污水c甲烷氣體怎麼產生的

A. 下水道中的甲烷是怎麼產生的

甲烷俗稱沼氣 沼氣是一些有機物質（如秸稈、雜草、樹葉、人畜糞便等廢棄物）在一定的溫度、濕度、酸度條件下，隔絕空氣（如用沼氣池），經微生物作用（發酵）而產生的可燃性氣體。沼氣是氣體的混合物，其中含甲烷60～70％，此外還含有二氧化碳、硫化氫、氮氣和一氧化碳等。它含有少量硫化氫，所以略帶臭味。發酵是復雜的生物化學變化，有許多微生物參與。反應大致分兩個階段：（1）微生物把復雜的有機物質中的糖類、脂肪、蛋白質降解成簡單的物質，如低級脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氫氣和硫化氫等。（2）由甲烷菌種的作用，使一些簡單的物質變成甲烷。

B. 污水處理能產生哪些多有毒有害氣體

污水處復理設施能產生制許多有毒有害氣體，比如甲烷(可燃氣體)、硫化氫、一氧化碳和二氧化碳等。這些氣體有多種來源，比如污水池、泵站、曝氣池、污泥消化池、除臭車間和處理車間。如曝氣和污泥消化，通常是沼氣產生的高危區這些從污泥中產生的沼氣含有甲烷、硫化氫和二氧化碳等有害物質。甲烷除了極易爆炸以外，還能導致氧氣濃度降低，從而增加了使人窒息的風險。在另一方面，硫化氫在低濃度下(0.0047ppm)有特殊的氣味，極易辨別；但當濃度超過150ppm時，人的嗅覺神經就會因被損壞而聞不到它的氣味，從而掩蓋其真實的存在，即使硫化氫達到了致死濃度800pm，工人也聞不到其氣味，產生致命危險。由於沼氣極易燃燒，污泥消化過程中產生的沼氣可用於發電，因此，如果從消化池中滲漏出來，將會非常危險，很有可能導致爆炸。

C. 為什麼水中含有甲烷氣體

天然氣水合物（Natural Gas Hydrate/Gas Hydrate）即可燃冰，是天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀結晶物質，因其外觀像冰，遇火即燃，因此被稱為「可燃冰」（Combustible ice）、「固體瓦斯」和「汽冰」，化學式為CH₄·nH₂O。天然氣水合物常見於深海沉積物或陸上永久凍土中，由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質。分布淺、分布廣泛、總量巨大、能量密度高，是未來主要替代能源。
天然氣水合物燃燒後幾乎不產生任何殘渣，污染比煤、石油、天然氣都要小得多。1立方米可燃冰可轉化為164立方米的天然氣和0.8立方米的水。開采時只需將固體的「天然氣水合物」升溫減壓就可釋放出大量的甲烷氣體。
天然氣水合物在海洋淺水生態圈，通常出現於深層的沉澱物結構中，或是在海床處露出。甲烷氣水包合物據推測是因地理斷層深處的氣體遷移，以及沉澱、結晶等作用，於上升的氣體流與海洋深處的冷水接觸所形成。
在高壓下，甲烷氣水包合物在 18 °C 的溫度下仍能維持穩定。一般的甲烷氣水化合物組成為 1摩爾的甲烷及每 5.75 摩爾的水，然而這個比例取決於多少的甲烷分子「嵌入」水晶格各種不同的包覆結構中。據觀測的密度大約在 0.9 g/cm3。一升的甲烷氣水包合物固體，在標准狀況下，平均包含 168 升的甲烷氣體。
1立方米的可燃冰可在常溫常壓下釋放164立方米的天然氣及0.8立方米的淡水，所以固體狀的天然氣水合物往往分布於水深大於 300 米 以上的海底沉積物或寒冷的永久凍土中。海底天然氣水合物依賴巨厚水層的壓力來維持其固體狀態，其分布可以從海底到海底之下 1000 米 的范圍以內，再往深處則由於地溫升高其固體狀態遭到破壞而難以存在。
天然氣水合物從物理性質來看，天然氣水合物的密度接近並稍低於冰的密度，剪切系數、電解常數和熱傳導率均低於冰。天然氣水合物的聲波傳播速度明顯高於含氣沉積物和飽和水沉積物，中子孔隙度低於飽和水沉積物，這些差別是物探方法識別天然氣水合物的理論基礎。此外，天然氣水合物的毛細管孔隙壓力較高。
可燃冰分子結構就像一個一個由若干水分子組成的籠子。
形成可燃冰有三個基本條件：溫度、壓力和原材料。
首先，低溫。可燃冰在0-10℃時生成，超過20℃便會分解。海底溫度一般保持在2-4℃左右；
其次，高壓。可燃冰在0℃時，只需30個大氣壓即可生成，而以海洋的深度，30個大氣壓很容易保證，並且氣壓越大，水合物就越不容易分解。
最後，充足的氣源。海底的有機物沉澱，其中豐富的碳經過生物轉化，可產生充足的氣源。海底的地層是多孔介質，在溫度、壓力、氣源三者都具備的條件下，可燃冰晶體就會在介質的空隙間中生成。

