大連市厭氧反應器

厭氧反應器啟動時的注意事項哪些

（1）厭氧反應器在投入之前，必須進行充水試驗和密性試驗。充水試驗要求漏水現(xiàn)象，密性試驗要求池內加壓到350mm水柱，穩(wěn)定15min后壓力降小于100 mm水柱。而且在進行厭氧污泥的培養(yǎng)和馴化之前，應使氮吹掃。

（2）厭氧活性污泥應從處理同類污水的正在的厭氧處理構筑物中取得，也可取自江河湖泊沼澤底部、市政下水道及污水集積處等處于厭氧環(huán)境下的淤泥，甚至還可以使用好氧活性污泥法的剩余污泥進行轉性培養(yǎng)，但這樣做需要的時間要更長的一些。

（3）厭氧反應器因為微生物增殖緩慢，一般需要的啟運時間較長，如果能接種大量的厭氧污泥，可以縮短啟動時間。一般接種污泥的數(shù)量要達到反應器容積的10% ~9%，具保值根據(jù)接種污泥的來源情況而定。接種量越大，啟動時間越短，如果接種污泥中含大量的甲烷菌，效果會更好。

（4）采用中溫消化或高溫消化時，加熱升溫的速度越慢越好，一定不能超過1℃/h。同時對含碳水化合物較多、缺乏堿性緩沖物質的廢水時，需要補充投加一部分堿源，并嚴格控制反應器內的PH值在6.8~7.8之間。

（5）啟動時的初始機負荷與厭氧處理方法、待處理廢水性質、溫度等工藝條件及接種污泥的性質等關，一般從較低的負荷開始，再逐步增加負荷完成啟運過程。例如UASB啟動時，初始機負荷一般為0.1~0.2kgCODCR/（kgMLSS•d），當CODCR去除率達到80%或出水中揮發(fā)性機酸VFA的濃度低于1000mg/L后，再按原負荷50%的遞增幅度增加負荷。如果出水中VFA濃度較高，則不宜提高負荷，甚至要酌情降低負荷。

（6）厭氧反應器的出水以一定的回流以返回反應器，可以回收部分流失的污泥及出水中的緩沖性物質、平衡反應器中水的PH值。一般附著型的反應裝置因填料具一定的攔截，可以不用回流出水；而懸浮生長型反應裝置啟動時因污泥易于流失，可適當出水回流。

（7）對于縣浮型厭氧反應裝置，可以投加粉末煙煤、簽名冊水砂礫、粉末活性炭或絮凝劑，促進污泥的顆?；?/span>

（8）啟動初期水力負代號過高可能造成污泥的大量流失，水力負荷過低又不利于厭氧污泥的篩選。一般在啟動初期 選用較低的水力負荷，經(jīng)過數(shù)周后再緩慢平穩(wěn)地遞增。

管理

1．厭氧生物處理設施管理應該注意的問題

(1) 當被處理污水濃度較高（CODCr值大于5000mg/L）時，必須采取回流的方式，回流比根據(jù)具體情況確定，效的回流，不僅可以降低進水濃度，還可以增大進水量，處理設施內的水流分布均勻，避免出現(xiàn)短流現(xiàn)象。回流還可以防止進水濃度和厭氧反應器內pH值的劇烈波動，使厭氧反應平穩(wěn)進行，也就是說可以減少厭氧反應對堿度的需求量，降低。厭氧反應是產(chǎn)能過程，出水溫于進水．因此冬季溫低時，反應器內的溫度恒定，盡可能使厭氧微生在其適宜溫度下活動。

(2)-般的工業(yè)廢水溫度難以達到35℃，需要加熱（尤其在冬季）。因此，為節(jié)約加溫所需能量，一方面要注意保溫（包括采取加大回流量等措施），盡可能防止反應器熱量散失，另一方而要充分發(fā)揮反應器內污泥濃度較大的點，盡可能提高反應器內污泥濃度，減弱溫度對厭氧反應的影響。

(3)沼要及時效地出。厭氧消化過程必定伴隨著沼的產(chǎn)生，沼對污泥可以起到攪拌和，促進污水與污泥的混合接觸，這是其利的一面。同時，沼的存在也會起到類似浮渣的，沼向上溢出時將部分污泥帶到液面．導致浮渣的產(chǎn)生和出水中懸浮物含量增加及水質變差。因此，要設置體擋板和集罩，將沼從厭氧消化裝置內引出，在出水堰附近留足夠的沉淀區(qū)，以出水水質。

