污水c甲烷气体怎么产生的

A. 下水道中的甲烷是怎么产生的

甲烷俗称沼气 沼气是一些有机物质（如秸秆、杂草、树叶、人畜粪便等废弃物）在一定的温度、湿度、酸度条件下，隔绝空气（如用沼气池），经微生物作用（发酵）而产生的可燃性气体。沼气是气体的混合物，其中含甲烷60～70％，此外还含有二氧化碳、硫化氢、氮气和一氧化碳等。它含有少量硫化氢，所以略带臭味。发酵是复杂的生物化学变化，有许多微生物参与。反应大致分两个阶段：（1）微生物把复杂的有机物质中的糖类、脂肪、蛋白质降解成简单的物质，如低级脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氢气和硫化氢等。（2）由甲烷菌种的作用，使一些简单的物质变成甲烷。

B. 污水处理能产生哪些多有毒有害气体

污水处复理设施能产生制许多有毒有害气体，比如甲烷(可燃气体)、硫化氢、一氧化碳和二氧化碳等。这些气体有多种来源，比如污水池、泵站、曝气池、污泥消化池、除臭车间和处理车间。如曝气和污泥消化，通常是沼气产生的高危区这些从污泥中产生的沼气含有甲烷、硫化氢和二氧化碳等有害物质。甲烷除了极易爆炸以外，还能导致氧气浓度降低，从而增加了使人窒息的风险。在另一方面，硫化氢在低浓度下(0.0047ppm)有特殊的气味，极易辨别；但当浓度超过150ppm时，人的嗅觉神经就会因被损坏而闻不到它的气味，从而掩盖其真实的存在，即使硫化氢达到了致死浓度800pm，工人也闻不到其气味，产生致命危险。由于沼气极易燃烧，污泥消化过程中产生的沼气可用于发电，因此，如果从消化池中渗漏出来，将会非常危险，很有可能导致爆炸。

C. 为什么水中含有甲烷气体

天然气水合物（Natural Gas Hydrate/Gas Hydrate）即可燃冰，是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，因其外观像冰，遇火即燃，因此被称为“可燃冰”（Combustible ice）、“固体瓦斯”和“汽冰”，化学式为CH₄·nH₂O。天然气水合物常见于深海沉积物或陆上永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。分布浅、分布广泛、总量巨大、能量密度高，是未来主要替代能源。
天然气水合物燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水。开采时只需将固体的“天然气水合物”升温减压就可释放出大量的甲烷气体。
天然气水合物在海洋浅水生态圈，通常出现于深层的沉淀物结构中，或是在海床处露出。甲烷气水包合物据推测是因地理断层深处的气体迁移，以及沉淀、结晶等作用，于上升的气体流与海洋深处的冷水接触所形成。
在高压下，甲烷气水包合物在 18 °C 的温度下仍能维持稳定。一般的甲烷气水化合物组成为 1摩尔的甲烷及每 5.75 摩尔的水，然而这个比例取决于多少的甲烷分子“嵌入”水晶格各种不同的包覆结构中。据观测的密度大约在 0.9 g/cm3。一升的甲烷气水包合物固体，在标准状况下，平均包含 168 升的甲烷气体。
1立方米的可燃冰可在常温常压下释放164立方米的天然气及0.8立方米的淡水，所以固体状的天然气水合物往往分布于水深大于 300 米 以上的海底沉积物或寒冷的永久冻土中。海底天然气水合物依赖巨厚水层的压力来维持其固体状态，其分布可以从海底到海底之下 1000 米 的范围以内，再往深处则由于地温升高其固体状态遭到破坏而难以存在。
天然气水合物从物理性质来看，天然气水合物的密度接近并稍低于冰的密度，剪切系数、电解常数和热传导率均低于冰。天然气水合物的声波传播速度明显高于含气沉积物和饱和水沉积物，中子孔隙度低于饱和水沉积物，这些差别是物探方法识别天然气水合物的理论基础。此外，天然气水合物的毛细管孔隙压力较高。
可燃冰分子结构就像一个一个由若干水分子组成的笼子。
形成可燃冰有三个基本条件：温度、压力和原材料。
首先，低温。可燃冰在0-10℃时生成，超过20℃便会分解。海底温度一般保持在2-4℃左右；
其次，高压。可燃冰在0℃时，只需30个大气压即可生成，而以海洋的深度，30个大气压很容易保证，并且气压越大，水合物就越不容易分解。
最后，充足的气源。海底的有机物沉淀，其中丰富的碳经过生物转化，可产生充足的气源。海底的地层是多孔介质，在温度、压力、气源三者都具备的条件下，可燃冰晶体就会在介质的空隙间中生成。

