技术消化

技术消化（共12篇）

技术消化 篇1

消化道早癌是指患者的消化道病变浸润未超过消化道黏膜下层, 中国是消化道癌高发地, 其中胃癌年发病者占世界总发病数的42.0%, 及早诊断并治疗是提升消化道早癌患者生存率的关键[1]。据报道, 消化道早癌介入治疗后5年生存率接近90%, 晚期患者情况则更差。故早期诊治直接影响患者预后情况。内镜结合患者病理是确诊的关键, 伴随消化内镜新技术出现和深化发展, 消化内镜已由传统诊断演变为兼“诊治”的重要手段[2]。笔者以本院消化道早癌病例为研究对象, 全面分析和探讨消化内镜技术鉴别消化道早癌和治疗的临床价值。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2010年2月-2013年4月本院常规内镜疑诊消化道早癌患者263例为研究对象, 内镜黏膜切除、剥离或外科手术切除标本病理确诊为消化道早癌60例, 年龄19~85 (65.9±9.4) 岁;男女比例为1.077∶1。其中腹胀41例、胃胀23例、嗳气13例、反酸19例。

1.2 方法

首先对患者进行白光检查, 有可疑病变时取活检并配合内镜技术进行组织病理确诊, 如窄带成像内镜和色素内镜, 观察并记录各种内窥镜模式下病变的形态、胃小凹分型及毛细血管的形式, 并安排一位高年资病理医师进行病理组织学诊断。静脉麻醉或清醒镇静下, 内镜诊断确定病变范围, 并对之进行染色处理, 在距离病灶周围外2mm标记界限, 并采用1∶10000肾上腺素盐水加少量靛胭脂每点2~3ml注射至黏膜下层, 圈套电凝法或透明帽法将隆起病变1次或分次切除[3]。

1.3 评定指标

影像质量打分标准:1分为模糊;2分表示暗淡;3分比较清晰;4分清晰;观察患者手术时间、手术费用、住院时间、并发症情况。

1.4 统计学方法

应用SPSS 16.0软件对数据进行统计分析。计量资料以±s表示, 采用t检验;计数资料以率 (%) 表示, 采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者形态影像、胃小凹分型影像质量、毛细血管影像质量评分

内镜窄带成像 (NBI) 内镜在形态、胃小凹分型、毛细血管形态3方面均优于常规内窥镜, 差异有统计学意义 (P<0.05) , 而NBI在毛细血管和放大色素内镜, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。见表1。

注:与常规内窥镜比较, *P<0.05;与放大色素内镜比较, #P<0.05

2.2 手术时间与费用

内镜下治疗和外科手术治疗时间和经济费用情况如下, 消化道早癌患者采取不同手术类型黏膜切除术 (A组) 和外科手术 (B组) 费用和时间存在显著差异, A组手术时间、住院时间、经济花费3方面均小于B组, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。见表2。

注:与B组比较, *P<0.05

2.3 不同手术类型患者并发症

A组术中、术后并发症发生率均显著低于B组外科手术组, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。见表3。

注:与B组比较, *P<0.05

3 讨论

消化道早癌多指浸润深度未能超过黏膜或仅局限在黏膜层的消化道癌症, 常见的消化道早癌有胃癌早期、食管癌早期和结直肠癌早期, 胃肠道肿瘤严重危害患者的健康水平, 具有较高的并发率和病死率, 及时发现并采取治疗极为关键[4]。故早期诊断消化道癌症具有重大的临床意义。随着近年内镜技术进步和发展, 使得识别消化道早癌敏感度和特异性大大提升。

传统内镜多采用白光内镜对患者病症进行诊断, 该种诊断准确性不高, 而伴随NBI、超声内镜 (EUS) 等新技术的出现, 消化道早癌检测率大大提升, 内镜新技术受到广大医院和医师的青睐。窄带成像是新的内镜技术, 可有效增强未染色黏膜的对比, 通过特殊的“窄带过滤器”, 留下光谱为诊断消化道早癌标准[5]。放大色素内镜可实现对肿瘤微小结构变化的呈现, 进而捕捉胃黏膜上微小变化。本研究中我们发现:放大窄带成像 (NBI) 影像质量在形态、胃小凹分型、毛细血管形态方面均优于常规内窥镜 (P<0.05) , 且色素内镜在形态和胃小凹分型方面优于常规内窥镜 (P<0.05) 。窄带成像具备放大功能, 可有效显示增强的黏膜形态和黏膜的微血管结构, 而血管新生是判断消化道早癌形成重要特点, 因此, 对血管性态的观察十分重要。

研究中内镜黏膜切除手术时间为 (42.35±5.12) min, 明显低于外科手术模式手术时间 (P<0.05) , 前者患者创口小、无明显组织脏器的损伤, 而后者组织脏器的损伤较大, 存在一定的手术风险。患者术中常出现并发症有出血和穿孔。Chung研究中1000例消化道癌症患者进行内镜黏膜剥离手术时, 出血量为15.6%, 穿孔率为1.2%, 且穿孔发生率和肿瘤大小及位置有很大的关联。本研究中A组患者术中、术后并发症发生率明显低于B组 (P<0.05) , A组治疗具有绝对优势。内镜黏膜切除术是依托息肉电切术发展起来的内镜新技术, 和传统内镜治疗相比, 疗效、安全性和经济学均优于传统内镜治疗。

综上所述, 随着诊断技术的发展和进步, 为提升患者生活质量和预后, 可选择微创治疗方法, 通过本研究开展笔者认为EMR和ESD在诊治消化道早癌方面效果好、安全、创伤小, 且经济成本低, 值得临床大力推广;然本研究亦存在局限性, 未对EMR和ESD进行对比, 且未专门对某一特定消化道癌症进行设置对照, 使研究结果需进一步验证, 日后应深入研究。

摘要：目的 探讨消化内镜技术用于消化道早癌鉴别诊断和治疗的临床价值, 以提升消化道早癌患者生存质量。方法 选择医院2010年2月-2013年4月疑似消化道早癌患者263例为研究对象, 内镜黏膜切除、剥离或外科手术切除标本病理确诊为消化道早癌60例, 其中内镜下黏膜切除术 (EMR) 患者35例 (A组) 、外科剖腹手术25例 (B组) , 确诊为消化道早癌患者均接受常规内窥镜、超声内镜、NBI内镜, 根据内镜影像评分对诊断进行评价;比较2组不同手术患者手术时间、住院时间、并发症情况等。结果 内镜窄带成像 (NBI) 内镜在形态、胃小凹分型、毛细血管形态3方面均优于常规内窥镜, 差异有统计学意义 (P<0.05) ;A组手术时间、住院时间、经济花费3方面均较B组少, 差异有统计学意义 (P<0.05) ;A组术中、术后并发症发生率均显著低于B组外科手术组, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。结论 NBI对消化道早癌诊断准确性要优于常规内窥镜和超声内镜, 具有较高的诊断价值;内镜黏膜下切除术对治疗消化道早癌具有良好临床效果, 创口小、安全、有效, 在大力在临床推广。

关键词：消化道早癌,窄带成像内镜,消化道早癌

参考文献

[1] 李兆申.中国消化内镜现状及展望[J].解放军医学杂志, 2010, 25 (1) :5-7.

[2] 孙曦, 卢忠生, 王向东, 等.消化内镜技术用于消化道早癌诊断治疗价值研究[J].中国实用内科杂志, 2013, 33 (3) :207-209.

[3] 隋娟娟, 张刚锋.内镜窄带成像技术在消化道早癌诊断中的应用[J].泰山医学院学报, 2013, (6) :477-480.

[4] 刘红, 吴静, 林香春, 等.窄带成像内镜下结直肠腺瘤特征分析[J].中国内镜杂志, 2010, 16 (10) :1121-1124.

[5] 吴承荣, 黄留业, 崔俊, 等.内镜窄带成像技术对早期食管癌及癌前病变的诊断价值[J].现代消化及介入诊疗, 2009, 14 (1) :5-8.

技术消化 篇2

XXX院消化内镜科成立至今已有10余年，现有6名医师，6名护士，其中科主任为主任医师，xxx副主任医师，xxx医师。我科医师先后在xxx医院，xxx医院进修学习，且均具有3年以上消化内镜相关诊疗工作经验。消化内镜科成立以来，已经完成相关检查及治疗11200余例。近两年，随着无痛胃肠镜及镜下治疗的广泛开展，更是积累了丰富的临床经验。

科室现拥有4台消化内镜主机，8条电子纤维胃镜，3条电子纤维肠镜，配备有先进的“电脑内镜图像数据处理系统”，各种规格活检钳、异物钳、高频电、氩气刀等丰富的辅助设备，能熟练开展胃镜、结肠镜检查及各种内镜下治疗。我科所在医院是xx市最大的三级甲等医院，我们在安全开展普通胃肠镜检查的同时，率先在本地区开展无痛胃肠镜检查，极大减轻了病人的痛苦，提高了诊断准确率。治疗内镜是我科室的专业特色，近几年来我科陆续开展了大量的内镜下治疗项目，主要有消化道息肉内镜下切除术、消化道出血内镜下各种止血术（局部喷洒止血药、电凝止血、金属钛夹止血等）等内镜治疗、消化道异物取出术等。

技术消化 篇3

治疗消化道狭窄梗阻，采用球囊扩张和管腔内支架具有很好的医治作用，但由于医治技术的运用并不熟练，经常会带有一些并发症状，因此，本文根据我院50例临床患者的资料，对此项医疗操作技术进行了研究分析。并对此项技术的规范化提出了个人建议，以供借鉴学习。

1 器材和设备

牙托，咽部喷雾器，0.035超滑导丝，此工具的主要作用在于为患者医治时清理口腔和食管中的杂物；超硬长交换导丝，主要作用是导丝在不容易经过狭窄段的时候注射造影剂，找到食管比较窄的开口，或者去弄清楚病变主要位置；与此同时，准备直径1.0厘米、长4厘米的血管球囊导管，对食管大球囊狭窄不容易经过的预扩张。

2 术前准备

2.1 在手术前6到12h之内禁止饮食和喝水，面对一些狭窄、梗阻部位滞留液较多的患者将要用胃管排除，方便后面手术的顺利进行。

2.2 消化道钡餐造影，认真分析狭窄、梗阻的位置，发病的原因及形态大小，以便了解是否好操作，心里有明确的分寸，在此，需要指定医疗用支架的规格型号。

2.3 在手术前有必要仔细检查病者的身体情况，尤其是血压、心电图等，以便在实际医疗过程中有异常问题及时解决，所以，手术前体检是必须要做的，另外，各种类型的应急药品必须要准备到位。

2.4 在手术前向病人说明可能出现的各种情况，例如，球囊扩张时会发生一定的疼痛感觉，在手术后会出现呕血现象，及在支架植入后在较短的时间内会有胸背部疼痛等不良感觉，通过说明这些以便患者做好配合工作。

