污水处理厌氧罐工艺及防火防爆措施

发布时间：2024-04-01 11:15　人气：

厌氧罐是污水处理站常用的生物处理设备，它能够将有机废水中的有机物转化为沼气和有机肥料，沼气可用作作燃料或发电，有机肥料可作为细菌营养液或植物肥料。由于许多人对厌氧罐接触较少，对其危险性知之较少，为此在此汇总了部分有关厌氧罐的相关知识，希望对各位有所帮助。

  1、厌氧罐工艺系统构成及作用

  厌氧罐，也叫厌氧反应器，是一种高效的多级内循环厌氧反应罐。其主要组成部分包括反应器本体、内循环系统、气体收集系统和废水处理系统。反应器本体，即厌氧罐，是设备的核心部分，它通常采用圆柱形结构（如上图），内部设置有填料和微生物群落。填料的作用是增加反应器内的表面积，提高微生物的附着率，从而促进微生物的生长和代谢。微生物群落则是反应器内的关键组成部分，它们能够利用有机物质进行厌氧发酵，产生沼气和有机肥料。

  内循环系统是反应器的重要组成部分，它能够将反应器内的废水不断循环流动，从而提高微生物的代谢效率。内循环系统通常由泵、管道和喷头组成，泵将反应器内的废水抽出，经过管道输送到喷头处再喷回反应器内。这样，废水就能够在反应器内不断循环，从而提高微生物的代谢效率。

  气体收集系统和废水处理系统为厌氧罐配套设施，在厌氧罐外进行，在此不再介绍。

  2、厌氧罐产气（沼气）原理

  在厌氧处理过程中，废水中的有机物经大量微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨等。在此过程中，不同微生物的代谢过程相互影响，相互制约，形成了复杂的生态系统。

  高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段:水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。也有些研究人员把厌氧消化过程分为三个阶段，把第一、第二阶段合成为一个阶段，称为水解酸化阶段。在这里以四个阶段介绍厌氧反应过程。

  （1）水解阶段：复杂的非溶解性的高分子有机物由于其大分子体积,不能直接通过厌氧菌的细胞壁,不可能为细菌直接利用，需要在微生物作用下分解成小分子。例如:纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白质酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过厌氧菌细胞膜进行下一步的分解。此过程受多种因素如温度、有机物的组成、水解产物的浓度等影响。

  （2）发酵(或酸化)阶段：在这一阶段，上述小分子的化合物发酵细菌(即酸化菌)的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等，具体产物的组成取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。此过程受pH影响较大。

  （3）产乙酸阶段：此阶段,在产氢产乙酸菌的作用下，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。

  （4）产甲烷阶段：在这一阶段,甲烷细菌可将乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。

  3、防腐防泄漏

  厌氧罐处理的废水成分比较复杂，酸碱度不等，同时可能还含一定的氧化性的重金属离子，因此有一定的腐蚀性，需做好罐体的防腐工作。做好防腐工作既能延长设备的使用寿命，又是防泄漏的有限途径之一。防腐工作最常见的就是涂刷防腐涂料，选择恰当的防腐涂料是确保金属基体免受腐蚀的关键。另外应采购专业厂家生产的设备，专业厂家生产的设备可从材质、强度、制作工艺等专业方面最大限度满足防腐要求。

  4、防火防爆

  防火防爆主要是控制危险源、消除点火源。主要措施如下：

  （1）控制沼气泄漏、聚集

  防止沼气泄漏和积聚，使其不能达到爆炸极限，这是防止爆炸的最重要措施。主要措施如下：

  ① 生产设备在投入生产前和定期检修时，应检查其密闭性和耐压程度。所有管道、阀门、法兰、管件及接头等易漏部位，应经常检查，避免产生“跑、冒、滴、漏”现象。

  ② 厌氧罐在检修时，必须用惰性气体(如氮气、蒸汽等)进行充分的置换，并经彻底清洗分析合格，并严格按照受限空间作业管理。与外部相连的管道，应用盲板隔开。

  ③ 加强设备维护保养，严防厌氧罐和附属管道的沼气逸出形成爆炸混合气体，同时应防止空气侵入而使罐顶部形成爆炸性气体环境。

  （2）消除点火源

  1) 控制明火

  ① 厌氧罐所在场所加强明火管理，严禁吸烟和携带火种，并应在明显处设立警示标志。

  ② 爆炸危险区域内必须使用防爆型电器设施和照明。

  ③ 进行检修动火时必须严格执行动火制度。

  ④ 新建项目必须严格按照《建筑设计防火规范》的要求，确保厌氧罐周边安全间距满足要求。

  2)防静电

  沼气在生产、传输过程中容易产生静电，静电积聚到一定程度，就会发生静电放电现象。若放电火花的能量大于点燃沼气所需最小点火能量，便可引起着火或爆炸。因此，厌氧罐体、输送管道、阀门等，必须严格按照《防止静电事故通用导则》等标准规范要求设置可靠的静电接地。

  3)防雷电

  如果雷电通过厌氧罐，不仅能引起沼气燃烧，甚至能引起罐体爆炸。因为雷电流高压效应会产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压，足以击穿罐体，导致燃烧、爆炸等直接灾害；同时强大的雷电流可产生大量热能，可导致金属熔化，引发火灾和爆炸。雷电流静电感应可使罐体感生出与雷电性质相反的大量电荷，当雷电消失来不及流散时，即会产生很高电压发生放电现象从而导致火灾等。因此，为避免雷电引起的危害，需对厌氧罐安装避雷设备和防雷接地。建议参照《石油化工装置防雷设计规范》（GB50650-2011）、《防止静电、雷电和杂散电流引燃的措施》（SY/T 6319-2016）的有关要求，装设防止直接雷击和感应雷击的避雷设施。放空管道应设置阻火器。

  5、防毒防窒息

  沼气具有一定的毒性，浓度过高可导致缺氧性窒息，其中的硫化氢可直接导致人员中毒。因此设备检修，特别是进罐作业必须先通气置换，待有毒气体、氧浓度检测合格后方可进罐作业，随身配戴空气呼吸器，佩戴便携式气体报警仪。作业现场应设置固定式可燃和有毒气体报警仪，报警信号传至24小时有人值守的值班室。

  6、沼气安全管理

  (1)操作人员必须严格检维修规程和安全操作规程进行操作及维护，保证沼气设备的正常运行。

  (2) 严格配套管道、阀门、法兰、泄放阀、阻火阀、控制阀的选型，并正确安装投用。

  (3)按规定配置防雷防静电设施，并定期检测。

  (4) 定期检查沼气管路系统及设备的严密性，如发现泄漏，应迅速停气修复。新购管道、阀门使用时必须进行气密性试验，合格后方可使用。

  (5)沼气系统设备因故障需放空沼气时，应间断释放，严禁将贮存的沼气一次性排入大气。放空时应避开闪电雷雨的天气。

  (6)为应对火灾爆炸事故，须配消火栓、灭火器及防火护警示牌，并定期检查消防设施和器材的完好状况，保证其正常使用。

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