D. 污水处理厂为什么会发生爆炸

2020年7月11日晚，辽宁阜新一化工园区内的污水处理厂发生爆炸，污水处理厂周边居民楼的玻璃都被震裂了，庆幸事故并未造成人员死亡，只有17人轻伤。污水处理厂发生爆炸已经不是什么新鲜事了，以前也出现过类似的事件。

上图为水解酸化池

好在，污水处理厂一般距离居民区较远，即使发生爆炸，也不会造成太大的人员伤亡。对于这一类化工单位，一定要时常监督，查缺补漏，寻找安全隐患。对于不合规的，要责令整改。

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E. 工业废水处理中是如何产生甲烷气体的

http://ke..com/view/1690482.htm看看这个吧，污水的厌氧版处理。权

F. 甲烷是怎么产生的

甲烷合成方法
本品为最简单的有机化合物，在自然界中分布很广，是天然气、煤层气、沼气的主要成分，经分离可以取得。
1.从天然气分离天然气中含甲烷80%～99%（φ），干天然气经甲烷清净后使用湿天然气经清净后，用冷凝法、吸收法、吸附法分离出乙烷以上轻烃后使用。
2.从油田气分离石油开采时从油井中逸出天然气，其中干气含甲烷80%～85%（φ）；湿气含甲烷10%（φ）。在加压和冷凝的情况下，可以液化用作化工原料。
3.从炼厂气分离各炼厂石油加工气体中含甲烷20%～50%。用吸收蒸馏法和冷凝蒸馏法从石油加工气体中分离乙烯、丙烯时可副产甲烷、氢或纯甲烷。
4.从焦炉气分离焦炉气含甲烷约20%～30%，干馏煤气含甲烷约40%～60%。采用深冷法分离焦炉气氢时副产甲烷。
5.利用天然气提氦装置副产品甲烷（含CH498%以上）为原料，经一个或两个低温甲烷精馏塔，脱除氮、氧杂质，再经吸附器脱除C2以上烃类，即得纯度99.99%以上的高纯甲烷产品。或者以乙烯装置尾气为原料气，先经吸附器脱除水、二氧化碳和C2以上烃类杂质，然后导入间歇精馏塔精馏。当塔顶排出气体中总杂质浓度指标达到要求后，停止精馏即可，可以制得纯度为99.995%以上的高纯甲烷。

G. 污水冒气泡是因为

因为水是由氢元素和氧元素组成,而污水中已经不能溶解很多氧气,可以说几乎没有氧气,而水中的微生物会进行呼吸作用,消耗水中存在的一点点氧气,然后呼出二氧化碳,二氧化碳的碳元素和水中的氢元素反应,生成甲烷,而甲烷易挥发,所以污水里的泡就是甲烷气体.

H. 生活污水发酵产生的是什么气体

把生活污水引入到一个密闭的大池中，类似于污水处理厂中的大池子。然后，她往池中内的污水里加入一容些可让污水中有机物发酵的产甲烷细菌。
产甲烷细菌可不怕污水那臭臭的气味，而是欢快地吞食污水中的有机物，然后源源不断地“放屁”，也就是产生燃烧值很高的甲烷。这些甲烷经过净化处理后，可以输送到火力电厂燃烧发电，也可以在压缩后充入到燃料电池中。
污水经过静置、沉淀之后，会产生大量的淤泥。传统的做法是对这些淤泥进行填埋处理，占地且费事。
英国和瑞士的研究人员发现，来自生活污水的淤泥富含有机质，可以用于制造肥料。在淤泥造肥料的过程中，最重要的一步是去除会进入农作物然后危害人体健康的重金属。虽然生活污水比工业污水要干净得多，但是其中也有微量重金属。
研究人员先把淤泥进行高温烘干成颗粒状，然后把淤泥传输到筛选装置中，重金属及其化合物因为密度大而会沉积到底部。上部不含重金属的淤泥颗粒进入一个密闭的除臭箱，经过除臭之后就成为可以装袋使用了。
这些淤泥颗粒含有丰富的氮及磷，适合用作肥料，而且可无限期贮存。对于一些有机质特别丰富的淤泥颗粒产品，甚至可以直接用作燃料。对于一些有机质含量特别少的淤泥，则主要用于制造建材。