3 操作步骤

3.1 首先选用百分之一的利多卡因，用此药对咽部来喷雾麻醉以降低患者的疼痛感觉。

3.2 在镇静剂的选用方面要根据患者的自身情况，往往只是用于精神比较紧张的病人。

3.3 患者侧卧在检查床上，放上牙托，在X线电视监视下，把长度在260厘米的超硬交换导丝放到胃中，接着沿导丝放进球囊导管对因病发生异常的部位扩张，与此同时，在病变位置做好印记，用此种方法扩张3次，每次间隔时间2分钟之内，直到符合要求后移除球囊導管，并留下导丝，在分析确定位置没有问题的时候，紧接着稍微向后拉外鞘，将已处理好的支架安放在食管腔中，最后，把支架输送系统连同导丝共同取出。

3.4 支架留置10分钟后如果支架位置没有调整到位的话，可以再选用另外的辅助支架。如果出现不合格的支架，可以进行观察l到3天，并及时了解情况，直到满意直径为止。

4 术后后的处理

4.1 在手术完成一天之后，可能会有出血和疼痛的情况发生，这时马上进行止血和止疼的措施，这种情况会在1到3天之内消失。

4.2 在手术后72消失之内，按照医嘱正常服用抗菌素，以避免有感染的情况发生。

4.3 在手术后的当天进流食，1到2天之后进行食管钡餐造影，分析并观察支架位置和膨胀等现象，在没有特别要求和情况发生的条件下72小时之后可进行饮食。

4.4 如果有出现电解质紊乱的患者和出现营养问题的患者，有必要及时用静脉补充电解质和缺乏的营养。

4.5 在手术后两个月之内，进行病情恢复观察，如果出现异常要及时采取相关措施进行处理。

5 预防并发症出现要注意的问题

5.1 如果出现食管癌肿向前生从而导致呼吸困难的患者，可以直接在气管内预留支架，并在食管内再进行另外一个支架的留置，此种方法，可以有效解决病人呼吸困难，以及饮食问题。

5.2 肿瘤是不断深化和变化的，如果在留置支架的两端有影响吞咽等现象出现，解决的方法是追加备用的一个支架，用这种方法可以有效解决吞咽问题。

5.3 为杜绝支架在置入后位置的变动，较多的会选用扩张球囊直径2到3厘米以上的支架，这样可以尽量避免位置变动现象的发生。此外，吻合口比较狭窄一般会运用两端长于体部的支架，以杜绝上下位置的变动。

5.4 对于病变段较高的患者，留置支架上端要合理的控制，合理的位置是控制在颈的下面，不然，此种问题比较容易出现咽部的吞咽问题。最后，因为吞咽会有很大的压力，很容易引起支架位置向下移动，这在选择病例时必须时刻留意。

参考文献

[1] 薛淼，泮家琛，陈希贤，等.镍钛合金的基础研究一模拟腐蚀试验及组织学观察.中华医学杂志，1982，62：758.

[2] 吴雄，葛荣，李培基，等.三种自行设计和改进的食管支架的临床应用，中华放射学杂志，1997，3l：172.

[3] Watkinson AF，Ellu J，Entwisle，et al.Esophageal carcinoma：Initial results of palliative treatment with covered self—expanding endoprostheses. Radiology，1995，195：821.

[4] 崔仁友，戴定可.食管支架治疗食管良恶性狭窄（附23例报告），中华放射学杂志，1995，29：465.

[5] 杨仁杰，张宏志，黄俊，等.被覆支架成形术在食管癌姑息治疗中的作用，中华放射学杂志，1995，29：461.

[6] 孙兴旺，王秀英，崔进国，等，消化道良恶性狭窄的介入治疗（附31例报告）.实用放射学杂志，1997，13：281.

厌氧消化技术将垃圾变清洁能源 篇4

过去10年间, 张瑞红一直致力于开发厌氧消化技术, 试图将固体废物转化成可再生能源。2006年, 她将这一技术从实验室升级到示范阶段。随后, 位于萨克拉门托镇的新兴企业洁净世界伙伴公司从加州大学戴维斯分校购买了技术的使用权。

厌氧消化系统被放置在美国河流包装公司 (American River packaging) 内。它将每天把7.5 t来自该地区食品处理厂的食品垃圾, 以及半吨来自美国河流包装公司的不可回收的瓦楞材料转化为天然气。系统每天产生大约1 300 千瓦时的可再生能源, 可以满足美国河流包装公司37%的电力需求, 同时, 每年可以减少大约2 900 t垃圾进入填埋场。

厌氧消化依赖细菌在缺氧环境下分解可生物降解的垃圾材料。张瑞红的系统将这类垃圾转化成如可再生能源、堆肥、水和自然肥料一类有价值的副产品。尽管厌氧消化本身不是一项新技术, 但操作上和材料处理上的缺陷一直阻碍其商业化进程。

张瑞红的高效消化技术和其他大多数同类技术都有着不同之处。后者主要处理液体垃圾, 比如牛奶场的粪便以及市政废水。而她的技术可以同时转化液体和固体垃圾, 包括食品垃圾、院落垃圾、植物残留、纸和纸板。

张瑞红还努力克服了两个阻碍厌氧消化系统广泛应用的关键问题:时间和成本。这一新技术让此类垃圾转化系统变得可复制, 且许多组件均可预制, 减少了建造系统的时间。例如, 洁净世界伙伴公司放置于美国河流包装公司内的这台设备, 从空空如也到产生能源只花了90 d不到, 成本在200 万～300 万美金之间。此外, 这套系统将垃圾转换为能源的时间, 是其他消化设备的一半, 却能生产出更多的、随后可被转化为清洁能源的气体。洁净世界伙伴公司于今年6月利用张瑞红的技术, 在萨克拉门托镇南区转化站开设第二家垃圾转化工厂。

技术消化 篇5

2.提高国产风电机组可利用率，达到国外同类产品水平。

3.各种类型、不同容量的垂直轴风力机，具有噪音低、成本低、维护方便的特点，应该大力发展。

4.应研发适于低风速、低温运行、抗风沙影响的大型风电机组，以适应我国的风资源状况。

5.在提高风电机组可利用率的前提下，进一步降低国产风电机组的制造成本。

6.我国是稀土资源丰富的国家，应大规模采用直驱、半直驱型永磁同步风力发电机组。

7.针对我国风电场大规模发展和现存的风电并网问题，应该全面提高各类风电机组电网适应性。

8.应提高各类同步发电机在风电机组中的比例，增强风电机组电网适应性，以适应中国大规模风电场建设的需要。

9.风电机组出于可靠、安全、长期发电减少维护成本的经济性考虑，应该实施整机与部件之间的智能化协调控制。

10.对于目前运行中的各种风电机组，应从可靠性、成本、效率及电网友好性等诸方面，根据运行数据进行综合量化评估，以确定适合我国风电场的最适宜机型。

11.应该开展陆地和海上试验风场的建设，并以此认证风电整机产品，能够促使我国风电设备质量和机组性能的不断提高。

12.应采用统一的协议以实现不同风电场、不同厂家和型号的风电机组之间的方便互联。

13.深入研究国外风电设备制造商的知识产权战略和专利布局，加大对我国风电整机及零部件研发机构实施知识产权战略的支持，是我国风电装备制造业发展的关键所在。

14.应大力支持专业的风电技术研发、设计与咨询性服务机构。

15.风电技术领域高等教育及相应的职业教育应大力发展，这是我国风电产业健康、快速发展的关键。

16.双馈型风电机组以其成本低、技术成熟、产业链齐备而在市场上占主导地位，但随着风电装机容量的增大，该机型可靠性差、电网适应性差的弱点急需“升级”型产品，如半直驱型的无刷双馈机组，继承其优点、克服其弱点。

17.开发3-5MW大型风电机组及关键零部件是我国海上风电场迫切需求的产品。

18.开发各种无变流器型风电机组，以适应大规模风电接入电网对风电电能质量、低电压穿越能力及无功调节的要求。

19.为了深入掌握风电机组整机设计技术，应掌握大型机风电机组结构动力学分析能力。

20.对各种形式引进的风电机组整机设计技术，应采用“官产学研”结合的方式，进行消化吸收、并结合国情进行再创新。

21.10-20MW海上风电机组技术和关键零部件技术，是海上风电机组降低成本、提高可靠性的关键，应该着手研发工作。

22.在消化吸收国外引进技术、跟踪国外风电机组技术发展动态的基础上，应把各类半直驱机型作为我国风电设备发展的重点。

23.并网和离网兼备的小型风电机组，在严格技术标准和并网规范基础上，应大力支持其发展。

技术消化 篇6

消化的生物学意义在于为人体摄取营养，供给人体所需的能量和生长修复所需的原料。这种复杂的生物物理与化学反应，是多个环节参与的链条式过程，其图解为：

在上图中可以发现，消化液分泌、胃肠运动和吸收是人体消化过程的重要环节。

1.消化液分泌：一直以来，医学家们都非常重视消化液分泌与消化不良的关系。消化液分泌主要与食物的化学性消化过程有关。消化液包括胃酸、胃蛋白酶（作用对象为蛋白质），胰液中的胰蛋白酶、糜蛋白酶（作用对象为蛋白质及其初步分解物）、脂肪酶（作用对象为脂肪）、淀粉酶（作用对象为淀粉），小肠液中的肽酶、肠液酶（作用对象为蛋白质分解物——肽），以及胆汁中的胆酸盐（作用对象为脂肪）等。在这些消化液的共同作用下，食物中的蛋白质、脂类和淀粉可最终转变为能够被人体吸收的单体（如氨基酸、甘油、脂肪酸、葡萄糖等）而进入人体组织内。人体内的这些消化液若因各种原因而出现了分泌异常，则很可能会发生消化不良。消化液分泌受食物和植物神经系统的调控。

2.胃肠运动：近二十年来，胃肠运动和消化不良的关系备受人们重视。胃肠运动主要与食物的物理消化过程有关。在人体内，从食管到大肠以至胆道系统的运动叫做胃肠运动。胃肠运动的节律、幅度、时相、互相的配合及与消化液分泌的协同作用，都决定着消化的质量。胃肠运动的上述任何一个方面出现了异常，都会使人出现消化不良的症状。胃肠运动受胃肠道内分泌和胃肠道内神经系统（即“肠脑”）的调控。

3.吸收过程：人体对营养物质的吸收主要在小肠内进行。这种吸收并非是简单的渗透，而是在小肠黏膜细胞内以消耗能量的方式主动进行的。因此，良好的吸收所必须的条件是：小肠黏膜的细胞结构和功能都完好无损，并有充足的能量供应。

人体在对食物进行消化时，上述三个环节中若有任何一个环节受到了疾病的干扰或破坏，就可使人发生消化不良。在临床上，人们发生消化不良的常见病因有：

1.进食不当或进食过多，超过了胃肠的消化能力：人的胃肠消化能力虽有较强的适应性，但人们摄入的食物若超过了其能力极限，则难免会引起消化不良。例如，人们若大量进食肉类食物可出现放屁奇臭等症状，若大量进食米面类食物则可出现吐酸、烧心等症状。