(4)污泥負荷要適當。為保持厭氧消化過程三個階段的平衡，使揮發(fā)性脂肪酸等中間產(chǎn)物的生成與消耗平衡，防止酸積累導致pH值下降，進水機負荷不宜過高，一般不0.5kgCODcr/(kgMLSS•d)?？梢酝ㄟ^提高反應器內污泥濃度，在保持相對較低的污泥負荷條件下，獲得較高的容積負荷。一般來說，厭氧消化裝置的容積負荷都在5kg CODcr/(m3•d)以上，甚至高達50kg CODcr/( m3•d)。

(5)當被處理污水懸浮物濃度較大（一般指1000mg/L以上）時，就應當對污水進行沉淀、過濾、或浮選等適當?shù)念A處理，以降低進水的懸浮物含量，防止填料層堵塞。一般AF的進水懸浮物不超過200mg/L，但如果懸浮物可以生物降解而且均勻分散在污水中，則懸浮物對AF幾乎不產(chǎn)生不利影響。

(6)要充分創(chuàng)造厭氧環(huán)境。氧是厭氧微生物正常活動的前提，甲烷菌則必須在的厭氧環(huán)境下才能率發(fā)揮。在污水提升進入?yún)捬跸b置、出水回流等環(huán)節(jié)都要盡可能避免與空的接觸，盡可能減少與空接觸的機會。如水流過程中盡量不要出現(xiàn)跌水、攪動等現(xiàn)象，調節(jié)池、回流池等要加蓋封閉，污水提升不要使用提泵。厭氧反應構筑物應經(jīng)過密試驗，確保嚴密滲漏。

2．厭氧生物反應器的

(1)氧化還原電位：利用測定氧化還原電位的方法判定厭氧反應器內的多個氧化還原組分是否平衡狀態(tài)，雖然這種方法可靠性較差，但由于氧化還原電位測定簡單，和其他監(jiān)測指標結合起來，一定的指導意義。

(2)丙酸鹽和乙酸鹽濃度比：如果厭氧反應器機負荷超過正常范圍，在其他參數(shù)發(fā)生變化之前，丙酸鹽和乙酸鹽濃度之比會立即升高。因此可以將丙酸鹽和乙酸鹽濃度之比作為厭氧反應器超負荷引起異常的靈敏而可靠的警示指標。

(3)揮發(fā)性酸VFA:揮發(fā)性酸的異常升高是厭氧反應器中產(chǎn)甲烷菌代謝受到抑制的指標。

(4)ben乙suan：苯乙suan是降解芳香組氨基酸和木質素等大分子機物產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，當處理含這類污染物的污水時，厭氧處理出水中苯乙suan含量是比揮發(fā)性酸更為敏感的反映厭氧反應器狀態(tài)的指標。

(5)甲硫醇：甲硫醇味獨，即使含很低，人們也能憑嗅覺感覺出來。甲硫醇含量突然增加（味突然出現(xiàn)或加大）往往表明進水中氯代烴類毒物質含量突然增加。

(6)一氧化碳CO: CO的產(chǎn)生與甲烷的產(chǎn)生密切相關，CO難溶于水，可以實現(xiàn)在線監(jiān)測。相中CO的含量和液相中乙酸鹽的濃度良好的相關性，CO的含量變化與重金屬和由機毒性所引起的抑制也關系。

3．厭氧生物反應器維持率的基本條件

(1)適宜的pH值：為使厭氧順利進行，反應器中的pH值必須在6.5～8.2之間。

(2)充足的常規(guī)營養(yǎng)：反應器內氮的濃度必須在40～70mg/L范圍內才能滿足需要，而磷和硫化物維持較低的濃度即可滿足需要。甲烷菌對硫化物和磷專性需要，必須在反應器內其含量，時需要向進水中投加磷肥和硫酸鹽。

(3)必要的微量專性營養(yǎng)元素：對甲烷菌激活的專性營養(yǎng)元素鐵、鈷、鎳、鋅、錳、鉬、銅甚至硒、硼等很多種，缺少其中一種就可能嚴重影響整個生物處理過程。