D. 污水處理廠為什麼會發生爆炸

2020年7月11日晚，遼寧阜新一化工園區內的污水處理廠發生爆炸，污水處理廠周邊居民樓的玻璃都被震裂了，慶幸事故並未造成人員死亡，只有17人輕傷。污水處理廠發生爆炸已經不是什麼新鮮事了，以前也出現過類似的事件。

上圖為水解酸化池

好在，污水處理廠一般距離居民區較遠，即使發生爆炸，也不會造成太大的人員傷亡。對於這一類化工單位，一定要時常監督，查缺補漏，尋找安全隱患。對於不合規的，要責令整改。

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E. 工業廢水處理中是如何產生甲烷氣體的

http://ke..com/view/1690482.htm看看這個吧，污水的厭氧版處理。權

F. 甲烷是怎麼產生的

甲烷合成方法
本品為最簡單的有機化合物，在自然界中分布很廣，是天然氣、煤層氣、沼氣的主要成分，經分離可以取得。
1.從天然氣分離天然氣中含甲烷80%～99%（φ），干天然氣經甲烷清凈後使用濕天然氣經清凈後，用冷凝法、吸收法、吸附法分離出乙烷以上輕烴後使用。
2.從油田氣分離石油開采時從油井中逸出天然氣，其中干氣含甲烷80%～85%（φ）；濕氣含甲烷10%（φ）。在加壓和冷凝的情況下，可以液化用作化工原料。
3.從煉廠氣分離各煉廠石油加工氣體中含甲烷20%～50%。用吸收蒸餾法和冷凝蒸餾法從石油加工氣體中分離乙烯、丙烯時可副產甲烷、氫或純甲烷。
4.從焦爐氣分離焦爐氣含甲烷約20%～30%，干餾煤氣含甲烷約40%～60%。採用深冷法分離焦爐氣氫時副產甲烷。
5.利用天然氣提氦裝置副產品甲烷（含CH498%以上）為原料，經一個或兩個低溫甲烷精餾塔，脫除氮、氧雜質，再經吸附器脫除C2以上烴類，即得純度99.99%以上的高純甲烷產品。或者以乙烯裝置尾氣為原料氣，先經吸附器脫除水、二氧化碳和C2以上烴類雜質，然後導入間歇精餾塔精餾。當塔頂排出氣體中總雜質濃度指標達到要求後，停止精餾即可，可以製得純度為99.995%以上的高純甲烷。

G. 污水冒氣泡是因為

因為水是由氫元素和氧元素組成,而污水中已經不能溶解很多氧氣,可以說幾乎沒有氧氣,而水中的微生物會進行呼吸作用,消耗水中存在的一點點氧氣,然後呼出二氧化碳,二氧化碳的碳元素和水中的氫元素反應,生成甲烷,而甲烷易揮發,所以污水裡的泡就是甲烷氣體.