2.各种胃肠道疾病导致了消化液的分泌不足：人们在患有各种胃肠道疾病时，消化液分泌的质与量都会出现异常。例如，人们在患有肝胆疾病（如炎症、结石等）时，胆汁分泌的质与量都会出现异常，从而可全面影响脂肪的消化、吸收。这就是许多肝胆疾病患者会厌食油腻食物的原因。

3.各种疾病使胃肠道出现了吸收障碍：小肠是各种营养物质进行最终消化和吸收的重要场所。人们若患有小肠疾病，不但可影响小肠酶的质量，还可破坏小肠黏膜细胞的结构与功能，从而会影响营养物质的吸收。此时，没有被吸收的营养物质会在大肠内被细菌分解，同时产生气体，从而可加重腹胀等症状。

4.因菌群失调影响了肠道对营养物质的吸收：健康人的肠道内有很多对人体有益的“益生菌”。益生菌主要包括双歧杆菌、乳酸杆菌、肠球菌等。它们在肠道内构成了生物屏障，可共同抵御入侵的致病菌。从消化角度来看，益生菌可合成人体必需的维生素，包括维生素B1、维生素B2、维生素B12、维生素K、叶酸、烟酸等，其产生的乳酸还有利于肠道对钙、铁、钾、维生素D等营养物质的吸收。益生菌产生的乳酸和醋酸还可促进肠蠕动而起到清理肠道的作用。人体内的益生菌若被大量地杀伤，有害菌就会在肠道内过量地繁殖，从而影响人体对上述营养物质的吸收。这种菌群失调的情况在临床上多见于长期应用广谱抗生素及进行外科手术的患者。肿瘤患者在做化疗、放疗后也可出现菌群失调的情况。

5.胃动力不足：胃的动力不足、胃与十二指肠的运动不够协调是引起功能性消化不良的根本原因。功能性消化不良患者在临床上十分常见。该病患者并无明显的全身和胃肠道疾病，在做胃镜检查时仅能发现有轻度的胃炎表现，但其胃内往往会出现幽门螺杆菌感染。越来越多的临床资料表明，根治幽门螺杆菌的感染可使功能性消化不良患者的症状得到明显的改善。

6.由某些消化道以外疾病导致的：有些消化道以外的疾病患者可同时伴有消化不良的症状，如各种原因引起的发热、甲状腺机能减退、老年性甲亢、肺结核、贫血、肠寄生虫病、微量元素缺乏、维生素缺乏等。人们若因为这些病症而引起了消化不良，必须先治疗原发病，仅使用助消化药进行治疗往往效果不佳。

7.精神心理障碍：某些精神心理障碍（如抑郁症、焦虑症等）也可引起消化不良的症状，甚至可引起顽固性的消化不良。此类消化不良患者若使用一般的助消化药进行治疗往往无效（本文所讨论的助消化药，主要用于治疗上述1～5种原因所导致的消化不良）。

技术消化 篇7

目前关于降低MBR中污泥产率的技术有控制运行条件法、物理法、化学法污泥消化技术及生物法污泥自消化技术等。这些方法能在一定程度上促进污泥的消化,降低污泥产率,但由于存在一定缺陷,限制了它们的推广应用。

本文介绍了MBR中污泥消化技术的发展以及目前污泥消化技术的优缺点,并提出了在MBR中设置局部厌氧区域以增强污泥自消化能力的污泥自消化新技术。

1 MBR中污泥的消化

1.1 控制运行条件法污泥消化技术

通过延长MBR中的污泥泥龄(SRT)、控制水力条件可减小污泥产率。延长SRT,使MBR中营养相对缺乏,一部分微生物因得不到足够的营养而死亡,死亡后被MBR中其他微生物分解利用,达到减小污泥产率的目的;利用MBR中错流流体所引起的剪切力对细胞的破壁作用,消灭部分微生物,同样可达到减小污泥产率的效果。

Xing和Yoon等[9,10]的研究表明,延长MBR中的SRT能降低剩余污泥量;Kim[11]通过实验发现借助强大的机械剪切力也可降低剩余污泥量。

通过控制MBR的运行条件虽然可在一定程度上降低污泥产率,但存在着一定缺陷。Song等[8]认为虽然延长SRT能降低污泥产率,但不能很好地减少整个系统的剩余污泥;杨小丽等[5]认为剪切力破坏了污泥絮体,增加了溶解性物质的浓度,加剧了膜污染;同时Yoon[12]也认为借助强大的机械剪切力降低剩余污泥量实际上是不可行的。

1.2 物理法和化学法污泥消化技术

在MBR中采用化学法将部分污泥通过O3、酸碱处理,或通过物理法用超声波处理后,再回流到MBR中,可达到降低污泥产率的目的。因为O3、酸碱对菌体有破壁作用,使细胞破裂,细胞质溶解到溶液中,可被其他微生物利用,从而减少了污泥的总量。

Song和He等[8,13]的研究发现在MBR中回流经O3处理过的污泥能有效降低剩余污泥量;Oh等[14]发现将碱和O3结合处理部分污泥,不仅能有效减少剩余污泥量,而且O3的加入量比单独使用O3时降低60%;Yoon等[15]的研究表明,MBR中回流超声波处理过的污泥,能够实现剩余污泥零产率。

在MBR中采用物理法和化学法污泥消化技术处理污泥虽然能较好地降低污泥产率,但也存在一定缺陷:系统中增加了回流步骤使工艺复杂化且投资费用增加;O3成本高[16]且加入量过多时会增加溶液中的胞外聚合物,反而加剧了膜污染[17];强碱会腐蚀MBR[18];物理法效率低,需要优化参数[19]。

1.3 生物法污泥自消化技术

污泥自消化是指在MBR中不外加能量或药剂,通过MBR中污泥自我消解而达到降低污泥产率的目的。新增加的能量不用于生物合成,而是以某种形式释放到环境中,从而降低了MBR中的污泥产率。目前,国内外关于生物法污泥自消化技术鲜有报道。国内曾有利用蠕虫实现MBR中剩余污泥减量化的报道;国外曾有在两段式MBR中实现剩余污泥减量化的技术报道。此两种技术都是利用微型动物捕食消化实现剩余污泥减量。

食物链中,能量从低级传递到高级的过程中逐级减少,减少的能量以CO2和H2O的形式排放到环境中,减少新生物的合成。因此,可通过延长食物链或强化食物链中微型动物的捕食消化作用,在MBR中培养适量的微型动物,如蠕虫、纤毛虫等,通过此类微型动物对低级微生物的捕食消化作用,可实现MBR中污泥的自消化。

1.3.1 两段式MBR法污泥自消化技术

Ghyoot等[20]通过同时采用两段式活性污泥法(CAS)与两段式MBR法,比较两种技术处理人工合成废水的效能。实验结果表明,系统中的微型动物能有效降低污泥产率,在处理同样废水的情况下,MBR中污泥产率要比CAS低20%~30%。Ghyoot等认为原因是:MBR的环境更适合微型动物生长,使得MBR中微型动物的数量大于CAS;两段式MBR中微型动物对硝化细菌有约束作用,而两段式CAS不能约束硝化细菌。MBR中出现了溶解性有机物的积累,流出液中氮与磷的浓度比CAS高。

1.3.2 蠕虫型MBR法污泥自消化技术

魏源送等[21]研究比较了蠕虫在MBR和CAS中的生长状况及污泥减量效果。实验结果表明,蠕虫能够通过捕食老化的污泥及活性污泥减少污泥量。MBR中蠕虫生长不稳定,虽然接种后出现了蠕虫,但蠕虫平均密度只有10条/mg,远远低于CAS中71条/mg。实验发现蠕虫的生长不影响MBR中COD去除率及出水水质,但显著影响CAS中的COD去除率和出水水质。

刘宏波等[22]将动态膜生物MBR与生态调控技术相结合,研究MBR中蠕虫对污泥减量的影响。实验结果表明:在MBR中,蠕虫的存在能有效控制污泥浓度,MBR中MLSS存在一个动态平衡,MLSS基本保持在4 000mg/L左右,老化的污泥及部分活性污泥被蠕虫所消化,而蠕虫死亡后又可被活性污泥所利用,实现污泥的零排放;蠕虫的存在改变了混合液的水质特征,使动态膜生物MBR清洗周期延长至1个月左右,克服了由于频繁清洗所导致的出水水质不稳定;同时,蠕虫的存在还能够改善MBR中污泥的沉降性能(污泥容积指数保持在100mL/g以下)。

Ghyoot、魏源送和刘宏波的研究都表明利用微型动物的捕食作用能有效地降低MBR中污泥的产率,防止MBR中MLSS波动过大。但是利用微型动物捕食污泥技术仍存在一定不足。两段式MBR虽能有效降低剩余污泥的产率,实现剩余污泥的零排放,但MBR中微型动物对硝化细菌有约束作用、容易出现溶解性有机物的积累[20];另外,利用微型动物捕食污泥技术需建设两个反应池,这增加了基建投资及日常运行费用。蠕虫型MBR技术虽能有效地降低剩余污泥产率,但由于蠕虫在MBR中生长情况不佳,增加了MBR正常运行的难度;蠕虫密度过高会影响出水浊度。

2 MBR中污泥自消化的新思路

污泥厌氧消化是一种非常有效的污泥稳定化处理工艺,能够实现污泥的减量化、无害化和资源化的目标[23]。污泥厌氧消化是一个多极过程,在过程中微生物将各类高分子有机物分解为低分子有机物及CO2、H2O、CH4和H2S,实现污泥减量的目的,它是目前国际上最为常用的污泥生物处理方法。因此,在MBR中引进污泥厌氧消化技术能提高MBR中污泥的自消化能力。通过在MBR中设置局部的厌氧环境,让活性污泥在分解消化有机物的同时一部分污泥进行厌氧消化,达到出水水质好、剩余污泥零排放的目的。

2.1 底部厌氧的MBR污泥自消化技术

在MBR中引进污泥厌氧消化技术,能够达到污泥减量化的效果。在MBR中,底部曝气作用使整个MBR处于好氧状态,不利于污泥的消化。将底部的曝气头提升至MBR中部,在膜附近进行曝气,可以使部分污泥由于重力的作用下沉到MBR底部,形成一个厌氧污泥区域,进行厌氧消化。由于在膜附近进行曝气,曝气产生的大量气泡冲刷膜面,可提高膜面流速,是控制膜污染的有效方法[24]。此外,可在MBR底部加入碎石块或塑料填料解决MBR中污泥沉降性能差等问题[25],以增加底部污泥浓度,促进污泥的厌氧消化。