(4)合適的溫度：厭氧反應一般在30～37℃的中溫條件下。

(5)對毒性適應能力：必須完成厭氧微生物對毒物質適應性的馴化。

(6)充足的代謝時間：要同時厭氧生物處理的水力停留時間HRT和固體停留時間SRT。

(7)適量的碳源：來自進水中的機物要滿足異養(yǎng)型甲烷菌用于生物合成所需要的碳源，同時反應器內的溶解性C02要滿足自養(yǎng)型甲烷菌所需要的碳源。

(8)污染物向微生物的傳質良好：厭氧生物反應器內的顆粒污泥在流化狀態(tài)下傳質能力較好，但生物量過多積累或使用厭氧生物膜法時生物膜過厚都可能產(chǎn)生傳質問題，要定期出剩余生物污泥或提高回流比減少部分傳質阻力。  

　　在厭氧反應器中，常常會用到抑制劑。抑制劑是一種用來阻滯或降低化學反應速度的物質，與負催化劑相同。它不能停止聚合反應，只是減緩聚合反應。借以抑制或緩和化學反應的物質。下面小編為大家一下厭氧反應器的幾類常見抑制劑。

　　1、氨氮。

　　高濃度下，高pH下，直接抑制。一般來說，500ppm以下是沒問題的，500-1000ppm，顆粒污泥，上幾個月看起來問題也不大，但是不下來不需要更換污泥，1000ppm以上，考慮放棄。氨氮個附加問題，就是同時存在P和Mg時，容生鳥糞石結垢，這時IC比UASB優(yōu)點，基本上只會在出水管緩慢結垢，而不是整個厭氧反應器內

　　2、VFA。

　　高濃度下，低pH下，直接抑制。當然，VFA積累，本身也會促使pH下降，這就容易產(chǎn)生一個惡性循環(huán)，所以厭氧反應器檢測出水VFA是很必要的，一旦VFA出現(xiàn)不正常，而又沒采取效的措施去控制，很可能一酸到底。不過，過分的強調VFA的抑制性就偏激了，VFA中的乙酸，可是直接產(chǎn)甲烷的底物。

　　3、硫酸鹽。

　　硫酸鹽本身沒什么，除非上的濃度影響了滲透壓。但是SRB（硫酸鹽還原菌）這種細菌搞破壞，它把硫酸根轉化為H2S，還消耗產(chǎn)甲烷菌的碳源底物。一般來說，COD在5000mg/L，硫酸鹽在1500mg/L，顆粒污泥沒問題。很多水友說碳硫比在某個數(shù)值合適，其實這樣做出來的厭氧實際會出麻煩。因為碳硫比合適只是了產(chǎn)甲烷可以正常進行，不至于被選擇性抑制。但是高的硫酸鹽含量下，還原形成的H2S濃度也會更高，當然，H2S在低pH下毒性更強大。

厭氧消化的發(fā)酵條件控制

營養(yǎng)與環(huán)境條件

厭氧要求機物濃度較高，一般大于1000mg/L以上。所以厭氧適于處理高濃度機廢水和污泥處理。和好氧生物處理一樣，厭氧處理也要求供給面的營養(yǎng)，但好氧細菌增殖快，機物50~60%用于細菌增殖，故對N、P要求高;而厭氧增殖慢，BOD僅5~10%用于合成菌體，對N、P要求低。

COD∶N∶P=200∶5∶1或C∶N=12~16

(好氧COD∶N∶P=100∶5∶1)

厭氧過程對環(huán)境條件要求比較嚴格:

Ⅰ、氧化還原電位(φE)與溫度

氧的溶入和氧化態(tài)、氧化劑的存在:Fe3+、Cr2O72-、NO3-、SO42-、PO43-、H+會使體系中電位升高，對厭氧消化不利。

高溫消化--500~600mv，50~55℃

中溫消化--~380mv，30~38℃

產(chǎn)酸菌對氧還-還電位要求不甚嚴格+100~-100mv

產(chǎn)甲烷菌對氧還-還電位要求嚴格<-350mv

Ⅱ、pH及堿度

pH主要取決于三個生化階段的平衡狀態(tài)，原液本身的pH和發(fā)酵中產(chǎn)生的CO2分壓(20.3~40.5kpa)，正常發(fā)酵pH=7.2~7.4，機負荷太大，水解和酸化過程的生化速率大大超過產(chǎn)速率。將導致水解產(chǎn)物機酸的積累使pH下降，抑制甲烷菌的機能，使化速率銳減，所以原液pH=6~8，發(fā)酵過程機酸濃度不超過0mg/L為佳(以乙酸計)。