H. 生活污水發酵產生的是什麼氣體

把生活污水引入到一個密閉的大池中，類似於污水處理廠中的大池子。然後，她往池中內的污水裡加入一容些可讓污水中有機物發酵的產甲烷細菌。
產甲烷細菌可不怕污水那臭臭的氣味，而是歡快地吞食污水中的有機物，然後源源不斷地「放屁」，也就是產生燃燒值很高的甲烷。這些甲烷經過凈化處理後，可以輸送到火力電廠燃燒發電，也可以在壓縮後充入到燃料電池中。
污水經過靜置、沉澱之後，會產生大量的淤泥。傳統的做法是對這些淤泥進行填埋處理，佔地且費事。
英國和瑞士的研究人員發現，來自生活污水的淤泥富含有機質，可以用於製造肥料。在淤泥造肥料的過程中，最重要的一步是去除會進入農作物然後危害人體健康的重金屬。雖然生活污水比工業污水要干凈得多，但是其中也有微量重金屬。
研究人員先把淤泥進行高溫烘乾成顆粒狀，然後把淤泥傳輸到篩選裝置中，重金屬及其化合物因為密度大而會沉積到底部。上部不含重金屬的淤泥顆粒進入一個密閉的除臭箱，經過除臭之後就成為可以裝袋使用了。
這些淤泥顆粒含有豐富的氮及磷，適合用作肥料，而且可無限期貯存。對於一些有機質特別豐富的淤泥顆粒產品，甚至可以直接用作燃料。對於一些有機質含量特別少的淤泥，則主要用於製造建材。

I. 甲烷的源

大氣甲烷源按照是否為人類所直接參與而分為天然源和人為源。近20年來，在大多相關甲烷源與匯的估算和預測研究（Michael，1990；Wuebbles，2002）以及第二次、第三次IPCC（2003）全球氣候變化溫室氣體評估報告中，認為甲烷天然源主要包括了：濕地、白蟻、野生反芻動物、海洋和水合物等，地質甲烷天然源僅包括了甲烷水合物且只佔到全球大氣甲烷源的極小部分。 然而，2007年第四次IPCC全球氣候變化溫室氣體評估報告將地質甲烷天然源確認為僅次於濕地的第二個重要的甲烷天然源（Denman et al.，2007）。 天然源甲烷占總源的30％～50％（表1.1）。 甲烷人為源包括：反芻動物腸道發酵、動物和人類垃圾、稻田、生物質燃燒、垃圾填埋場和化石燃料諸如天然氣、煤和石油。 人為源占總源的50％～70％（表1.1）。 根據甲烷的形成機制，可以將其源分為生物源與非生物源。 大氣甲烷的主要來源是厭氧環境的生物過程，一切存在厭氧環境的生態系統都是大氣甲烷的源，即生物源，產生的甲烷氣體佔大氣甲烷總量的70％～80％（Quay et al.，1991；Jean et al.，2001），非生物過程產生甲烷的源稱為非生物源，主要包括化石燃料的生產和使用過程的泄漏。

表1.1 全球甲烷收支估算值與TAR採用值比較

（據Houghtonet al.，2001）

TAR（IPCC，第三次評估報告）預算以CH₄濃度1.745μl/L、壽命8.4年、失衡為8mL/L·a為基礎；廢物處理包括反芻動物；稻田包括濕地；包括淡水。

（1）生物成因的甲烷源

在淹水土壤、垃圾填埋場、飼養的反芻動物如牛、羊和野生的反芻動物如野牛、白蟻甚至人的消化系統中，由於有機質在細菌作用下發生分解或還原，而釋放出生物成因的甲烷。 研究證明：甲烷的產生與溫度密切相關，在37～45℃，甲烷的產生量最大（Boone，2000）。 淹水土壤如濕地或稻田中，溫度是影響其甲烷釋放的重要因素。 甲烷的釋放與氣候變化成正相關，隨著大氣溫度的上升，生物源甲烷的釋放增加，大氣甲烷的濃度增長，導致氣候變暖。

濕地是大氣甲烷最大的天然源，占整個天然源的約72％（Khalil，2000），全球濕地面積高達5.3～5.7×109m²（Anclumnn et al.，1989）。 影響其甲烷釋放有許多環境因素，包括土壤的特點如：有機碳和營養物質的可利用性（Miller et al.，1999；Smith et al.，2000）、植物和植被類型（King et al.，1998），最重要的是地下水面深度和土壤溫度。 大量研究顯示：濕地甲烷釋放對季節性和年度性地下水面深度和溫度非常靈敏（金會軍，1997；Moosavi et al.，1997，1998；Nakano et al.，2000；Worthy et al.，2000；Matthews，2000）。 這種靈敏性在確定未來濕地甲烷中起著非常重要的作用，因為隨著全球氣候的變化，區域性溫度和降雨量都會發生改變。 如果僅溫度增加，那麼甲烷釋放將會增長，這種現象在高緯度地區尤為明顯（Caoet al.，1996a；Worthy et al.，2000）。 然而，土壤濕度和地下水面深度使得預測未來濕地甲烷的釋放變得復雜，全球氣候變化對區域性水文循環的影響高度不確定，未來土壤水的變化可能導致目前濕地面積和甲烷釋放增加或減少（Moosavi et al.，1997）。