2.2 填料型的MBR污泥自消化技术

在MBR中加入中空填料可创造局部厌氧环境,提高MBR中污泥的自消化能力。将内部织有若干线网并在上下底面各留有进出水口的中空圆柱形泡沫填料加入到MBR中,因填料的进出水口比内部体积小很多,使氧气很难传递到填料内部,填料内部形成厌氧环境,供污泥进行厌氧消化,线网的存在为污泥提供了附着场所,增加了污泥浓度,有利于污泥的厌氧消化,促进了MBR中污泥的自消化;此外,吸附在填料外层的微生物在填料上进行生长繁殖,形成生物膜,随着生物膜厚度的增加,氧气在生物层中的传递速率逐步减小,内层处于厌氧状态,加上营养物质已在外层消耗掉,内层的微生物因得不到氧气及营养物质而进行内源消耗,最终失去活性及吸附性,脱落到溶液中,被活性污泥所利用,减少了污泥量;同时,生物膜的存在促进了微型动物的生长,加强了微型动物的捕食作用,减少了剩余污泥量。尤朝阳等[26]在研究加入填料的MBR处理效能时,发现在MBR中投放多孔泡沫填料可增加固定的生物量、降低污泥浓度。

在MBR中通过设置局部的厌氧区域来促进污泥自消化,在无需外加能量或药剂的情况下能有效地降低剩余污泥产率,防止MBR中MLSS过高,有效地控制膜污染,节省了运行费用,且无二次污染,是一项更有效、经济、环保、稳定的污泥减量化新技术。

3 结语

卵形消化池大体积混凝土施工技术 篇8

武汉三金潭污水处理厂设计建造两座卵形消化池,为双向无粘结预应力钢筋混凝土结构,单池设计容积13 900 m3,全高为45.8 m,池内最大直径为26 m,在1号消化池3.61 m～13.1 m标高段混凝土施工中,混凝土在3.61 m～8.35 m段,混凝土强度等级为C35,抗渗等级为S10;在8.35 m～13.1 m段混凝土强度等级为C40,抗渗等级为S10,混凝土总方量为2 440 m3。而块体混凝土为3.61 m～10.0 m标高段,混凝土总方量为2 200 m3且最小截面大于1 m,属大体积混凝土施工范畴。

2 大体积混凝土热工计算

混凝土配合比见表1。

2.1 混凝土浇筑温度Tj

Tj=T1-(at1+0.032n)(T1-Ta)

T1=T0-0.16(T0-Ti) (1)

其中,Tj为混凝土浇筑温度;t1为混凝土拌和物自运输到浇筑时间,取0.3 h;n为混凝土拌和物运转次数,n=2;a为温度损失系数,取0.25;T0为混凝土拌和温度,按多次测量资料,有日照时混凝土拌和温度比当时温度高5 ℃～7 ℃,无日照时混凝土拌和物温度比当时温度高2 ℃～3 ℃,按3 ℃计,则T0=18+3=21 ℃;Ta为混凝土拌和物运输时环境温度,取18 ℃;T1为混凝土拌和物出机温度;Ti为搅拌机棚内温度,取18 ℃。

由式(1)得:

T1=21-0.16×(21-18)=20.52 ℃。

Tj=T1-(at1+0.032n)(T1-Ta)=20.17 ℃。

根据混凝土浇筑经验数据,混凝土泵送摩擦升温约1 ℃,则:

Tj=20.17+1=21.17 ℃。

2.2 配合比—水化热的计算

1)混凝土最终绝热温升Th:

Th=WQ/Cρ。

其中,Th为混凝土最终绝热温升;W为每立方米水泥用量,W=320 kg;Q为每千克水泥水化热,P.O42.5水泥为461 kJ/kg;C为混凝土比热,计算时可取0.97 kJ/kg;ρ为混凝土密度,取2 399.46 kg/m3。则:

Th=(320×461)/(0.97×2 399.46)=63.38 ℃。

2)各龄期混凝土绝热温升:

Tt=Th(1-e-mt) 。

其中,Tt为混凝土各龄期绝热温升;e为自然对数之底, e=2.718;m为随水泥品种,比表面积及浇筑温度变化的系数,可按表2取值。

Tj=21.17 ℃。

由插入法:$m=0.361+\frac{0.384-0.361}{100}\times 21.17=0.36574$。

T3=63.38×(1-2.718-3×0.365 74)=42.22 ℃。

T6=63.38×(1-2.718-6×0.365 74)=56.32 ℃。

T9=63.38×(1-2.718-9×0.365 74)=61.02 ℃。

3)各龄期混凝土内部(中心)最高温度:

Tmax=Tj+Tt×ξ。

混凝土厚度取h=4.0 m,查《建筑施工手册》得:ξ3=0.74;ξ6=0.73;ξ9=0.72。则:

3 d混凝土内部最高温度:

T3max=21.17+42.22×0.74=52.41 ℃。

6 d混凝土内部最高温度:

T6max=21.17+56.32×0.73=62.28 ℃。

9 d混凝土内部最高温度:

T9max=21.17+61.02×0.72=65.104 ℃。

4)混凝土表层温度:

Tb(t)=Tq+(4/H2)×h′(H-h′)ΔT(t)。

其中,Tb(t)为龄期t时的大气平均温度,取18 ℃;H为混凝土的计算厚度,H=h+2h′,h为混凝土的实际厚度,h=4.0 m;h′为混凝土的虚铺厚度,h′=kλ/β;k为折减系数,一般取2/3,λ为混凝土导热系数,取2.33 W/(m·K),β为保温层的传热系数,β=1/(∑δi/λi+1/βq),δi为各种保温层的分层厚度,m,λi为各种保温层的导热系数,βq为空气层的传热系数,计算时取23 W/(m2·K);松木板模板厚度δ=0.03 m,查《建筑施工手册》λ=0.23;棉毡厚度δ=0.005,查《建筑施工手册》λ=0.033。

β=1/(0.03/0.23+0.005×2/0.033+1/23)=2.1。

h′= 2/3×2.33/2.1=0.74 m。

H=h+2h′=4+2×0.74=5.48 m。

Tb(3)=18+(4/5.482)×0.74×(5.48-0.74)×(52.41-18)=34.08 ℃。

Tb(6)=18+(4/5.482)×0.74×(5.48-0.74)×(62.28-18)=38.69 ℃。

Tb(9)=18+(4/5.482)×0.74×(5.48-0.74)×(65.104-18)=41.0 ℃。

5)各龄期混凝土内外温差:δT(t)=Tmax-Tb(t)。

3 d内外温差:

δT(3)=52.41-34.08=18.33 ℃。

δT(6)=62.28-38.69=23.59 ℃。

δT(9)=65.104-41.0=24.104 ℃。

通过以上计算,可得出结论,最大温差小于25 ℃,符合要求。

3 大体积混凝土施工

3.1 施工缝的处理

卵形消化池施工缝采用止水钢板止水,施工前,对老混凝土面进行凿毛处理,并用水冲洗干净。混凝土的入模采用三台37 m混凝土汽车泵浇筑,汽车泵呈三角形对称布置,顺时针对称,均匀浇筑,混凝土的浇筑顺序为先内后外。

为保证浇筑时模板的稳定,混凝土浇筑按平面120°划分为3个作业区,均匀、对称、匀速浇筑。为保证混凝土浇筑的连续性,每一作业区分别组织两个作业小组,同时相向施工,然后反向循环,将混凝土每次浇筑厚度控制在300 mm～400 mm内。

3.2 防止混凝土分层离析措施

为保证混凝土不出现分层离析及混凝土砸伤无粘结预应力钢绞线PE护套,施工中,将混凝土自由倾落高度控制在2 m范围内,过程中采取如下施工措施:

1)外落灰点。为方便混凝土的浇灌及振捣,外模7.334 m～10.000 m段为边浇筑边封模,由于块体钢筋、钢绞线密集,汽车泵输送软管不能插入钢筋内,外落灰点采取了安装导管的措施,导管为150 mm泵管,管中心距外模1.4 m,管下端距混凝土起始面2 m。2)内落灰点。内落灰点采用开天窗的方法,在5.110 m～5.710 m,7.110 m～7.710 m,9.110 m～9.710 m标高开洞,混凝土从预留洞口灌入,当混凝土浇筑到洞口底,立即进行封模并继续浇筑上一层混凝土。3)混凝土的振捣。在每台泵车的出灰口配置3台～4台插入式振捣器,振捣时采用“快插慢拔”的方法,振捣棒移动间距宜为400 mm,振捣时间在15 s～30 s内至振捣处出现浮浆且不沉落。4)模板监测。在混凝土浇筑过程中,配备12人对 模板框架进行巡视(每个落灰点内外配1人,其余机动)。5)混凝土测温。为了解及监控大体积混凝土内部温度增长情况,本阶段采用智能大体积混凝土测温系统。a.系统构成:本系统由用户计算机、计算机端监测软件、数据适配器(电源系统、数据收发)、现场数据采集器、传感器组成,其中数据适配器与计算机之间采用先进的USB接口方式,仅仅使用一根数据线,将所有的数据采集器串联到一起并与数据适配器连接后即可工作。b.现场布置:在本阶段内,块体内安装了3组(24个)热敏传感器,三组热敏器呈等腰三角形布置。热敏传感器将温度通过数据线、数据适配器等传输入计算机,由计算机监控混凝土内温度。c.混凝土降温措施。为防止块体大体积混凝土水化热过高,混凝土内外温差大,在块体内安装13根DN50的冷却水管,当计算机监测到混凝土内外温差超过25 ℃时,立即采用水泵向冷却管里循环注水,以降低混凝土内温度。6)混凝土养护。a.混凝土浇筑及二次抹面压实后立即覆盖保温,禁止直接在混凝土面浇水养护。b.将模板表面覆盖两层棉毡,并禁止在麻袋及模板表面浇水。

3.3 混凝土施工质量要求

1)混凝土浇筑不允许留冷缝,保证浇筑的交接时间,混凝土运输、浇筑、间歇的全部时间不得超过混凝土的初凝时间,混凝土应连续浇筑。2)振捣密实,严格控制振捣时间、移动距离、插入深度,严防漏振、过振。3)须均匀、对称浇筑,并控制好浇筑速度。

4 结语

经现场检查,1号卵形消化池块体大体积混凝土未发现温度变形裂缝,实践证明,在优化配合比设计,改善施工工艺,提高施工质量,作好温度监测工作及加强混凝土养护等方面采取有效技术措施,坚持严谨的施工组织管理,完全可以控制大体积混凝土温度裂缝和施工裂缝的发生,保证混凝土施工质量。

参考文献

[1]GB 50141-2008,给水排水构筑物施工及验收规范[S].

[2]建筑施工手册[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社,2003.

