怎么前进污泥厌氧消化产甲烷的功率

浏览次数: 作者: 来源: 日期:2017-11-24

  跟着有关全球气候革新的《巴黎协议》落槌,欧美国家业已拟定的面向2030年污水 处理完成“碳中和”运转之意图及路途图即将付诸实施.污水处理完成“碳中和”运转的狭义概念即动力自给自足.对污水处理厂来说,垂手而得的动力来历便是剩下污泥.为此,老生常谈的污泥厌氧消化技能再次遭到国际学界与业界的追捧,这也使得剩下污泥这一污水处理的大“负担”****;作为一种可再生动力的载体,当今国际学界广泛期望获得污泥增量而非减量.只需这样,方可能迫临污水处理“碳中和”完成意图.

  但是,剩下污泥中巩固的细菌细胞、难降解的木质纤维素类物质、以及本身难降解而又可能阻碍其它有机物降解的腐殖质等约束着有机动力转化率的前进.只管现在存在多种针对“细胞破壁”、“木质素/腐殖质破稳”的预处理技能,但这些预处理技能操作较为杂乱、且消耗必定的资源与动力,有时还可能导致动力产值入缺乏出.

  有鉴于此,经过增加外源废氢或废铁屑于厌氧体系内原位产氢(H2)和甲烷(CH4)的消费方法近年来亦有人检验考试.此中,向厌氧消化体系中投加废铁屑原位铁腐蚀析H2好像具有“以废促能”的效果.所以,这种以废促能的方法值得深入研究.废铁屑析H2腐蚀可为产甲烷菌供给更多底物——H2、H2可促进有机物水解、H2可联合内源CO2转化CH4、或铁可下降体系氧化恢复电位(ORP)而改变酸化类型等多种成果.

  废铁屑为工业废料,价格低廉、易于运送,与污泥非直接混合方法投加(如,将废铁屑以透水材料包裹后投加)也相对简略.进言之,铁腐蚀后孕育发作的Fe2+/Fe3+亦可经过铁触摸除磷技能(PRICP)高效去除污泥消化液中形成的高浓度磷酸盐(PO43-):①Fe0吸附PO43-;②操作Fe0在水中腐蚀孕育发作的Fe2+/Fe3+沉积除磷;③Fe(OH)2沉积吸附溶液中的磷.此中,Fe0直接吸附PO43-起主导效果,所以,PO43-主要富集在铁屑表面;经过将包裹废铁屑的透水网/包取出、清洗撤消铁屑表面PO43-,并进一步经过外加磁场方法诱导Fe(OH)2、Fe3(PO4)2及FePO4沉积能够完成磷收回.另一方面,对铁盐的去除/收回还可阻止铁在厌氧消化体系中过多积累而导致污泥无机性加强、VSS下降所引起的体系运转恶化情况的发作.除此之外,铁与污泥中恶臭有机硫化物反应还可去除污泥中的臭味、亦可下降生物气中H2S的含量.

  废铁屑强化污泥厌氧消化流程及效果如图 1所示.本文总述废铁屑在强化厌氧消化产CH4进程中可能引起的体系理化特性革新、生物群落特征及其经济性等方面内容.

怎么进步污泥厌氧消化产甲烷的功率

  图 1废铁屑强化污泥厌氧消化流程及效果

  2 厌氧铁腐蚀现象

  在厌氧环境下,零价铁(Fe0)在水溶液中作为电子供体会发作析H2腐蚀现象,如式(1)所示,是一种常见的化学进程.但是,这一简略的化学进程与厌氧消化相联合可能就会出现一些如上所述的协同效应,至少缓释分出的H2可作为嗜氢产甲烷进程和同型产乙酸进程的底物,直接促进CH4增产.何况,零价铁给出电子还可能恢复污泥中搀杂的一些难降解有机物.

  2.1 铁腐蚀析氢原理

  有关铁腐蚀析氢原理一般可用公式(1)暗示.但是,铁腐蚀析氢是一个杂乱的化学进程,必要电子和质子一起存在,此中电子由铁转移至质子,生成吸附在铁表面的氢原子,两个氢原子再进一步联合成H2,如式(2)所示;此中,因k2»k1,所以形成吸附在铁表面的氢原子(k1)是铁腐蚀析氢的限速程序.其实,在厌氧条件下Fe(OH)2并不不变;按Shikorr反应,Fe(OH)2在温度赶过80℃时会转化为Fe3O4,如公式(3)所示;但在室温条件下,该反应中止缓慢或几乎不竭止,但是在铁存在的条件下,可催化该反应中止.因此,反应(1)和(3)在厌氧条件下铁腐蚀析氢进程中一般都是较为鲜亮的现象.

怎么进步污泥厌氧消化产甲烷的功率

  (1)

怎么进步污泥厌氧消化产甲烷的功率

  (2)

怎么进步污泥厌氧消化产甲烷的功率

  (3)

  2.2 析氢速率

  铁腐蚀析氢的速率直接决议了这一现象用于强化污泥厌氧消化的可行性.若析氢速率低,则CH4增产效果不鲜亮,投入可能多于产出;若析氢速率大,则铁的生命周期就会相应缩短,构成体系运转不不变.根据式(1),每mol的Fe能够生成1 mol的H2.假设式(3)所示的反应一起发作,则每mol铁就会额定生成0.33 mol的H2,但式(3)反应中止的水平差异,析氢速率也就不尽相同.

 

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