全球稻田種植面積大約為1500×10⁹m²，是大氣甲烷的主要人為源（朱玫，1996）。 稻田甲烷的排放取決於甲烷的生成、氧化和向大氣輸送三個過程（王明星，1991）。 稻田甲烷釋放受耕種期間的條件和耕種方式的影響，如：氣候、溫度、土壤特點、耕種方式包括水管理、施肥、其他添加劑以及水稻品種（上官行健等，1993，1994；Cao et al.，1995，1996b；Khalil et al.，1998，85環能-03-07課題研究總結報告，1998）。 稻田甲烷的釋放也取決於各年度水稻的種植數量和耕種的面積。 研究顯示：耕種方式如稻田間歇式排水、添加的氧化劑或其他礦物肥料、含甲烷低的耕作物分別可減少甲烷釋放約40％ ～55％、20％ ～70％及60％以上（EPA，1993a，1993b；黃勤等，1996；Neue et al.，1997；Mitra et al.，1999）。 有機肥料的使用相對於無機肥料可增加甲烷釋放超過50％，而不施肥的稻田甲烷排放量最低（上官行健等，1993；陳德章，1993a，1993b；Yagi et al.，1997）。 淹水土壤如濕地或稻田中，溫度是影響其甲烷釋放的重要因素。 甲烷的釋放與氣候變化成正相關，隨著大氣溫度的上升，生物源甲烷的釋放增加，大氣甲烷的濃度增長，導致氣候變暖。

反芻動物如牛、羊、野牛、山羊和其他家禽所釋放的甲烷受其食入的飼料影響（Johnsonet al.，2000；EPA，1993a，1993b）。 反芻動物的甲烷釋放是由於不完全消化的結果。 通常，高品質的飼料使動物易於完全消化、並增進蛋白質的吸收，從而減少甲烷的釋放。 在發展中國家，提高飼料的質量尤為重要，如果在這些國家提高牛的飼料質量，那麼每生產1kg的牛奶就可將甲烷釋放減少到原來的75％ （Ward et al.，1993）。 此方法已在一些地區引進，不但增進了牛的消化，同時還減少了40％的甲烷釋放（EPA，1993a，1993b）。 動物的糞便是甲烷的另一個源。 如果將動物的糞便留在田裡，很快就會變干，那麼它所釋放的甲烷就會減少到最小。 但若將這些糞便堆積並保存，則所釋放的甲烷將增加十倍（Bogner et al. ，1995）。

垃圾填埋場和污水處理池提供了厭氧環境，使生物垃圾降解而產生甲烷。 全球每年排放的固體廢物約為8～10Gt（1Gt＝109g），僅美國每年產生的固體廢物就達3Gt，我國為0.3～0.5Gt（孟范平，1996；余國泰，1997）。 垃圾填埋場的甲烷釋放受許多環境因素的影響，包括排放場地的溫度、土壤濕度、pH、垃圾填埋場甲烷的濃度、有機物的成分及數量、填埋時間的長短、表面覆蓋物的厚度（Bogner et al.，1993；孟范平，1996）。 在垃圾填埋場、污水池和糞便池，可通過圈閉、燃燒、或利用甲烷作為能源等方式來減少甲烷的釋放。 這些方法能夠使甲烷的釋放減少90％之多（Bogner et al.，1995）。

生物質燃燒產生了大量的污染物，當燃燒完全時，這些污染物主要是二氧化碳；而當燃燒不完全或悶燒時，則產生大量的甲烷和高含量的其他烴類有機物。 生物質燃燒所釋放的甲烷量取決於燃燒的階段、生物質的碳含量和燃燒生物質的數量 （Levine等，2000）。