HCO3-及NH3是形成厭氧處理堿度的主要原因，高的堿度具較強的緩沖能力，一般要求堿度2000mg/L以上，NH3濃度50~200mg/L為佳。

Ⅲ、毒物--凡對厭氧處理過程起抑制和毒害的物質都可稱為毒物，機酸濃度不應使消化液pH<6.8;不應高于1500mg/L，其它陰離子濃度參見 P148表9-2。

工藝操作條件

Ⅰ、生物量--大小以污泥濃度表示，一般介于10~30gvss/L之間，為防止反應器中污泥流失，可采用裝入填料介質使細菌附著掛膜，調節(jié)水流速度或污泥回流量。

Ⅱ、負荷率--表示消化裝置處理能力的一個參數(shù)，負荷率三種表示方法:

①容積負荷率--反應器單位效容積在單位時間內接納的機物量kg/m3•d。

②污泥負荷率--反應器內單位重的污泥在單位時間內接納的機物量kg/kg•d。

③投配率--每天向單位效容積投加的材料的體積m3/m3•d。

投配率的倒數(shù)為平均停留時間或消化時間，單位為d(天)，投配率池可用百分率表示。

負荷率的影響:

①當機物負荷率很高時，營養(yǎng)充分，代謝產(chǎn)物機酸產(chǎn)量很大，超過甲烷菌的吸收利用能力，機酸積累pH下降，是低效不穩(wěn)定狀態(tài)。

②負荷率適中，產(chǎn)酸細菌代謝產(chǎn)物中的機物(機酸)基本上能被甲烷菌及時利用，并轉化為沼，殘存機酸量僅為幾百毫克/升。pH=7~7.5，呈弱堿性，是穩(wěn)定發(fā)酵狀態(tài)。

③當機負荷率小，供給養(yǎng)料不足，產(chǎn)酸量偏少，pH>7.5是堿性發(fā)酵狀態(tài)，是低效發(fā)酵狀態(tài)。

Ⅲ、溫度控制--發(fā)酵要求較高的溫度，每去除8000mg/L的COD所產(chǎn)沼，能使水溫升高10℃，一般工藝設計中溫消化30~35℃。

Ⅳ、pH的控制--當液料pH<6.5或高于8.0，則要調整液料pH。

pH<6.8~7，應減少機負荷率，

pH<6.5，應停止加料，必要時加入石灰中和。

反應器結構

反應器工作時，污水經(jīng)過均勻布水 進人反應器底部，污水自下而上地通過厭氧污 泥床反應器。在反應器的底部一個高濃度 (可達100?150 g/L>、高活性的污泥層，大部 分的機物在這里被轉化為CH.,和C()2 ； III 于態(tài)產(chǎn)物（消化）的攪動和泡黏附污泥，

在污泥層之上形成一個污泥懸浮層；反應器的 上部設三相分離器，完成、液、固三相的分 離；被分離的消化從上部導出，被分離的污 泥則自動滑落到姑浮污泥層，出水則從澄淸區(qū)流出。由于在反應器內可以培養(yǎng)出大tt厭氧 顆粒污泥，使反應器的負荷很大，對一般的高濃度機污水，當水溫在30 °C左右時，負荷可 達 10?30 kgC()D/(m3 • d)。

厭氧的工藝如何簡單識記：

A、厭氧接觸：消化池+厭氧沉淀池+厭氧污泥回流，這個與好氧工藝中的接觸氧化沒關系，莫聯(lián)想到填料上。

B、UASB：上流式厭氧污泥床反應器，污水從下而上穿過污泥床體，但是很多UASB的布水器是位于池的，也不是UASB就沒回流。

C、UBF：就是UASB+AF，形象點說UASB上面再加上填料層。

D、EGSB：UASB拉高，做上回流，上流速度比UASB高很多，要力圖控制污泥顆?；?。

E、IC：甭管沒外回流（水泵回流），內回流就行。

F、ABR：上下折流板。

關厭氧產(chǎn)甲烷去除水中機物的原理在這里也多說幾句。

先是“厭氧產(chǎn)甲烷”，厭氧過程，如果我們不談釋放磷，常見的是水中機物厭氧發(fā)酵的過程。機物好氧發(fā)酵的過程，大家都清楚是一個氧化還原反應，進入水中的氧作為氧化劑，氧化水中的機污染物變成CO2和H2O，使得（還原性的）COD得以氧化去除。所以很多人理所應當?shù)恼J為，厭氧是個還原反應嘍。

