I. Oversikt over anaerob fordøyelse
Anaerob fordøyelse er en biologisk behandlingsteknologi som utnytter bakterielle enzymatiske reaksjoner for å bryte ned organisk materiale. Opprinnelig ble denne teknologien hovedsakelig brukt i renseanlegg for avløpsvann for å behandle slam fra primære sedimentasjonstanker og overflødig aktivert slam. Med teknologiske fremskritt blir verdien i organisk avløpsvannbehandling og ressursutnyttelse revurdert.
II. Mekanisme for anaerob fordøyelse
Anaerob fordøyelse er en kompleks biokjemisk prosess. Fra et gjæringsperspektiv kan det deles inn i tre stadier; fra et mikrobiologisk perspektiv er det hovedsakelig delt inn i to handlingsstadier.
1. Tre stadier av fermenteringsprosessen
Sur gjæringsstadium: Når konsentrasjonen av organisk materiale i avløpsvannet er for høy og oppløst oksygen er oppbrukt, og danner en anaerob tilstand, brytes karbohydrater raskt ned, og produserer lavere fettsyrer som eddiksyre, propionsyre og smørsyre. På dette tidspunktet synker pH-verdien raskt til 5,0–6,0, og avløpsvannet avgir en sterk råtten lukt.
Surhetsreduksjonsstadiet: Organiske syrer og nitrogenholdige forbindelser begynner å brytes ned, og produserer stoffer som ammoniakk og aminer. pH stiger gradvis til 6,0–6,5, og BOD når toppen, ledsaget av skumming og fast flyting.
Alkalisk gjæringsstadium: Dette er det siste stadiet av fordøyelsen. Akkumulerte organiske syrer spaltes til metan, karbondioksid og ammoniakk, og nesten alt fiber- og nitrogenholdig- organisk materiale spaltes. På dette tidspunktet stiger pH over 7,5, BOD synker kraftig, og fordøyelsesprosessen er fullført.
2. To stadier i mikrobiologi
Trinn 1 (syreproduksjonsstadiet): Under påvirkning av syre-produserende bakterier (fakultative og obligatoriske anaerober som finnes mye i naturen), spaltes organisk materiale til lavere fettsyrer, aldehyder, alkoholer, etc. Syre-produserende bakterier formerer seg raskt og er svært tilpasningsdyktige til miljøet.
Trinn 2 (metangjæringsstadiet): Metanogener utnytter produktene fra det første trinnet, og bryter dem ned til metan og karbondioksid. Metanogener er obligatoriske anaerober med ekstremt langsom reproduksjonshastighet og er svært følsomme for miljøfaktorer (pH, temperatur, giftige stoffer).
Hovedkontrollpunkt: Den kontrollerende faktoren for anaerob fordøyelse er spredningshastigheten av metanogener. Ved kontinuerlig gjæring må flytendegjøring og gassifisering opprettholde en dynamisk balanse. Hvis miljøet blir forstyrret, opphører metanfermenteringen, noe som fører til akkumulering av lavere fettsyrer og forårsaker unormal fordøyelse.
III. Fordeler og ulemper med anaerob fordøyelse
Selv om anaerob fordøyelse har visse begrensninger i bruken gitt den nåværende mainstream-trenden innen behandling av organisk avfall mot dehydrering, tørking eller forbrenning, gjør dens unike fordeler det betydelig i dagens-energiknappe miljø.
1. Ulemper Analyse
Avløp krever sekundær behandling: Konsentrasjonen av gjenværende organisk materiale i fordøyelsesseparasjonsvæsken forblir høy, noe som krever ytterligere behandling.
Luktproblem: Svovel- og nitrogenholdig-avløpsvann produserer hydrogensulfid og ammoniakk under reduktiv nedbrytning, og avgir vond lukt.
Økonomiske begrensninger: Tradisjonell anaerob fordøyelse er ikke økonomisk for lav-konsentrasjon av avløpsvann.
2. Fordeler analyse
Energisparing: Biogassen som produseres kan brukes som drivstoff, med strømkostnader bare en-tidel av biologisk oksidasjon.
Lav og stabil slamproduksjon: Mengden av overflødig slam er liten, med utmerkede fortyknings- og avvanningsegenskaper; det fordøyde slammet er hygienisk og kjemisk stabilt og kan brukes som avfall eller dyrefôr.
Høy rensekapasitet: Den har en betydelig flytende effekt på faste stoffer i avløpsvann.
Drifts- og utstyrsfordeler: Utstyret har en enkel struktur, fungerer i et lukket system uten luktforurensning, og krever ingen spesielle tekniske ferdigheter for å operere.
Teknologisk ekspansjon: Med utviklingen av anaerobt aktivert slam og prosesser med fluidisert sjikt, blir denne teknologien gradvis anvendelig for behandling av lav-konsentrasjon av avløpsvann, og dens økonomiske effektivitet forventes å bli bedre.