（2）非生物成因的甲烷源

甲烷的化石燃料包括煤的開采和處理，天然氣的開采、生產、輸送與分配。 其源強可以用直接或間接的方法加以估算，直接法類似對於其他源的研究，即採用排放因子測定和控制因素研究結合並結合統計數字估算出化石燃料甲烷的釋放為80Tg/a；間接方法是應用¹⁴C同位素的加速質譜儀法確定甲烷源強的相對大小，得出大氣中不含¹⁴C的甲烷（死碳源）佔到了大氣甲烷總源的20％～30％，等效於100±50Tg/a，而這明顯高於由統計數據估算甲烷源強。 由此可知：仍存在一些重要的不為我們所知的死碳源（Crutzen，1991；Lacroix，1993），如來自於地質成因的甲烷排放，它包括了人為因素所造成的化石源甲烷排放和地質成因天然源的甲烷釋放，見下面第三章詳述。

J. 什麼因素影響污水產甲烷量

厭氧條件下，影響產甲烷量即是影響甲烷菌的生長。影響甲烷菌生長活性的因素有很多，包括
溫度、酸鹼度、碳氮比、負荷、氧化還原電位、有毒有害物質控制如氨氮的影響等。

1酸鹼度
甲烷菌生長最適宜的pH范圍是6.8-7.2，若pH低於6或高於8，正常的消化就遭到破壞。因此，消化系統內必須存在足夠的緩沖物質，如重碳酸鹽，用以中和產酸菌產生的過量酸。一般來說，消化系統應保持鹼度2000~3000mg/L（以CaCO3計）
2 碳氮比
有機物的碳氮比（C/N）對消化過程有較大影響。碳氮比過高，組成細菌的氮量不足，消化液的緩沖能力較低，pH易下降；碳氮比太低，則氮含量過高，pH可能上升到8.0以上，脂肪酸的銨鹽積累，對甲烷菌產生毒害作用。實驗表明，C/N=12~16時，處理效果較好。如以C/N=15為准，推算的營養比約為C：N：P=75:5:1，若以C與COD的化學計量關系推算，則為COD：N：P=200:5:1。
3 負荷
負荷常以投配率表示。投配率過高，則產酸速率大於甲烷菌的耗酸速率，揮發酸積累，使pH下降，破壞鹼性消化，產氣率降低；投配率過低，雖可提高產氣率，消化完全，但設備容積大，基建投資也大。中溫消化污泥投配率以6%-8%為宜。
4 氧化還原電位
厭氧消化系統中氧化還原電位的高低非，對甲烷菌的影響極為明顯。甲烷菌細胞內具有許多低氧化還原點位的酶系。當體系的氧化還原電位高時，這些酶系將被高電位不可逆轉地氧化破壞，是甲烷菌的生長受到抑制，甚至死亡。產酸菌可以在氧化還原電位為+l00~-100mV的環境正常生長和活動；而產甲烷菌的最適氧化還原電位為-300~-400mV。
5 有毒有害物質控制
工業廢水中常含有毒化合物，而厭氧處理中甲烷菌對毒性物質往往比發酵菌更為敏感，因此毒性物質的存在及其濃度是影響厭氧處理的重要因素。
5.1 氨氮的影響
氨氮有刺激濃度和抑制濃度之分。氨氮濃度在50~200mg/L時，對厭氧反應器消化液中的微生物有刺激作用，在1500~3000mg/L則有明顯的抑製作用。值得注意的是：消化液的pH值決定了水中氨和銨離子間的分配百分比。當pH值較高時，對甲烷菌有毒性的游離氨的比例也會相應提高。
廢水中氨氮濃度高於 3000mg/L 時，不論 pH 值如何，銨離子都有很大的毒性，厭氧反應器將無法運轉。進水氨氮濃度最好控制在 800mg/L 以內，可通過稀釋廢水，或者從廢水中去除氨氮源，或添加不含氮的有機廢水，調節廢水的碳氮比等方式實現。
5.2 硫酸鹽的影響
當廢水中含有高濃度的硫酸鹽時，會對厭氧反應產生不利的影響，主要表現在以下兩個方面：一是由於硫酸鹽還原菌和產甲烷菌都可以利用乙酸和 H2而產生基質競爭性抑製作用；二是硫酸鹽還原菌會將SO42-轉化為H2S，而H2S是有毒的。還原的終產物—硫化物對產甲烷菌和其它厭氧菌直接產生毒害作用。一般厭氧反應器中硫酸鹽離子的濃度應小於 1000mg/L。
如廢水中含有重金屬、鹼土金屬、三氯甲烷、氰化物、酚類、硝酸鹽和氯氣等有毒物質，必須考慮對廢水進行必要的預處理。