大連市厭氧反應器

這就必要讓抱該觀點的朋友先回憶一下初中化學，氧化反應和還原反應，可以剝離開嗎？

顯然是不能的，厭氧也是，在進行到產(chǎn)甲烷之前的厭氧發(fā)酵過程，基本上是機物自身相互的氧化和還原（這話說得并不嚴謹，但是方便理解），也就是說機物本身是還原性的，它反應之后變成一部分還原性更強，一部分還原性相對弱一些的兩種機物，而這總體上相抵消。所以如果厭氧發(fā)酵未到產(chǎn)甲烷地步，COD變化可以忽略不計（這就是水解酸化COD去除率低下的原因）。

當這個過程進行的非常*時，產(chǎn)物逐漸轉化為CO2和CH4，主要體現(xiàn)還原性也就是導致水中COD的甲烷因為溶解度低，脫離水相，這是產(chǎn)甲烷過程去除機物COD的原因。

5關于水解酸化

水解酸化的是改善生化性，為下一個生化處理單元服務，其評價指標酸化度、pH、B/C、COD去除率等，其中COD去除率是里面可靠性差的。

對于在上一環(huán)節(jié)說到的“水解酸化COD去除率低下”，水友可能要反駁說“我的水解酸化去除率不低下呢”；對此，澄清下這一水解酸化去除率是從哪里來的。

1）水解酸化純粹的控制到產(chǎn)甲烷之前，是不可能的，也就是說，或多或少總一點甲烷產(chǎn)生；而且厭氧過程產(chǎn)生一點氫也很正常，聽說過產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸過程吧。所以，水解酸化池表面浮起的一個個泡泡，也許就是你想找的原因之一。

2）細菌不管樣的，總繁殖下一代的職責，水解酸化菌群也是，它們或多或少的總要利用機物合成點細胞物質。

3）進水SS如果量很大，會被水解酸化污泥吸附相當量的一部分，這個對COD的影響不可忽略，時甚至十分巨大。

6工藝中的兩級與兩相

眾所周zhi，不同的水質決定不同的工藝。產(chǎn)甲烷是厭氧去除水中機物的關鍵因素，兩級和兩相的差別也就在一個厭氧反應器是否產(chǎn)甲烷上；如果一個產(chǎn)甲烷，二個機負荷勢必要小很多，這是問題的關鍵。

一般來說，兩級厭氧適應的水質是較高濃度的廢水，它的生化性并不很差，一級通過沉降和發(fā)酵產(chǎn)降低二級的負荷。兩相厭氧，一是主要針對難生化降解廢水，靠一相改善生化性，二是針對硫酸鹽廢水，靠一相進行硫酸鹽還原，然后去除硫化物再進二相產(chǎn)甲烷，三是針對易酸化廢水易波動廢水，放在前面*酸化掉以穩(wěn)定pH。

如酒精項目常用兩級，那些幾以上的，如果生化性不差并且水量不小，個人建議也用兩級，但是控制其實并不簡單，尤其是一級在高濃度、高VFA下。生化性較差用兩相的就很多了，其實生化性不差的也常常用兩相。

的工藝是用水解酸化+氧化（處理COD較低的廢水），的是UASB+氧化（一相厭氧，處理COD高的廢水），的是水解酸化+UASB+氧化（就相當于兩相厭氧）；對此分析如下：

1）水解+好氧工藝，處理的廢水濃度確實常見的要低一些，因為水解并不能提供較力的COD消解能力，當然這個工藝相比較直接好氧而言，更多的可以用在進水COD1k-2k之間的項目，這種水質進厭氧節(jié)約的曝能耗和提升水用的動力能耗差不多，厭氧降解程度上優(yōu)點也不明顯，但是直接進好氧濃度又偏高。因此常搞出水解+好氧，利用水解過程微量講解和吸附去除COD來減少好氧的負擔。當然這是在不討論改善生化性方面的前提下。