I. 甲烷的源

大气甲烷源按照是否为人类所直接参与而分为天然源和人为源。近20年来，在大多相关甲烷源与汇的估算和预测研究（Michael，1990；Wuebbles，2002）以及第二次、第三次IPCC（2003）全球气候变化温室气体评估报告中，认为甲烷天然源主要包括了：湿地、白蚁、野生反刍动物、海洋和水合物等，地质甲烷天然源仅包括了甲烷水合物且只占到全球大气甲烷源的极小部分。 然而，2007年第四次IPCC全球气候变化温室气体评估报告将地质甲烷天然源确认为仅次于湿地的第二个重要的甲烷天然源（Denman et al.，2007）。 天然源甲烷占总源的30％～50％（表1.1）。 甲烷人为源包括：反刍动物肠道发酵、动物和人类垃圾、稻田、生物质燃烧、垃圾填埋场和化石燃料诸如天然气、煤和石油。 人为源占总源的50％～70％（表1.1）。 根据甲烷的形成机制，可以将其源分为生物源与非生物源。 大气甲烷的主要来源是厌氧环境的生物过程，一切存在厌氧环境的生态系统都是大气甲烷的源，即生物源，产生的甲烷气体占大气甲烷总量的70％～80％（Quay et al.，1991；Jean et al.，2001），非生物过程产生甲烷的源称为非生物源，主要包括化石燃料的生产和使用过程的泄漏。

表1.1 全球甲烷收支估算值与TAR采用值比较

（据Houghtonet al.，2001）

TAR（IPCC，第三次评估报告）预算以CH₄浓度1.745μl/L、寿命8.4年、失衡为8mL/L·a为基础；废物处理包括反刍动物；稻田包括湿地；包括淡水。

（1）生物成因的甲烷源

在淹水土壤、垃圾填埋场、饲养的反刍动物如牛、羊和野生的反刍动物如野牛、白蚁甚至人的消化系统中，由于有机质在细菌作用下发生分解或还原，而释放出生物成因的甲烷。 研究证明：甲烷的产生与温度密切相关，在37～45℃，甲烷的产生量最大（Boone，2000）。 淹水土壤如湿地或稻田中，温度是影响其甲烷释放的重要因素。 甲烷的释放与气候变化成正相关，随着大气温度的上升，生物源甲烷的释放增加，大气甲烷的浓度增长，导致气候变暖。

湿地是大气甲烷最大的天然源，占整个天然源的约72％（Khalil，2000），全球湿地面积高达5.3～5.7×109m²（Anclumnn et al.，1989）。 影响其甲烷释放有许多环境因素，包括土壤的特点如：有机碳和营养物质的可利用性（Miller et al.，1999；Smith et al.，2000）、植物和植被类型（King et al.，1998），最重要的是地下水面深度和土壤温度。 大量研究显示：湿地甲烷释放对季节性和年度性地下水面深度和温度非常灵敏（金会军，1997；Moosavi et al.，1997，1998；Nakano et al.，2000；Worthy et al.，2000；Matthews，2000）。 这种灵敏性在确定未来湿地甲烷中起着非常重要的作用，因为随着全球气候的变化，区域性温度和降雨量都会发生改变。 如果仅温度增加，那么甲烷释放将会增长，这种现象在高纬度地区尤为明显（Caoet al.，1996a；Worthy et al.，2000）。 然而，土壤湿度和地下水面深度使得预测未来湿地甲烷的释放变得复杂，全球气候变化对区域性水文循环的影响高度不确定，未来土壤水的变化可能导致目前湿地面积和甲烷释放增加或减少（Moosavi et al.，1997）。

