn)量越多。反之，投人的有機物越少，則沼氣產(chǎn)量越少。出現(xiàn)產(chǎn)氣量下降的原因，往往是由于濃縮池運行不佳，濃縮效果較差，大量有機固體隨濃縮池上清液流失，導致進人消化池的污泥濃度降低，即相同體積進泥的情況下有機物數(shù)量減少。此時可通過加強對污泥濃縮工藝的控制，保證達到合格的濃縮效果。
②甲烷菌活性降低：由于某種原因?qū)е录淄榫钚越档停纸釼FA速率降低，因而沼氣產(chǎn)量也隨之降低。水力負荷過大、有機物投配負荷過大、溫度波動過大、攪拌效果不均勻、進水存在毒物等因素均可使甲烷菌活性降低，要分析具體原因，采取相應(yīng)的對策。
③排泥量過大：使消化池內(nèi)厭氧微生物的數(shù)量減少，破壞了微生物量與營養(yǎng)量的平衡，使產(chǎn)氣量隨之降低，對策自然是減少排泥量。
④消化池有效容積的減少：由于池內(nèi)液面浮渣的積累和池底泥沙的堆積使消化池有效容積減小，整體消化效果下降、產(chǎn)氣量也隨之降低。此時應(yīng)排空消化池進行清理，同時檢查浮渣消除設(shè)施的運行情況和預處理設(shè)施沉砂池的除砂效率，對存在的故障及時消除。
⑤沼氣泄漏：消化池和輸氣系統(tǒng)的管道或設(shè)施出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象使計量到的產(chǎn)氣量比實際產(chǎn)氣量小，此時應(yīng)立即查找漏點并予以修補，以防止出現(xiàn)沼氣爆炸等更大的事故。
⑥消化池內(nèi)溫度下降：進泥量過大或加熱設(shè)施出現(xiàn)故障使消化池內(nèi)溫度下降，產(chǎn)氣量也隨之降低。此時對策是把消化池內(nèi)的污泥加熱到規(guī)定的溫度，同時減少進泥量和排泥量。
(3)上清液含固量升高
消化池排放的上清液含固量升高，會使出水水質(zhì)下降，回流到污水處理系統(tǒng)增加污水處理的負荷，同時還會使排放的消化污 [#]98泥濃度降低，其原因和控制對策可以歸納如下：
①上清液排放量過大導致其含固量升高。如果每次排放上清液時量太多，排放的上清液中會帶有許多污泥，因而含固量升高，因此必須將上清液排放量控制在每次相應(yīng)進泥量的1/4以下。
②排放上清液時速度過快，導致排放管道內(nèi)流速太大，將消化池內(nèi)大量的固體污泥顆粒一起攜帶排走，因而含固量升高，所以每次排放上清液時要緩慢進行，且排放量不宜過大。
③上清液排放口與進泥口距離太緊，進人的污泥發(fā)生短路，污泥未經(jīng)充分消化即被直接排出，因而含固量升高。對于這種情況必須進行改造，使上清液排放口遠離進泥口。
④進泥量過大或進泥中固體負荷過大，使得消化不完全，有機物的分解率即消化率降低，使得上清液中含固量升高，此時的對策是減少進泥量。
⑤排泥量太少使消化池內(nèi)消化污泥積聚太多、攪拌過度、浮渣混人等原因也都可以導致上清液含固量升高，可通過加大排泥量、減小攪拌力度、排上清液時暫停消除浮渣等措施予以解決。
(4)消化液的溫度下降
①用于加熱的蒸汽或熱水供應(yīng)不足或熱交換器出現(xiàn)故障，解決的辦法是加大蒸汽或熱水的供應(yīng)量或修理熱交換器。
②投泥的頻率較低，一次投泥量過大，導致加熱系統(tǒng)的負荷不夠，即加熱量不足導致溫度降低，此時應(yīng)縮短投配周期，減少每次的投泥量。
③混合攪拌不均勻會導致消化池內(nèi)局部過熱，局部由于熱量不足而溫度降低，此時應(yīng)加強攪拌混合作用，提高混合效果。
(5)氣相壓力增大