2）假如水解酸化+UASB+氧化就相當于兩相厭氧，文章說“厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼過程可分為水解階段、酸化階段、乙酸化階段和甲烷階段等四個階段。水解池（水解池進行的就是水解酸化反應吧）是把反應控制在二階段完成之前，不進入三階段。”

那么水解酸化產(chǎn)生的應該是機酸吧，那乙酸化階段在哪發(fā)生的？兩相厭氧的產(chǎn)酸相產(chǎn)的酸？它的乙酸化階段又是在哪發(fā)生的呢？

產(chǎn)乙酸這個詞和產(chǎn)乙酸階段是應該分開的，因為在產(chǎn)酸階段就會產(chǎn)生一部分乙酸了但并不一定作為過程的主體，這要看廢水的機物組成。產(chǎn)乙酸階段，這里面包含了兩類反應，一是更長碳鏈的VFA以及乳酸、丙酮酸和醇類等分解產(chǎn)生乙酸，二是同型產(chǎn)乙酸菌，利用CO2和H2的機組合進行產(chǎn)乙酸。兩相的水解酸化過程中產(chǎn)生的機酸，可能是甲酸、乙酸、丙酸、丁酸…以及乳酸中的任一種，也可能是未完降解的長鏈脂肪酸。

個人認為在實際工程中，兩相的分界線并不*分明，水解酸化相先后延伸至產(chǎn)乙酸甚至少量產(chǎn)甲烷都是經(jīng)常遇見的。至于產(chǎn)甲烷相，它就沒不含水解酸化這兩個過程的時候，產(chǎn)甲烷相四個過程都會存在，只不過前兩個過程被之前的相分擔了一部分。乙酸化發(fā)生在哪里，這個過程應該大部分在后一相，兩相的定義并不是“水解酸化階段+乙酸化產(chǎn)甲烷階段”，只要在流程上將其主體分開即可叫做兩相，至于分界線模糊，沒關系。

基于水解和酸化兩個過程法分開的事實，三相取決于產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷是否可以分開。

對于三相分離器的工作原理大致可表述為：液固三相在體擾動和液體升流的下從下方進入三相分離器；污泥（固）撞擊在三相分離器上，上面吸附的沼泡釋放出來；沼體被三角形集罩收集；脫離體的泥水（固液相）穿過三相分離器集罩之間的縫隙，到達沉淀區(qū)；污泥（固）在沒體擾動的條件下沉淀，落回三相分離器下方。核心是體被收集和污泥沉淀

原理

在厭氧處理過程中，廢水中的機物經(jīng)大量微生物的共同，被終轉化為甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨等。在此過程中，不同微生物的代謝過程相互影響，相互制約，形成了復雜的生態(tài)。對高分子機物的厭氧過程的敘述，助于我們了解這一過程的基本內容。高分子機物的厭氧降解過程可以被分為四個階段：水解階段、發(fā)酵(或酸化)階段、產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。

水解階段

水解可定義為復雜的非溶解性的聚合物被轉化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。

高分子機物因相對分子量巨大，不能透過細胞膜，因此不可能為細菌直接利用。它們在一階段被細菌胞外酶分解為小分子。例如：纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，淀粉被分解為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被蛋白質酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產(chǎn)物能夠溶解于水并透過細胞膜為細菌所利用。水解過程通常較緩慢，因此被認為是含高分子機物或懸浮物廢液厭氧降解的限速階段。多種因素如溫度、機物的組成、水解產(chǎn)物的濃度等可能影響水解的速度與水解的程度。水解速度的可由以下動力學方程加以描述：ρ=ρo/(1+Kh.T)

ρ ——可降解的非溶解性底物濃度（g/L）

ρo———非溶解性底物的初始濃度（g/L）

Kh——水解常數(shù)（d^-1）

T——停留時間（d）

發(fā)酵或酸化階段

發(fā)酵可定義為機物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程，在此過程中溶解性機物被轉化為以揮發(fā)性脂肪酸為主的末端產(chǎn)物，因此這一過程也稱為酸化。

