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第一,解决破壁问题。
解决破壁问题有微波等预处理手段,但是现在大家好象都认同热水解,热水解确实能使得污泥中的细胞破壁,同时使得不流动的厌氧污泥变得流动。以威立雅为例,以前的池容比较大,停留时间比较长,通过热水解之后,污泥浓度提高的本身,池容也得以消减,同时效率负荷也提高,但是它仍然采用的是厌氧消化池,在某些程度上缓解了这种问题。我们可以期待北京的污泥厌氧消化工程能够有好的表现,北京的污泥有机质含量有时候是比较高的,可达60%以上。
表1威立雅(VEOLIA)水热预处理对氧消化对比
第二,酸化水解问题。
30年前,甚至50年前教科书中已经提出中温消化、高温消化。有一个非常奇怪的现象:厌氧菌在35℃时活性最高,在50℃的时候表现也非常好,但在40℃的时候活性就降下来了。所以我们在“十二五”的时候开发了一个温度分级生物分相工艺,就是利用水解酸化菌在45℃到50℃之间进行温度分级,进行水解酸化,在第二级采用厌氧消化,这个技术应该说跟美国推行的高温分级分相是不太一样的。美国提的冷却换热等等系统比较复杂,我们的则简化了工艺流程,45℃之后直接进入了中温厌氧,不需要额外的加热系统,甲烷的产率提高比较大,中温的消解率也得到了提高,这是我们针对水解酸化做的一些工作。
图2温度分级生物分相工艺优点
第三,我国厌氧消化后能源自给率非常低的问题。
我们国家的厌氧消化能源自给率在20%~30%,国外可能已经达到了30%~50%。其实通过一些措施是可以提高的,比如说通过热电联产、高浓度厌氧消化、污水处理厂的节能等,都能提高污水厂的自给率,而进一步通过水热还可以提高,通过共消化可以提高的更多。
图3国内外厌氧消化能源自给率对比
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