技术消化 篇9

城市生活垃圾(municipal solid waste,MSW)是指在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的,在一定时间和地点无法利用而被丢弃的污染环境的固体、半固体废弃物质[1]。近十几年来,我国城市生活垃圾年产量达1亿多吨,且每年以8%-10%的速率增长[2]。垃圾年处理率只有50%左右,实际垃圾无害化处理率仅有30%[3]。

中国城市生活垃圾的处理方式主要为卫生填埋、焚烧和堆肥。2005年底统计的城市生活垃圾处理设施中85.2%为填埋,5.6%为焚烧,9.2%为堆肥[4]。这3种方式都具有自己的优势和特点,也具有技术本身的弊端。卫生填埋占地面积大,而且对于土壤、地下水和大气都会造成现实的影响和潜在的危害;焚烧对于热值低的废物来说是对资源的极大浪费,而且在焚烧的过程中易产生烟尘及剧毒二口恶英(dioxin)污染物而形成二次污染;好氧堆肥是一个耗能过程,需要输入能量去曝气,最后又产生温室气体CO2[5]。

目前立法对环境的要求越来越严格,加上城市垃圾实现了分类收集,这些都为垃圾的处理提供了条件。在各种处理方法中,生物方法是处理分类收集有机部分的一种较好方式,它能最大程度地循环再用和富集废物中的有用成分。采用厌氧消化技术(anaerobic digestion,AD)处理城市生活垃圾,不仅可以解决环境问题,减少温室效应气体的排放,还可以产生洁净能源、有机肥料和土壤改良剂,能真正实现垃圾处理的“无害化、减量化和资源化”。

1 城市生活垃圾厌氧消化技术概况

1.1 城市生活垃圾厌氧消化原理及过程

厌氧消化是指在没有溶解氧和硝酸盐的条件下,微生物将有机物转化为甲烷、氧化碳、无机营养物质、腐殖质等的过程[3]。厌氧降解过程包括3个阶段:水解/液化、产酸和产甲烷。具体过程如下:水解细菌分泌胞外酶将聚合物水解为单体化合物(如葡萄糖和氨基酸),再经产乙酸细菌的作用生成挥发性脂肪酸、氢气、一氧化碳和乙酸,最后由产甲烷细菌将氢气、一氧化碳和乙酸转化为甲烷。主要反应如下:

MSW厌氧消化处理流程包括4个阶段:预处理、垃圾消化、气体回收和消化残余物处理[6],厌氧消化流程示意图如图一所示。大部分消化系统需要垃圾的预处理以获得均质原料,包括垃圾破碎及非消化性原料(玻璃、金属和碎石等)的分离等。进入反应器的城市生活垃圾可生物降解有机部分(biodegradable organic fraction of MSW,BOFMSW)有源头分选(source separation,SS-BOFMSW)和机械分选(mechanical separation,M S-BOFMSW)两种类型。根据发酵原料的浓度、温度、消化级数和连续性,厌氧消化过程分为不同的工艺。厌氧发酵回收的气体可作为燃料或集中发电资源,发酵残余物主要是作为肥料应用。

1.2 城市生活垃圾厌氧消化影响因素

1.2.1 p H值

厌氧微生物的活性对p H值极为敏感,p H值是监测厌氧消化过程的重要工艺参数,有机垃圾厌氧消化的最适p H值为6.4-7.2。但也有研究表明当产甲烷稳定时,p H值应稳定在7.2-8.2[7]。张光明等[8]研究表明,有机垃圾厌氧消化容易造成挥发性有机酸的严重积累,引起“酸中毒”,抑制厌氧消化的进行,推荐采用Na OH或KOH来调节p H值。Nguyen等[9]指出含有石灰石的砂砾是调节p H值较好的缓冲剂。

1.2.2 温度

影响厌氧微生物生长以及产甲烷活性的另一个重要因素是温度。产甲烷菌有中温型和高温型两类菌种,产甲烷的最佳温度范围分别为30-35℃和50-65℃。研究表明,温度对发酵效率、产气质量等有重要影响。温度升高,发酵效率增大,产气量增大,产气质量下降。一般条件下,中温发酵过程需要25-30d的停留时间,而高温发酵只需要中温消化的一半时间。高温发酵的另外一个优点是对病原微生物有较高的杀灭率。但由于高温发酵过程需要较高的加热能耗,并且管理复杂,其应用中不如中温发酵普遍[10,11,12,13,14]。

1.2.3 垃圾成分

垃圾成分相当复杂,垃圾的内容物决定了有机质含量。挥发性固体(voladle solid,VS)是衡量有机质含量的指标,VS由易生物降解部分(biodegracladle volatile solid,BVS)和难生物降解部分(refractory volatile solid,RVS)组成[15]。BVS可以较好地评估垃圾的生物降解能力、生物气产率、有机负荷和碳氮比(C/N)。木质素等是较难被微生物降解的复杂有机成分,构成了有机垃圾中RVS的主要部分。具有高VS低RVS含量特征的垃圾最适合厌氧消化。

1.2.4 生物学因素

厌氧消化是一个复杂的过程,是由不同类型微生物群落参与完成的,厌氧发酵过程的微生物来源于垃圾本身和接种物。适合的接种剂以及接种量能提高消化效率[16]。合理的微生物群落结构对于厌氧消化的有效进行至关重要,垃圾成分中的营养结构对微生物的生长也非常重要。微生物对碳、氮、磷、硫、钾以及微量元素的比例都有一定的要求。厌氧消化合适的C/N为(20-30)/1,产甲烷菌对氮的快速消耗会提高C/N,造成产气减少;而较低的C/N会引起氨积累,使p H值超过8.5从而抑制产甲烷菌的活性。为了获得适宜的C/N,可以将高C/N原料(如BOFM SW)和低C/N原料(如污泥或动物粪便)进行联合消化[16]。磷主要用来合成生物核酸,50/1的碳磷比(C/P)是厌氧发酵比较合适的比值[17]。

1.2.5 总固体含量和有机负荷率

由于城市生活垃圾的成份和性质不同,其总固体含量(total solids content,TS)也不同。TS太高,许多影响微生物活性的条件就变得更为严格,例如,氨、重金属、硫酸盐和挥发性有机酸等抑制物质的浓度就会升高,对细菌的活性产生影响。另外,很高的TS给搅拌装置和过程带来麻烦,反应启动条件苛刻,菌种驯化任务艰巨且接种量大[18]。

有机负荷率(organic Loading Rate,OLR)是衡量厌氧消化系统生物转化能力的重要指标。增加反应器中的TS,即提高OLR可以相应地减少反应器体积,但OLR不是越高越好,过载后容易引起酸化,降低生物气产率,最终导致消化失败。因此在厌氧消化过程中应选择合适的OLR。

1.2.6 搅拌

搅拌的目的是使新鲜的物料与细菌混合、消泡,避免消化罐内温度不均匀,还可以使反应产生的气体迅速排出,但是过于频繁的搅拌会破坏菌群的正常繁殖。因此搅拌频率要依反应罐内混合物含量而定。对于固体状态的物料,可以通过循环浸出液的方式来代替搅拌效果。对于不同类型的反应器和TS应该选择相应的搅拌方式、搅拌强度和搅拌时间,美国环保署推荐的搅拌强度是5.26-7.91W/m3[19]。

1.3 城市生活垃圾厌氧消化残余物的利用

城市生活垃圾进行厌氧消化处理后剩余的是沼液和沼渣。沼液和沼渣中含有丰富的营养成分,其应用非常广泛,可用于农业生产的各个领域,沼液可以喂猪、浸种、灭虫;沼渣可以喂鱼、育菇、作生化饲料,还可以作为土壤改良剂[20]。

2 城市生活垃圾厌氧消化工艺的类型及应用实例

2.1 城市生活垃圾厌氧消化工艺类型

根据消化级数和运行连续性,BOFW的厌氧消化分为:单级厌氧消化、两级厌氧消化和间歇式厌氧消化。单级厌氧消化采用一个反应器,产酸相和产甲烷相均在这个反应器中完成。两级厌氧消化是为了优化产酸和产甲烷菌各自的条件以提高整体消化效率,将两个阶段分别在不同的反应器中完成。第一个反应器用于水解/液化-产酸,其限速步骤是纤维素的水解;另一个反应器用于产甲烷,其限速步骤是产甲烷菌的生长。间歇式厌氧消化最早是以反应器填埋的形式出现,目前,有二种间歇式消化工艺:单级间歇式系统、序批式系统和组合式间歇-UASB系统,见图二。

根据Ts不同,有机垃圾的厌氧消化还可以分为湿式厌氧消化(Ts低于10%)、中固体厌氧消化(Ts为10%-20%)和高固体厌氧消化(Ts为20%-40%)[21]。

2.2 城市生活垃圾厌氧消化工艺应用实例

2.2.1 单级厌氧消化

单级厌氧消化包括单级湿式厌氧消化和单级高固体厌氧消化。

单级湿式厌氧消化工艺简单,采用的反应器主要是连续搅拌罐式反应器(continuously stirred tank reactor,CSTR),以一定的速率进出料,根据不同的原料类型和消化温度,停留时间一般为14-28 d。典型的工艺为芬兰的Wassa工艺、德国的Eco Tec工艺和佛罗里达州的SOLCON工艺等。Wassa工艺的TS为10%-15%,年处理量为3000-8500t;中温消化的停留时间为20d,高温消化的停留时间为10 d。M S-BOFW SW的OLR(相对于VS)为9.7kg/(m3·d),而SS-BOFW SW的OLR(相对于VS)为6kg/(m3·d),每吨VS产甲烷率为170-320Nm3,VS去除率40%-75%[6]。

单级高固体厌氧消化典型的工艺为比利时有机垃圾系统公司(Organic Write Systems)开发的的Dranco工艺、瑞士Kom-pogas AG公司开发的Kom-pogas工艺和法国Steimueller Valorga Sarl公司开发的Valorga工艺,见图三。Dranco的主要单元为单级高温反应器,原料从反应器顶部进入,从底部出料,反应器中一般没有搅拌,垃圾以栓塞流方式垂直移动,一部分消化物作为接种剂再进入到新鲜垃圾中。该工艺进料固体浓度15%-40%,负荷10kg COD/(m3.d),温度50-58℃,消化时间15-20d,每吨垃圾生物气产量为100-200m[6,21]。

高固体与湿式厌氧消化相比,从技术及成本都有较大的不同,见表一。

2.2.2 两级厌氧消化

两级厌氧消化包括两级湿式厌氧消化和两级高固体厌氧消化。

荷兰的Pacques工艺、德国和加拿大的BTA工艺以及德国的Biocomp工艺都属于两级湿式厌氧消化。Pacques是中温工艺,主要处理水果蔬菜垃圾(fruit and vegetal waste,FVW以及SS-BOFM SW。水解反应器TS为10%,采用气流搅拌,消化物经过脱水,液体部分进入到上流式厌氧污泥床(up flow anaerobic sludge blanked,UASB)产甲烷,固体的一部分加到水解反应器中作为接种物,剩下部分用于堆肥。BTA工艺的TS含量要求为10%左右,中温厌氧消化。产甲烷反应器采用附着式生物膜反应器,保证足够的微生物停留时间。为了防止附着式生物膜反应器的堵塞,仅有液体部分进入到产甲烷反应器。同时,为了维持水解反应器的p H值在6-7之间,产甲烷反应器中消化后的液体又循环回水解反应器[22]。

