固体和水力滞留时间
决定厌氧消化器大小的最重要因素是给细菌足够的时间来繁殖和代谢挥发性固体.提供充足时间的关键参数是固体滞留时间(SRT),这是固体在消化器中的平均时间,和水力停留时间(HRT),即液体污泥在消化池中停留的平均时间。它们的操作定义如下:
•SRT,以天为单位,等于消化器中的固体质量(kg)除以每天提取的固体质量(kg/d)。
•HRT,以天为单位,等于沼气池中污泥的体积(m3)除以的体积消化污泥每日提取(m3/d)。
对于没有循环的消化系统,HRT可以根据污泥投料速率或去除率计算。对于这样的系统,SRT和HRT是相等的。厌氧消化系统中的三个反应与SRT(或HRT)直接相关。SRT的增加会增加反应的程度。同样,SRT的降低也会降低反应的程度。因为随着消化污泥的每次排出,一部分细菌种群被去除,细胞生长的速度必须至少与细胞去除的速度相匹配,以保持系统处于稳定状态。否则,消化器中的细菌数量会下降,这一过程最终会失败。因此,最小的SRT是必要的,以确保细菌的产生速度与它们每天的排出速度相同。
图5.2说明了SRT与实验室规模厌氧消化器的性能之间的关系主要的污泥.该图显示了甲烷的产生以及可降解蛋白质、碳水化合物、脂类、COD和挥发性固体的减少与SRT的关系。随着SRT的降低,出水中各组分的浓度逐渐增加,直到SRT达到一个值,超过这个值,浓度迅速增加。这是断点SRT(或临界SRT),细菌开始冲洗;也就是说,细菌离开系统的速度超过了它们繁殖的速度。基于过程动力学的计算预测厌氧消化的临界SRT为4.2天污水污泥在35°C(95°F)。
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