污泥厭氧消化池氣相壓力增大過多，會使沼氣自壓力安全閥逸入大氣，不僅損失沼氣量，而且可能因沼氣的易燃易爆帶來危險。其原因和控制對策可以歸納如下：
①產(chǎn)氣量大于用氣量，而剩余的沼氣又沒有暢通的去向時，會導致消化池氣相壓力的增大。此時應(yīng)加強運行調(diào)度，增大用氣量或提高沼氣貯存柜容氣量。
②由于水封罐液位太高或不及時排放冷凝水等原因?qū)е抡託夤艿雷枇υ龃�，結(jié)果使消化池壓力增大。此時首先要分析沼氣管道阻力增大的原因，并及時予以排除。
③進泥量大于排泥量而溢流管又排放不暢時或進泥時速度過快，都會導致消化池液位升高，結(jié)果使消化池壓力增大。此時要加強進泥和排泥的控制和管理，設(shè)法保證消化池工作液位的穩(wěn)定。；
(6)氣相出現(xiàn)負壓
污泥厭氧消化池氣相出現(xiàn)負壓，會使空氣自真空安全閥進人消化池，破壞消化池內(nèi)的厭氧狀態(tài)。其原因和控制對策可以歸納如下：
①排泥量大于進泥量或排泥時速度過快，會使消化池液位降低，產(chǎn)生真空。此時要加強進泥和排泥的控制和管理，使進泥量和排泥量嚴格相同，設(shè)法保證消化池工作液位的穩(wěn)定。
②投加氨水、熟石灰、氫氧化鈉等藥劑補充堿度調(diào)整pH值時，如果投加過量也會因消耗混合液中的C02使氣相中的C02大量向混合液轉(zhuǎn)移，從而導致消化池氣相出現(xiàn)負壓，因此必須嚴格控制堿源的投加量。
③用于沼氣攪拌的壓縮機的出氣管道出現(xiàn)泄漏時，因排氣量大于產(chǎn)氣量會導致消化池氣相出現(xiàn)負壓，及時修復泄漏點即可解決。
④用風機或壓縮機將沼氣抽送到較遠的使用點時，如果抽氣量大于產(chǎn)氣量，也可導致消化池氣相出現(xiàn)負壓，此時應(yīng)加強抽氣量與產(chǎn)氣量的平衡調(diào)度。
⑤消化池內(nèi)產(chǎn)甲烷菌的活性下降等原因?qū)е庐a(chǎn)氣量突然減少，而排氣等設(shè)施未能及時反應(yīng)也會導致消化池氣相出現(xiàn)負壓，此時要完善產(chǎn)氣與抽氣或用氣之間的自控管理，實現(xiàn)自動運行。
7.分析測量與記錄
污泥厭氧系統(tǒng)每班應(yīng)定時監(jiān)測和記錄的項目有：①進泥量、排泥量、上清液排放量、熱水或蒸汽用量；②進泥、排泥、消化液和上清液的VFA和ALK值；③進泥、消化液和上清液的pH值；④消化液溫度，而且要多點檢測觀察各點之間的溫差大��；
⑤沼氣產(chǎn)量。以上項目中除了VFA和ALK外，其余項目都可以用在線儀表隨時監(jiān)測并在控制室集中顯示。
污泥厭氧消化系統(tǒng)應(yīng)每日檢測的項目有：①進泥、排泥、消化液和上清液的總懸浮固體SS、有機分、氨氮和總氮；②進泥、排泥和消化液的灼燒減重和灰分，即測定污泥中有機物的含量的變化；③上清液中的BOD5、COD&和TP;④沼氣中CH4、C02、H2S等組分的含量。
污泥厭氧消化系統(tǒng)應(yīng)每周檢測的項目有：進泥和排泥中的大腸菌群、蛔蟲卵數(shù)量。
通過以上監(jiān)測數(shù)據(jù)，應(yīng)定時計算的指標有：VFA/ALK值、消化時間（或水力停留時間）、水力負荷和有機物投配負荷、單位體積污泥或投人污泥中單位重量有機物的產(chǎn)氣率、有機物分解率(消化率，即投人污泥中的有機成分進行氣化和無機化的比例）。
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