典型的两级高固体厌氧消化工艺为德国维尔利公司(Wehrle Werk Aktiengesel Lschaft,WWAG)的Biopercolat工艺,它与Pacques工艺相似,但水解是在较高TS含量以及微好氧条件下完成,微好氧水解反应器以及附着式生物膜产甲烷反应器可以将消化时间缩短为7d。与单级湿式系统相比,两级系统具有较高的OLR。比如BTA工艺Biopercolat工艺的OLR分别为10和15kg VS/(m3·d),这主要由于附着式生物膜能够提高微生物停留时间,增强了产甲烷菌对高浓度氨的耐受作用,提高生物稳定性。但1999年DE[23]的研究报道指出,由于两级系统较为复杂,两级工艺的商业化应用只占到城市垃圾处理总量的10%。

2.2.3 间歇式厌氧消化

典型间歇式厌氧消化工艺是荷兰的Biocel对每年能处理源头分选的生物垃圾35000t,该工艺采用中温厌氧消化,由14个混泥土浇注的反应器组成,每个反应器的有效容积为480 m3。进入非搅拌反应器的垃圾预先和接种物充分混合,从反应器中收集得到的渗滤液再循环到反应器顶部,垃圾在反应器中停留超过40d,直到停止产气。处理相同量的垃圾,Biocel工艺与单级湿式工艺相比,产气量低40%左右。

3 城市生活垃圾厌氧消化处理技术的发展趋势

近年来,在可持续发展原则指导下,欧洲国家纷纷立法,限制BOFM SW进入卫生填埋场,BOFM SW含量高于5%的垃圾即被禁止,垃圾分类收集得到广泛推广。这种情况下,BOFM SW处理和利用成为一个迫切的问题。由于堆肥存在缺陷问题,人们不断探讨BOFM SW处理和利用的新技术方法。近十年来,城市生活垃圾厌氧消化系统在德国、瑞士、奥地利、芬兰、瑞典等国家发展尤其迅速,日本荏原公司也从欧洲引进技术,在日本建设了首座厌氧消化示范工程[24]。城市生活垃圾厌氧消化处理成为有机垃圾处理的一种新的趋势。在美国,厌氧消化工艺也有一定的应用[25]。目前,比较成熟的城市生活垃圾厌氧消化系统一般为日处理有机垃圾100吨左右,每日可以产生12000m3左右生物气体,同时还可以产生25吨左右的优质有机肥[24]。

国内厌氧消化技术最近20多年开始有较大发展,主要仍然集中在污泥消化、粪便处理、高浓度有机废水处理等领域,城市生活垃圾处理行业中应用厌氧产沼并回收利用则还处于起步阶段。厌氧处理用于污泥消化虽然是一种成熟的传统技术,但生活垃圾可降解有机物的组成不同于污泥,其有机物含量高,其中蛋白质、脂肪、盐分等物质的分解代谢和发酵条件等均有别于污泥消化,其微生物的种类、生长规律、菌群关系等还有待深入研究。尤其是我国城市生活垃圾可降解有机物对该技术的适用性必须予以研究开发。在基础研究完善的情况下,筛选培育优良菌种,提高厌氧发酵的效率,也是一个新的课题。总体来看,高固体浓度厌氧处理技术在我国的基础研究与产业化开发应用具有创新性[24]。

4 城市生活有机垃圾厌氧消化处理存在的问题及展望

采用厌氧消化技术,不仅能使MSW稳定化,还能获得生物质能源,并产出优质的肥料,尤其在高温条件下能有效去除病原菌。但目前有机垃圾的厌氧消化处理技术在流程的各个环节上还需要不断完善。从工艺来看,未经预处理的垃圾,水解时间长。现有的预处理工艺成本较高,由于垃圾的固体含量较高,给搅拌装置的选择和动力配给带来困难。从微生物学角度来看,由于固体含量较高,产酸阶段的VFAs容易积累,造成酸中毒;缺乏适合垃圾厌氧发酵的高效微生物菌群,启动困难,菌种较难驯化;氨、重金属、硫酸盐等抑制物含量较高,抑制细菌活性,运行中存在较高的不稳定性。因此,在机理以及工艺方面均需要进一步研究[16]。

另一方面,垃圾分选效率将直接影响处理效率、成本以及产品质量,国内垃圾处理技术相对滞后的一个重要原因是没有进行很好的分类。因此,作者认为城市生活固体垃圾的综合处理应该从源头抓起,建立合理的城市垃圾分类收集制度,但是这要求城市居民要有较好的素质,城市的经济水平较发达。

厌氧消化技术应用于城市垃圾的处理中,经济因素和技术因素同等的重要,在经济上是否可行涉及很多的因素:能源价格、运行成本、消化产品质量以及市场需求等,只有在对这些因素进行系统分析的基础上,才能得出确实可信的结论。目前,我国利用厌氧消化技术处理城市垃圾的实例较少,仅有几个单位进行了实验室规模的小试研究[14,26],而且垃圾成分单一,有的甚至是配比的模拟垃圾,通过这些还难以做出较为准确的经济分析。国外厌氧消化处理城市垃圾的经验对我国城市垃圾处理有很好的借鉴作用,但是由于各国的风俗习惯及消费结构不同,垃圾成分及物性也不同。因此应针对中国城市生活垃圾成分和产出量,开发合适的综合处理技术,制定合理的政策和法律法规[16]。

摘要：本文介绍了国内外城市生活垃圾厌氧消化处理技术的应用和发展概况,详细分析了pH值、温度、垃圾成分、碳氮比、接种物、总固体含率、有机负荷率及搅拌对城市生活垃圾厌氧消化的影响,比较了国内外几个典型的城市生活垃圾厌氧消化处理工艺,最后指出了城市生活垃圾厌氧消化处理技术存在的问题,并给出了我国城市生活垃圾厌氧消化处理技术研究和应用的发展方向。

技术消化 篇10

关键词：预处理,剩余污泥,厌氧消化

目前,剩余污泥的产生量越来越大,产生的二次污染问题也越来越严重,对剩余污泥的处理已成为环境保护工作者研究的热点,其中厌氧消化技术是处理剩余污泥的主要技术之一。

传统的厌氧消化存在消化速率低、停留时间长(需20~30 d)及产气率低等不足[1,2,3],限制了厌氧消化技术优势的发挥。为提高剩余污泥的厌氧消化效率,对剩余污泥中微生物细胞进行破解,使其中的有机物进入水相,从而有利于微生物对有机物的进攻、利用和降解。

近年来,国内外学者针对剩余污泥预处理方法和效率展开了广泛的研究,主要预处理手段包括超声波、热解、微波、超临界氧化、加碱法及其它方法组合而成的预处理工艺方法等。这些方法均可以有效破坏剩余污泥的结构及细胞壁,使絮体中胞内外有机物不同程度地溶出并进入液相,促进剩余污泥的水解过程。

1 超声波预处理

超声波预处理剩余污泥,可使污泥中的有机物更充分地厌氧消化降解并转化为沼气资源。其污泥破解原理是在超声波(20 k Hz~10 MHz)作用下污泥不断压缩和膨胀,污泥内部产生气穴泡,且不断成长并最终共振内爆,局部产生超高温、高压,同时产生巨大的水力剪切力[4,5],使污泥结构中相当数量的微生物细胞壁得以破坏,细胞质和酶得以释放。超声波预处理促进胞内溶解性有机物释放,表现为剩余污泥的可溶性COD的比例上升和氮与磷浓度的增加,从而改善剩余污泥的微生物可利用性[6]。

超声波预处理具有如下优势[7]:(1)紧凑的设计并且可以改装完成;(2)实现低成本和自动化操作;(3)提高产气率;(4)改善污泥的脱水性能;(5)对污泥后续处理没有影响。因此,国内外对超声波预处理剩余污泥效果进行了大量研究。

Wang等[8]研究了不同固体含量的剩余污泥经频率为20 k Hz和超声密度为0.768 W/m L、超声时间为5~15 min预处理后溶解性化学需氧量(SCOD)的释放规律。结果表明,SCOD从2 581 mg L增加到7 509 mg/L,然而当超声处理时间延长到20 min时,SCOD释放速度明显变慢,这说明超声处理有最佳操作条件,其它同类研究[9,10,11,12]也得到了相似的结果。

Khanal等[5]在超声能量输入为66 800 k J/kg TS条件下预处理剩余污泥获得了SCOD/COD增加16.2%的效果;而Bougrier等[7]研究表明,SCOD/COD比值增加2×16.2%而超声输入能量仅为6 951 k J/kg TS;在另一项研究[13]中,超声能量输入为60 000k J/kg TS却得到40%的SCOD/COD的结果;而Rai等[14]研究表明,能量输入为64 000 k J/kg TS的超声条件下使SCOD/COD增加25%。这说明许多文献中关于剩余污泥超声波预处理研究获得的结果并不一致。

进一步研究表明,超声频率是影响超声波预处理污泥破解效率一个重要参数。因为超声频率控制了空化气泡的大小[15,16],超声波在高频的范围内,空化效率迅速下降,而在低频范围内却可以获得极强烈的空化效果。同时,双频、三频超声波辐照产生的污泥破解效果远大于单频产生的污泥破解效果之和[17]。蒋建国等[18]研究发现,单频超声波处理后剩余污泥的厌氧产气累计增量高于双频超声波,为40.93%,而双频超声波处理后污泥的SCOD溶出量大,比单频超声波高出23.5%。

在评价超声预处理剩余污泥破解效率时,p H值和温度也是重要影响因素。此外,碱和超声波协同对剩余污泥进行预处理,破解的效果更好,其原因可能是碱的添加弱化了污泥的细胞壁,超声波与碱耦合作用可促进碱与污泥细胞中胞外多聚物、细胞壁及细胞质膜中脂类物质的水解作用,使细胞中的有机物更容易释放出来;加碱可以降低超声处理的成本。Wang等[19]研究了剩余污泥超声预处理破解效果,结果表明,影响污泥超声破解效率因子作用的大小顺序为污泥的p H值、污泥浓度、超声强度、超声密度。

尽管剩余污泥超声波预处理的研究成果相当多,但许多课题值得进一步去研究,这也是超声波预处理技术在剩余污泥处理中面临的挑战。

2 热水解预处理

热水解是近年来发展起来的一种有效的剩余污泥预处理技术。剩余污泥经过热水解处理后,微生物絮体解体,微生物细胞中的结合水释放出来,污泥自由水的比例增大,有利于污泥减量,同时有利于后续污泥的厌氧消化[19,20,21]。

剩余污泥热水解的温度通常为150~200℃,相应压力范围是600~2 500 k Pa[22];增加温度对污泥中的SCOD的增加有正效应,在150℃条件下,剩余污泥的SCOD增加达到15%~20%,而在200℃时,SCOD的增加达30%左右。当热水解温度较低时,增加热水解时间对增加SCOD有效;而在高温时,对剩余污泥的SCOD增加效果不太明显。