全球稻田种植面积大约为1500×10⁹m²，是大气甲烷的主要人为源（朱玫，1996）。 稻田甲烷的排放取决于甲烷的生成、氧化和向大气输送三个过程（王明星，1991）。 稻田甲烷释放受耕种期间的条件和耕种方式的影响，如：气候、温度、土壤特点、耕种方式包括水管理、施肥、其他添加剂以及水稻品种（上官行健等，1993，1994；Cao et al.，1995，1996b；Khalil et al.，1998，85环能-03-07课题研究总结报告，1998）。 稻田甲烷的释放也取决于各年度水稻的种植数量和耕种的面积。 研究显示：耕种方式如稻田间歇式排水、添加的氧化剂或其他矿物肥料、含甲烷低的耕作物分别可减少甲烷释放约40％ ～55％、20％ ～70％及60％以上（EPA，1993a，1993b；黄勤等，1996；Neue et al.，1997；Mitra et al.，1999）。 有机肥料的使用相对于无机肥料可增加甲烷释放超过50％，而不施肥的稻田甲烷排放量最低（上官行健等，1993；陈德章，1993a，1993b；Yagi et al.，1997）。 淹水土壤如湿地或稻田中，温度是影响其甲烷释放的重要因素。 甲烷的释放与气候变化成正相关，随着大气温度的上升，生物源甲烷的释放增加，大气甲烷的浓度增长，导致气候变暖。

反刍动物如牛、羊、野牛、山羊和其他家禽所释放的甲烷受其食入的饲料影响（Johnsonet al.，2000；EPA，1993a，1993b）。 反刍动物的甲烷释放是由于不完全消化的结果。 通常，高品质的饲料使动物易于完全消化、并增进蛋白质的吸收，从而减少甲烷的释放。 在发展中国家，提高饲料的质量尤为重要，如果在这些国家提高牛的饲料质量，那么每生产1kg的牛奶就可将甲烷释放减少到原来的75％ （Ward et al.，1993）。 此方法已在一些地区引进，不但增进了牛的消化，同时还减少了40％的甲烷释放（EPA，1993a，1993b）。 动物的粪便是甲烷的另一个源。 如果将动物的粪便留在田里，很快就会变干，那么它所释放的甲烷就会减少到最小。 但若将这些粪便堆积并保存，则所释放的甲烷将增加十倍（Bogner et al. ，1995）。

垃圾填埋场和污水处理池提供了厌氧环境，使生物垃圾降解而产生甲烷。 全球每年排放的固体废物约为8～10Gt（1Gt＝109g），仅美国每年产生的固体废物就达3Gt，我国为0.3～0.5Gt（孟范平，1996；余国泰，1997）。 垃圾填埋场的甲烷释放受许多环境因素的影响，包括排放场地的温度、土壤湿度、pH、垃圾填埋场甲烷的浓度、有机物的成分及数量、填埋时间的长短、表面覆盖物的厚度（Bogner et al.，1993；孟范平，1996）。 在垃圾填埋场、污水池和粪便池，可通过圈闭、燃烧、或利用甲烷作为能源等方式来减少甲烷的释放。 这些方法能够使甲烷的释放减少90％之多（Bogner et al.，1995）。

生物质燃烧产生了大量的污染物，当燃烧完全时，这些污染物主要是二氧化碳；而当燃烧不完全或闷烧时，则产生大量的甲烷和高含量的其他烃类有机物。 生物质燃烧所释放的甲烷量取决于燃烧的阶段、生物质的碳含量和燃烧生物质的数量 （Levine等，2000）。

（2）非生物成因的甲烷源

甲烷的化石燃料包括煤的开采和处理，天然气的开采、生产、输送与分配。 其源强可以用直接或间接的方法加以估算，直接法类似对于其他源的研究，即采用排放因子测定和控制因素研究结合并结合统计数字估算出化石燃料甲烷的释放为80Tg/a；间接方法是应用¹⁴C同位素的加速质谱仪法确定甲烷源强的相对大小，得出大气中不含¹⁴C的甲烷（死碳源）占到了大气甲烷总源的20％～30％，等效于100±50Tg/a，而这明显高于由统计数据估算甲烷源强。 由此可知：仍存在一些重要的不为我们所知的死碳源（Crutzen，1991；Lacroix，1993），如来自于地质成因的甲烷排放，它包括了人为因素所造成的化石源甲烷排放和地质成因天然源的甲烷释放，见下面第三章详述。