在這一階段，上述小分子的化合物發(fā)酵細菌（即酸化菌）的細胞內轉化為更為簡單的化合物并分泌到細胞外。發(fā)酵細菌絕大多數(shù)是嚴格厭氧菌，但通常約1%的兼性厭氧菌存在于厭氧環(huán)境中，這些兼性厭氧菌能夠起到保護像甲烷菌這樣的嚴格厭氧菌免受氧的損害與抑制。這一階段的主要產(chǎn)物揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫、氨、硫化氫等，產(chǎn)物的組成取決于厭氧降解的條件、底物種類和參與酸化的微生物種群。與此同時，酸化菌也利用部分物質合成新的細胞物質，因此，未酸化廢水厭氧處理時產(chǎn)生更多的剩余污泥。

在厭氧降解過程中，酸化細菌對酸的耐受力必須加以考慮。酸化過程pH下降到4時能可以進行。但是產(chǎn)甲烷過程pH值的范圍在6.5～7.5之間，因此pH值的下降將會減少甲烷的生成和氫的消耗，并進一步引起酸化末端產(chǎn)物組成的改變。

產(chǎn)乙酸階段

在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的下，上一階段的產(chǎn)物被進一步轉化為乙酸、氫、碳酸以及新的細胞物質。

其某些反應式如下：

CH3CHOHCOO-+2H2O —> CH3COO-+HCO3-+H++2H2 ΔG’0=-4.2KJ/MOL

CH3CH2OH+H2O－> CH3COO-+H++2H2O ΔG’0=9.6KJ/MOL

CH3CH2CH2COO-+2H2O－> 2CH3COO-+H++2H2 ΔG’0=48.1KJ/MOL

CH3CH2COO-+3H2O－> CH3COO-+HCO3-+H++3H2 ΔG’0=76.1KJ/MOL

4CH3OH+2CO2－> 3CH3COO-+2H2O ΔG’0=-2.9KJ/MOL

2HCO3-+4H2+H+－>CH3COO-+4H2O ΔG’0=-70.3KJ/MOL

甲烷階段

這一階段，乙酸、氫、碳酸、甲酸和甲醇被轉化為甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。

甲烷細菌將乙酸、乙酸鹽、二氧化碳和氫等轉化為甲烷的過程兩種不同的產(chǎn)甲烷菌完成，一組把氫和二氧化碳轉化成甲烷，另一組從乙酸或乙酸鹽脫羧產(chǎn)生甲烷，前者約占總量的1/3，后者約占2/3。

主要的產(chǎn)甲烷過程反應：

CH3COO-+H2O－>CH4+HCO3- ΔG’0=-31.0KJ/MOL

HCO3-+H++4H2－>CH4+3H2O ΔG’0=-135.6KJ/MOL

4CH3OH－>3CH4+CO2+2H2O ΔG’0=-312KJ/MOL

4HCOO-+2H+－>CH4+CO2+2HCO3- ΔG’0=-32.9KJ/MOL

在甲烷的形成過程中，主要的中間產(chǎn)物是甲基輔酶M（CH3-S-CH2-SO3-）。

需要指出的是：一些書把厭氧消化過程分為三個階段，把一、二階段合成為一個階段，稱為水解酸化階段。在這里我們則認為分為四個階段能更清楚反應厭氧消化過程。

優(yōu)點

厭氧污水處理工藝的基建投資一般情況下比氧化溝和 SBR 工藝高，但隨著規(guī)模的增大，氧化溝和 SBR 的基建費也成倍增加，而常規(guī)活性污泥法的投資則以較小的比例增加，兩者的差距越來越小。當污水達到一定規(guī)模后，常規(guī)活性污泥法的投資比氧化溝與 SBR 還省，所以，污水規(guī)模越大，常規(guī)活性污泥法的優(yōu)點就越大。常規(guī)活性污泥法、A/O和A2/O法的主要缺點是處理單元多，操作管理復雜，別是污泥厭氧消化要求高水平的管理，消化過程產(chǎn)生的沼是可燃易爆體，更要求安操作，這些都增加了管理的難度。但由于大型污水背靠大城市，技術力量強，管理水平較高，能滿足這種要求，因而常規(guī)活性污泥法的缺點不會成為限制使用的因素。

與污水的好氧生物處理工藝相比，污水的厭氧生物處理工藝具以下主要優(yōu)點：

①大量降低能耗，而且還可以回收生物能(沼);

厭氧生物處理工藝中沒為微生物提供氧的鼓風曝裝置，可以降低大量的能耗。在大量去除機物的同時，厭氧處理工藝還會伴大量沼產(chǎn)生。而沼中的甲烷是一種可以燃燒的體，具很高的利用價值，可以直接用于鍋爐燃燒或發(fā)電;