随着热水解温度的升高,热水解预处理后剩余污泥厌氧消化的产气率和有机物的去除率相应提高,在170℃达到最大值,然后开始下降;在温度相对较低的条件下,剩余污泥热水解作用对厌氧消化的影响比高温条件下的影响更显著[21]。然而,热水解温度提高到190℃时,处理后剩余污泥的厌氧消化性能开始下降,表明在高温条件下,污泥除了溶解和水解之外,可能有难降解的中间产物生成,并认为这是由于高温条件下发生了美拉德反应(Maillard Reaction)所致。美拉德反应又称棕色反应,是氨基化合物和羰基化合物之间的缩合反应,温度越高反应越激烈,所生成的系列复杂产物称为类黑色素,而类黑色素是难于生物降解的,从而导致厌氧消化性能的下降[22]。

热水解条件对剩余污泥化学成分的影响及对后续的厌氧消化处理有直接关系。王治军等[23]对热水解剩余污泥溶出液的主要化学成分进行了分析,结果表明,剩余污泥的固体有机物在热水解过程中不断溶解,同时溶解性有机物也不断水解,使污泥水解液中含有丰富的C1~C5脂肪酸。在210℃、75min热水解条件下有机酸浓度达到最大值,在所有条件下,挥发酸(VFA)占SCOD的30%~40%,乙酸占VFA的50%以上。乙酸所占比例随着热水解温度的升高而增大,说明温度越高越有利于有机物水解成最稳定的产物(乙酸)。同时,污泥经过热水解处理后,氨氮浓度升高,p H值升高,碱度增大。此外,由于水解液含有较丰富的C1~C5挥发性脂肪酸,如果将污泥水解液作为碳源用于污水处理厂的反硝化脱氮系统,可以减少额外投加的碳源,从而节省费用,这也是污泥热水解技术的一个新的应用领域[24]。

剩余污泥热水解首先需要外来能源加热污泥,可能影响运行成本,这是研究者比较关心的问题。Bougrier等[25]研究了剩余污泥热水解预处理后厌氧消化的可行性。结果表明,从COD、脂类、碳水化合物、蛋白质的溶出产生量考虑,剩余污泥热水解温度190℃比135℃条件更有效。在190℃热水解条件下,甲烷产生量增加25%,增加的甲烷量燃烧产生的热量足以弥补加热污泥消耗的热量。该研究从能量平衡角度为剩余污泥热水解的应用奠定了理论基础。

为减少热水解处理成本,研究人员又开发了与热水解工艺相组合的预处理技术。其中热碱法处理污泥与其它污泥破解方法相比,具有操作简单、方便、处理时间短、效果好等优点。

何玉风等[26]研究了热碱水解法对剩余污泥特性参数(SCOD、挥发酸、氨氮、p H值和污泥含固率等)的影响。结果表明,碱的加入减弱了污泥细胞壁对高温的抵抗力,强化了剩余污泥细胞内有机质的释放与水解,改变了污泥的性质。在反应温度为170℃、p H值13、反应时间为75 min的热碱水解条件下,SCOD达到最大溶出量,其值为17 956 mg/L,此时SCOD与总化学需氧量之比为0.65;同样在p H值13,反应时间为60 min热碱水解条件下,剩余污泥中悬浮固体、挥发性悬浮固体均达到了最大溶解率,其值分别为67%和72%;经热碱水解处理后的剩余污泥SCOD随着原污泥浓度的增大而增大,并呈现了良好的线性关系。

Vlyssides等[27]也研究了热碱对剩余污泥的预处理效果,结果表明,在温度范围50~90℃、p H值为8~11条件下,污泥的破解效率与p H值和温度的关系符合一级动力方程,在p H值为11和温度90℃下挥发性悬浮固体达到6.82%,在10 h内污泥厌氧消化的挥发性悬浮固体的去除率达到45%。

尽管剩余污泥热水解预处理方法对提高厌氧消化有一定效果,但需要外来热源并消耗能量,该技术实际应用的可行性仍是人们关注的重点。

3 微波预处理

Park等[28]利用微波对剩余污泥进行预处理再以5 L厌氧反应器厌氧消化以观察微波预处理效果。结果表明,对照实验的挥发性固体去除率为23.2±1.3%,微波预处理后污泥厌氧消化的挥发性固体去除率为25.7±0.8%;剩余污泥微波预处理后厌氧消化,当水力停留时间分别为8、10、12、15 d,沼气产生率分别为每升每天240±11 m L、183±9m L、147±8 m L和117±7 m L;而对照实验组在水力停留时间为10和15 d时,产气率分别为每升每天134±12 m L和97±7 m L。

Eskicioglu等[29]研究了微波与传统加热在50℃、75℃和96℃3种温度下对剩余污泥预处理效果。结果表明,厌氧消化运行15 d后,在96℃下微波辐照剩余污泥厌氧消化比传统加热方式处理产气量提高最大,增加率为16%。

乔玮等[30]对剩余污泥用微波促进热水解效果进行了对比研究。结果表明,微波加热使剩余污泥中有机物水解反应快速发生,水解过程受温度影响显著,热水解5 min时,150℃和170℃的挥发性悬浮固体溶解率为15.8%和29.4%;10 min时COD溶解率达到19.07%和25.75%,COD和总有机碳浓度在170℃时分别为9 860.0 mg/L和2 949.70 mg/L;预处理时间超过5~10 min,挥发性悬浮固体和COD水解率增加缓慢;与碳和氢相比,污泥中氮的水解率更高,170℃微波热水解5 min氮的水解率达到67%;150℃和170℃热水解10 min离心脱水污泥含水率降低到73.1%和65.5%;脱水性能相应改善,减量化率分别为33.9%和51.7%。

4 其它预处理方法

除了以上几种预处理方法外,臭氧预处理剩余污泥破解法也有相当有效。Zhang等[31]研究了臭氧对污泥的破解效果,最佳破解条件是每克干泥臭氧剂量为50 mg;当臭氧剂量为25 mg时经90 min预处理后,剩余污泥破解程度仅为10.4%;当臭氧剂量为80 mg时并不能进一步对污泥进行破解。

Bougrier等[32]对超声波、热水解和臭氧处理污泥效果进行了对比。结果发现,所有的预处理方法都增加了COD和总固体的溶解程度;从污泥中有机物的溶解性评价,热水解预处理效果要好于超声波处理和臭氧处理,但对预处理后剩余污泥的厌氧消化性能来说,最好的结果是在6 250 k J/kg TS或者9 350 k J/kg TS条件下超声处理和在170~190℃下的热水解处理;几种预处理方法均能使污泥的粘度减小,但热水解对污泥粘度的减小作用更明显。

超临界水氧化(Supercritical Water Oxidation,SCWO)是近20年发展起来的一种清洁、无污染、对环境友好的有机废物处理技术。昝元峰等[33,34]考察了在间歇式反应器中剩余污泥的超临界水氧化预处理效果和反应动力学。结果表明,反应温度为400~500℃、反应时间为40~515 s条件下,剩余污泥中的有机物去除率可达99.9%以上;在420℃、反应时间为155 s时,剩余污泥氧化后残余固体物的体积仅为处理污泥的4%,反应后剩余收集液的COD小于10 mg/L;并以幂函数方程描述了氧化剂过量时污泥超临界水氧化的反应动力学规律,剩余污泥和氧化剂的反应级数分别为1和0,速率常数与温度的关系符合Arrhenius方程;有机物完全氧化释放的反应热为21 319.15 k J/kg,在400℃、26MPa条件下,当污泥中有机物质量含量超过3.0%时,超临界水氧化反应能实现能量的平衡-自热。显然,该技术对剩余污泥预处理有较好的效果,但是反应条件较为苛刻。

韩进等[35]对高速转盘机械法用于剩余污泥预处理进行了研究。结果表明,该法所产生的流体剪切力是导致污泥可溶化的主要原因。同时,研磨作用和酶促反应对污泥的可溶化起着促进作用,当转盘转速为5 000 r/min时,污泥溶液中悬浮固体浓度高于18 000 mg/L、处理45 min后,污泥的可溶化率达50%以上。

牟艳艳等[36]用r-射线对剩余污泥预处理,也取得了一定的效果。结果表明,r-射线穿透力强,对微生物有较强的致死作用,可将剩余污泥中的大颗粒转化为易于水解的小颗粒,并使污泥微生物的细胞膜受到破坏,释放其中的有机物使之成为可溶性有机物,从而提高厌氧消化效率,并改善污泥的脱水性能和沉降性能。

5 结语

技术消化 篇11

【关键词】上消化道出血 急诊消化内科 临床疗效

【中图分类号】R473.5 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949（2015）02-0317-02

上消化道出血指的是人体的食管、十二指肠、胃部以及肝胆系统出血，目前已经成为了常见的内科疾病，且发病率呈现出逐年攀升的趋势[1] 。该病症在临床表现上主要表现为黑便、呕血、大量失血，且由于发病急，会对患者正常的血液运行产生影响，严重者还有阻碍心、脑、肾等部位正常的血液供应，从而导致患者出现休克[2] 。传统的治疗一般是对患者使用西药，但长期的服用容易导致患者产生不良反应。本研究对上消化道出血患者采用了中西医结合的治疗方案，取得了较为满意的效果，现报道如下：

1 一般资料与方法

1.1 一般资料

选取2013年11月至2014年11月期间，我院急诊消化内科收治确诊的上消化道出血患者共90例，其中，男59例，女31例；年龄在18岁-75岁之间，平均年龄为（51.6±11.7）岁。临床表现均存在恶心、头晕、便血、乏力、血压降低、休克、脉搏加快等病症。患者被随机分为观察组与对照组，各组45例，两组患者的年龄、职业、性别、病情等一般资料无显著差异（P>0.05），有可比性。所有患者及其家属均签署了知情同意书。

1.2 方法

对照组患者使用西药进行治疗，进行静脉滴注，药品为法莫替丁，剂量为20mg，每日一次；晚上使用奥美拉唑进行肌肉注射，剂量同为20mg，每日一次。

观察组患者在对照组的基础上使用云南白药进行治疗，剂量为0.5g，每日四次。

1.3 评价指标

将两组患者的临床治疗效果和恢复时间进行对比，并由患者匿名填写满意度调查表。痊愈标准：患者的临床症状彻底消失，生命指标正常；有效标准：患者的主要症状明显减轻，出血减少，大便潜血转阴；无效标准：患者的主要症状没有改善，甚至出现加重。

1.4 统计学分析

本研究数据以SPSS18.0软件进行分析，计量资料以（X±s）表示，比较以t检验；计数资料的比较经x2检验，以P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

经过治疗，对照组和观察组的患者病情均有好转。通过对本案进行观察发现，观察组患者的治疗有效率明显高于对照组，观察组患者的恢复时间显著短于对照组患者，观察组患者的满意度显著高于对照组，P均<0.05表示差异具有统计学意义。详细情况如表1所示。

3 讨论

有研究发现，上消化道出血在近几年在男性人群中的发病率极高，其原因主要是因为劳累、饮酒、饮食不合理、药物刺激、情绪紧张等[3] 。由于上消化道出血具有病因复杂、变化迅速、起病急等特点，因此如果患者沒有得到及时而有效的治疗，那么便会对他的健康和生命造成严重威胁。

在本次研究当中，对观察组患者使用的是中西医联合治疗的方案，研究的结果显示，与对照组相比，观察组患者的治疗有效率明显高于对照组，观察组患者的恢复时间显著短于对照组患者，观察组患者的满意度显著高于对照组，P均<0.05表示差异具有统计学意义。这是因为在中医学中认为，上消化道出血是属于便血、吐血的范畴，血是从人体的胃部产生，严重者能够“倾盆盈碗”[4] 。而观察组所加用的云南白药则能够增加患者血小板膜的通透性，通过释放产生钙和腺苷酸，从而达到凝血的效果。在研究中我们还发现，两组患者在用药后不良反应的发生率均为3例，表现为腹泻、口干、食欲不振，但程度均较轻微，由此可见云南白药联合西药对上消化道出血患者进行治疗，用药后并发症的发生率较低，该治疗方案具有较高的安全性，能够在临床上进行推广和运用。

综上所述，在上消化道出血患者的治疗过程中进行中西医的结合治疗，能够有效提高治疗的效果和患者的满意度，缩短患者的康复时间，而且安全可靠，值得推广应用。

参考文献

[1] 黄金红.急诊消化内科上消化道出血治疗研究[J].中国保健营养（下旬刊），2014，（5）：2500-2501.D

[2]尹琳琳.急诊消化内科上消化道出血患者的临床治疗观察[J].健康之路，2013，12（10）：147.