J. 什么因素影响污水产甲烷量

厌氧条件下，影响产甲烷量即是影响甲烷菌的生长。影响甲烷菌生长活性的因素有很多，包括
温度、酸碱度、碳氮比、负荷、氧化还原电位、有毒有害物质控制如氨氮的影响等。

1酸碱度
甲烷菌生长最适宜的pH范围是6.8-7.2，若pH低于6或高于8，正常的消化就遭到破坏。因此，消化系统内必须存在足够的缓冲物质，如重碳酸盐，用以中和产酸菌产生的过量酸。一般来说，消化系统应保持碱度2000~3000mg/L（以CaCO3计）
2 碳氮比
有机物的碳氮比（C/N）对消化过程有较大影响。碳氮比过高，组成细菌的氮量不足，消化液的缓冲能力较低，pH易下降；碳氮比太低，则氮含量过高，pH可能上升到8.0以上，脂肪酸的铵盐积累，对甲烷菌产生毒害作用。实验表明，C/N=12~16时，处理效果较好。如以C/N=15为准，推算的营养比约为C：N：P=75:5:1，若以C与COD的化学计量关系推算，则为COD：N：P=200:5:1。
3 负荷
负荷常以投配率表示。投配率过高，则产酸速率大于甲烷菌的耗酸速率，挥发酸积累，使pH下降，破坏碱性消化，产气率降低；投配率过低，虽可提高产气率，消化完全，但设备容积大，基建投资也大。中温消化污泥投配率以6%-8%为宜。
4 氧化还原电位
厌氧消化系统中氧化还原电位的高低非，对甲烷菌的影响极为明显。甲烷菌细胞内具有许多低氧化还原点位的酶系。当体系的氧化还原电位高时，这些酶系将被高电位不可逆转地氧化破坏，是甲烷菌的生长受到抑制，甚至死亡。产酸菌可以在氧化还原电位为+l00~-100mV的环境正常生长和活动；而产甲烷菌的最适氧化还原电位为-300~-400mV。
5 有毒有害物质控制
工业废水中常含有毒化合物，而厌氧处理中甲烷菌对毒性物质往往比发酵菌更为敏感，因此毒性物质的存在及其浓度是影响厌氧处理的重要因素。
5.1 氨氮的影响
氨氮有刺激浓度和抑制浓度之分。氨氮浓度在50~200mg/L时，对厌氧反应器消化液中的微生物有刺激作用，在1500~3000mg/L则有明显的抑制作用。值得注意的是：消化液的pH值决定了水中氨和铵离子间的分配百分比。当pH值较高时，对甲烷菌有毒性的游离氨的比例也会相应提高。
废水中氨氮浓度高于 3000mg/L 时，不论 pH 值如何，铵离子都有很大的毒性，厌氧反应器将无法运转。进水氨氮浓度最好控制在 800mg/L 以内，可通过稀释废水，或者从废水中去除氨氮源，或添加不含氮的有机废水，调节废水的碳氮比等方式实现。
5.2 硫酸盐的影响
当废水中含有高浓度的硫酸盐时，会对厌氧反应产生不利的影响，主要表现在以下两个方面：一是由于硫酸盐还原菌和产甲烷菌都可以利用乙酸和 H2而产生基质竞争性抑制作用；二是硫酸盐还原菌会将SO42-转化为H2S，而H2S是有毒的。还原的终产物—硫化物对产甲烷菌和其它厌氧菌直接产生毒害作用。一般厌氧反应器中硫酸盐离子的浓度应小于 1000mg/L。
如废水中含有重金属、碱土金属、三氯甲烷、氰化物、酚类、硝酸盐和氯气等有毒物质，必须考虑对废水进行必要的预处理。