②污泥產(chǎn)量很低;

由于污水中大部分機污染物在厭氧生物處理過程中被轉化為沼——甲烷和二氧化碳，而用于細胞合成的機物相對較少;同時，微生物增殖速率好氧工藝要比厭氧高很多，產(chǎn)酸菌的產(chǎn)率Y為0.15~0.34kgVSS/kgCOD，產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)率Y為0.03kgVSS/kgCOD左右，而好氧微生物的產(chǎn)率約為0.25~0.6kgVSS/kgCOD。

③厭氧可以對好氧微生物不能降解的一些機物進行降解或部分降解;因此，對于污水中含難降解機物質時，利用厭氧工藝進行處理后的效果更好一些，或者也可以將厭氧工藝作作為提高污水可生化性預處理工藝，為后續(xù)好氧處理工藝處理效果提供基礎。

在污水處理工藝設計上，我們經(jīng)常看到在好氧的前端設計厭氧池，時設計的是水解酸化池，時兩者連用，一部分從業(yè)者對兩者的概念區(qū)別了解的不是很清楚，造成設計、方面的誤差，從而影響到處理效果。對于兩者的區(qū)別，下面由小編簡要闡述一下。

水解酸化池與厭氧反應器的區(qū)別

在污水處理工藝設計上，我們經(jīng)?？吹皆诤醚醯那岸嗽O計厭氧池，時設計的是水解酸化池，時兩者連用，一部分從業(yè)者對兩者的概念區(qū)別了解的不是很清楚，造成設計、方面的誤差，從而影響到處理效果。

水解酸化池

水解酸化池與厭氧反應器中都水解酸化步驟，從原理上講，水解（酸化）是厭氧消化過程的一、二兩個階段。但兩者的不同，其適應條件也不同，因此是兩種不同的處理方法。

兩種工藝的

水解酸化池的主要是將原水中的非溶解態(tài)機物轉變?yōu)槿芙鈶B(tài)機物，將難生物降解物質轉變?yōu)橐咨锝到馕镔|，提高廢水的可生化性，以利于后續(xù)的好氧生物處理。

厭氧發(fā)生器

在厭氧反應器過程中水解、酸化的是為厭氧反應器消化過程中的甲烷化階段提供基質。

因此，盡管水解（酸化）-好氧處理工藝中的水解（酸化）段和厭氧反應器消化工藝中的產(chǎn)酸過程均產(chǎn)生機酸，但是由于兩者的處理的不同，各自的環(huán)境和條件著明顯的差異，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。  

Eh不同

在混合厭氧消化中，由于完成水解、酸化的微生物和產(chǎn)甲烷微生物共處于同一反應器中，整個反應器的氧化還原電位Eh的控制必須先滿足對Eh要求嚴格的甲烷菌，一般為一mV以下，因此。中的水解(酸化)微生物也是在這一電位值下工作的。而兩相厭氧消化中，產(chǎn)酸相的氧化還原電位一般控制在一100mV一一mV之間。據(jù)研究，水解(酸化)一好氧處理工藝中的水解(酸化)段為——特例的兼性過程，只要置Eh控制在＋50mv以下，該過程即可順利進行。

pH值不同

在混合厭氧消化中，消化液的pH值控制在甲烷菌生氏的pH范圍，一般為6.8—7.2。而在兩相厭氧消化中，產(chǎn)酸相的pH值一般控制在6.0一6.5之間，pH降低時，盡管產(chǎn)酸的速率增大，但形成的機酸形態(tài)將發(fā)生變化，丙酸的相對含量增大，而丙酸對后續(xù)的甲烷相中的產(chǎn)甲烷菌會產(chǎn)生強烈的抑制。對于水解(酸化)一好氧處理來說，由于后續(xù)處理為好氧氧化，不存在丙酸的抑制問題，一般pH維持在5.5—6.5之間。

溫度不同

兩種工藝對溫度的控制也不同，通?；旌蠀捬跸约皟上鄥捬跸臏囟染鶉栏窨刂?，要么中溫消化(30一35)，要么高溫消化(50一55)。而水解(酸化)一好氧處理工藝中的水解(酸化)段對工作溫度殊要求，通常在常溫下，也可獲得較為滿意的水解(酸化)效果。