[3]侯文英.急诊消化内科上消化道出血患者的临床治疗观察[J].中外健康文摘，2013，（36）：88-88.

技术消化 篇12

1 确保污泥消化系统热平衡计算的准确性

污泥消化池的净能产量是消化处理系统产生沼气的总能量与用于维持消化处理过程能量消耗之差。影响污泥厌氧消化处理净能产量的因素较多, 包括处理污泥量、进泥含水率、污泥性质、消化温度、进泥温度、环境大气与土壤温度、消化池内污泥停留时间、消化池保温性能、锅炉与热交换器等供换热设备及管路系统的热损耗情况等, 然而国内污泥消化处理系统的热平衡设计的准确性不够。

如南方某污水处理厂, 设计污泥有机物含量为70%、有机物去除率为50%、去除VSS的沼气产率为1 m3/kg。但这些关键性工艺设计参数在实际运行中均较难实现, 尤其是二沉池剩余污泥中的运行数据与设计参数有一定出入, 需进行复核。

按国家建设部、发改委发布的《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南 (试行) 》 (2011年3月) (简称《指南》) , 污泥有机物分解率一般为35%~45%, 去除VSS的产气率一般为0.75~1.1 m3/kg。

在有机物含量、有机物分解率、沼气产率下调的情况下, 污泥消化处理系统的能量平衡问题会更加突出。

2 对污泥中高含砂、含渣量的影响采取对策

在国内污水处理厂中, 由于雨污分流不彻底等原因, 非常普遍的是进厂污水中的砂砾含量较高, 即使经过沉砂池的预处理, 仍有大量细小砂粒进入沉砂池的污水处理设施中, 使得污泥中的含砂量远远超过了欧美发达国家的平均水平。为了保障污泥厌氧消化工艺系统的正常运行, 有必要对污水处理厂的沉砂池出水污泥中的含砂量和砂粒粒径分布进行测定, 并从技术和经济方面评估其对污泥消化处理系统正常运行产生的影响。

污水的预处理过程对于污泥处理设施的正常运转至关重要。一些污水处理厂的配水渠道内严重积砂, 污泥泵经常堵塞并过度磨损, 寿命大大降低。很多污水处理厂的运行人员通常忙于解决堵塞、积砂、大量浮渣、设备磨损等问题, 而对从格栅流走的一些塑料袋、破布条等杂物进入污泥处理系统后堵塞排泥管路、排泥泵、热交换器等重视不够。

3 对实际运行中污泥可能产生的高浓度硫化氢采取措施

污泥中硫化氢的浓度会因污水处理厂的进水水质而变化, 其变化幅度在0.228~4.554 g/m3或更大。进水中硫化物的主要来源是工业废水排放。污水中尿素和蛋白质的分解和供水系统投加明矾都会产生硫酸盐。《指南》中污泥经消化处理产生的沼气中的硫化氢含量一般为0.1~10.0 g/m3, 但在国内南方某污水处理厂污泥消化处理系统的设计中, 污泥经消化处理产生沼气中的硫化氢浓度的设计值在脱硫前为0.079~0.158 g/m3, 较国内污水处理厂常规值相差悬殊。在此低浓度的硫化氢设计沼气处理系统, 在实际运行中高浓度硫化氢将会严重地影响整个污泥消化处理系统的正常运行。

沼气脱硫处理, 含硫量<1 000 ppm的采用干式脱硫工艺, 高浓度含硫量的采用湿式脱硫+干式脱硫的二级串联组合工艺。

4 加强对沼气收集处理系统的总平面布置的安全措施

国内尚无明确针对污泥消化处理工程总平面布置的设计规范, 以致众多污泥消化处理工程的总平面布置存在一定的问题。

以某污水处理厂的污泥消化工程总平面布置为例, 分析存在的问题及安全措施。

1) 沼气柜、脱硫塔等沼气系统区域周围无防护栏, 不满足安全要求。故平面布置中, 在沼气系统区域周围应设防护栏, 建立出入检查制度。

2) 火炬位于锅炉房附近, 不满足安全距离要求。应按GB 50183—2004《石油天然气工程设计防火规范》第6.8.7条强制性条款和GB 50016—2006《建筑设计防火规范》 (简称《防火规范》) 第3.4.2条要求。

3) 沼气压缩机房 (含仪表值班控制室、变配电室) 的布置也不符合《防火规范》第3.3.14条强制性条款的规定。

5 明确防爆区的区域范围

鉴于污泥消化处理系统中防爆区域的合理确定将影响到总平面布置、工艺设备、电气、控制、建筑等各专业的设计、施工、验收及运行管理, 故为确保工程的安全性, 须明确整个污泥消化处理系统的防爆区域的范围, 并相应地进行设计、施工、验收及运行管理。

沼气系统防爆区域的所有厂房、场地的设计均应符合国家规定的甲级防爆要求。

防爆区域中的防爆电气设备需按照GB3836.1~4—2000《爆炸性气体环境用电气设备》、GB 3836.9—2006《爆炸性气体环境用电气设备第9部分:浇封型“m”》、GB 50257—1996《电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》、AQ 3009—2007《危险场所电气防爆安全规范》及国家有关标准要求进行防爆电气设备的日常维护和保养。

涉及防爆电气设备的维修, 须按照GB3836.13—1997《爆炸性气体环境用电气设备第13部分:爆炸性气体环境用电气设备的检修》的要求进行, 确保设备的安全运行。

6 需对沼气收集管路增加冷凝水排放设施和除浊处理设施

沼气的收集管路需考虑其冷凝水影响, 在沼气管路的低点处隔一定距离设置冷凝水排放设施。如沼气管不设坡度, 则沼气管路中的冷凝水排放势必存在问题, 从而将影响整个沼气收集处理系统的正常运行。

沼气管道应沿气流方向设置一定的坡度。在管道相对低点、脱硫塔/沼气压缩机/沼气锅炉/沼气火炬等设备的沼气管线入口、湿式气柜的进出口处需设置冷凝水去除装置。

沼气在利用之前, 尚需进行除浊预处理。沼气的除浊处理需采用沉淀物捕集器和水沫分离器以去除沼气中的水沫和沉淀物。

如某污水处理厂的污泥消化系统缺少沼气处理粗、细过滤器, 势必影响整个沼气处理系统的正常运行。

7 落实各单体的安全措施

需落实的各单体的安全措施有以下几点。

1) 沼气压缩机内若未设可燃气体报警装置, 则不符合《防火规范》11.4.2条强制性条款的规定 (建筑内可能散发可燃气体、可燃蒸气的场所应设可燃气体报警装置) 。

2) 沼气锅炉房内如仅设置1台排风机, 达不到正常通风量换气次数6次/h及事故排风量12次/h的要求, 须按《防火规范》增设防爆型机械通风设施, 并设置导除静电的接地装置。

3) 根据GB 50058—1992《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》第2.2.2条“易燃物质可能出现的最高浓度不超过爆炸下限值的10%, 可划为非爆炸危险区域”, 沼气锅炉房内须在合适位置设置性能可靠的甲烷浓度检测报警器, 在沼气进气管上设置沼气紧急自动切断阀, 并与锅炉房的防爆风机进行连锁运行控制。

8 进一步优化各单体及管道系统的设计

除上述问题外, 从以下几方面优化污泥消化系统中各单体及管道系统的设计。

1) 需高度重视沼气、污泥、热水等管路上的阀门设置。研究消化池进、出泥管上的阀门在故障情况下的对策措施。

2) 沼气管如采用碳钢管, 则需高度重视沼气中的硫化氢对管道产生的腐蚀问题。

3) 2个沼气柜的进 (出) 气管上仅设置有1个蝶阀, 若其中1个沼气柜检修时, 整个沼气柜系统将无法运行。

9 确保进口污泥消化处理设备的备品备件

从国内诸多的污泥消化处理工程实际运行情况看, 污泥消化处理系统采用了众多的进口设备。但进口备品、备件的数量, 将直接影响到这些设备正常调试及运行。

1 0 生产运行前需具备设备的检测验收报告等

污泥消化系统在生产运行前应具备相应的检测、验收报告及设备使用证等。

1) 须按GB 50334—2002《城市污水处理厂工程质量验收规范》检查验收所有设备、管道、阀门、电气、仪表等的准确性、完整性, 经验收合格后方可试生产。

2) 试生产前应对装置中所有管道进行全面检查, 特别是隐蔽工程的管道要重点检查。其中, 污泥等有压管道须进行水压试验, 沼气管道必须做强度和严密性试验。

3) 消化池、脱硫塔、贮气柜等设备若安装时已作内防腐, 试生产前应检查防腐层是否脱落、起泡或失效;若无防腐, 应进行设备的内防腐。

4) 在进行单体调试前, 应检查设备与管道、管道与管件连接处的密封面, 更换失效、损坏的垫片, 为系统气密性试验作准备。

5) 制定详细的试生产方案和操作规程, 调试方案应考虑应急措施。

6) 防雷、防静电系统需经专业资质单位检测, 并取得合格证。

7) 沼气锅炉运行前必须具有锅炉使用登记证。

8) 按《中华人民共和国安全生产法》, 单位主要负责人和安全管理人员需经安全生产监督管理部门安全培训考核合格。特种作业人员须经有关监督部门考核合格, 取得上岗资格。

摘要：自20世纪90年代上海市政工程设计研究总院 (集团) 有限公司设计国内第一座污水处理厂污泥消化池以来, 建设并运行了较多的污泥消化池。但由于多种原因, 至今国内污泥消化处理的总体技术水平仍较低;而欧美发达国家较成熟有效的污泥消化处理工艺, 在国内设计、建设、运行等方面遇到诸多问题。结合国内某些污泥消化处理工程实际情况, 剖析了污泥消化处理系统需注意的几个技术问题。