南昌市IC厭氧反應(yīng)器

　　厭氧反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)泡沫、化學(xué)沉淀等不良現(xiàn)象的原因?

　　厭氧反應(yīng)器中時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，泡沫呈半液半固狀，嚴(yán)重時(shí)可充滿(mǎn)相空間并帶入沼管道，導(dǎo)致沼的困難。

　　產(chǎn)生泡沫的主要原因是厭氧不穩(wěn)定，因?yàn)榕菽饕怯捎贑O2產(chǎn)量太大形成的，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)溫度波動(dòng)或負(fù)荷發(fā)生突變等情況發(fā)生時(shí)，均可導(dǎo)致的不穩(wěn)定和CO2的產(chǎn)量增加，進(jìn)而導(dǎo)致泡沫的產(chǎn)生。如果將不穩(wěn)定因素及時(shí)除，泡沫現(xiàn)象一般也會(huì)隨之消失。在厭氧污泥培養(yǎng)初期，由于CO2產(chǎn)量大而甲烷產(chǎn)量少，也會(huì)出現(xiàn)泡沫，隨著甲烷菌的培養(yǎng)成熟，CO2產(chǎn)量減少，泡沫一般也會(huì)逐漸消失。進(jìn)水中含蛋白質(zhì)是產(chǎn)生泡沫的一個(gè)原因，而微生物本身新陳代謝過(guò)程中產(chǎn)生的一些中間產(chǎn)物也會(huì)降低水的表面張力而生成泡。厭氧生物處理過(guò)程中大量產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似好氧處理的曝而形成泡問(wèn)題，負(fù)荷突然升高所帶來(lái)的產(chǎn)量突然增加也可能出現(xiàn)泡沫問(wèn)題。

　　碳酸鈣(CaCO3)沉淀：處理廢水鈣含量高或利用石灰補(bǔ)充堿度，都會(huì)增加產(chǎn)生碳酸鈣沉淀的可能性。高濃度的碳酸氫鹽和磷酸鹽都利于鈣的沉淀。

　　鳥(niǎo)糞石(MgNH4PO4)沉淀：進(jìn)水中含較高濃度的溶解性正磷酸鹽、氨氮和 鎂離子時(shí)，就會(huì)生成鳥(niǎo)糞石沉淀。厭氧處理鳥(niǎo)糞石沉淀主要在管道彎頭、水泵入口和二沉池進(jìn)出口等處出現(xiàn)。

南昌市IC厭氧反應(yīng)器

　　厭氧生物處理的三個(gè)階段是怎樣的?

　　理論研究認(rèn)為三個(gè)階段，即厭氧消化過(guò)程分為水解發(fā)酵階段、產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段、產(chǎn)甲烷階段三部分。

　　水解發(fā)酵階段和產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段又可合稱(chēng)為酸性發(fā)酵階段。在這個(gè)階段，污水中的復(fù)雜機(jī)物，在酸性腐化菌或產(chǎn)酸菌的下，分解成簡(jiǎn)單的機(jī)物，如機(jī)酸，醇類(lèi)等，以及CO2、NH3和H2S等機(jī)物。由于機(jī)酸的積累，污水的pH值下降到6以下。此后，由于機(jī)酸和含氮化合物的分解，產(chǎn)生碳酸鹽和氨等使酸性減退，pH值回升到6.6～6.8左右。

　?、?水解酸化階段。污水中復(fù)雜的大分子、不溶性的機(jī)物在細(xì)胞外酶的下水解為小分子、溶解性機(jī)物，然后滲入細(xì)胞體內(nèi)，水解產(chǎn)生揮發(fā)性機(jī)酸、醇類(lèi)及醛類(lèi)等。

　?、?產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。在產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌的下，各種機(jī)酸分解轉(zhuǎn)化為乙酸、氫和二氧化碳。

　?、?產(chǎn)甲烷階段。產(chǎn)甲烷菌將乙酸、氫及二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。

　　厭氧消化的三個(gè)階段和COD轉(zhuǎn)化率多少?

　　水解酸化法的優(yōu)點(diǎn)?

　?、?池體不需要密閉，也不需要三相分離器，簡(jiǎn)單。

　?、?大分子機(jī)物經(jīng)水解酸化后，生成小分子機(jī)物，可生化性較好，即水解酸化可以改變?cè)鬯目缮?，從而減少反應(yīng)時(shí)間和處理能耗。

　　⑶ 水解酸化屬于厭氧處理的前期，沒(méi)達(dá)到厭氧發(fā)酵的終階段，因而出水中也就沒(méi)厭氧發(fā)酵所產(chǎn)生的難聞味，改善了污水處理的環(huán)境。

　?、?水解酸化反應(yīng)所需時(shí)間較短，因此所需構(gòu)筑物體積很小，一般與沉淀池相當(dāng)，可節(jié)約基建投資。

　?、?時(shí)間酸化對(duì)固體機(jī)物的降解效果較好，而且產(chǎn)生的剩余污泥很少，實(shí)現(xiàn)了污泥、污水一次處理，具消化池的部分功能。

　　厭氧生物處理的主要特點(diǎn)哪些?

　?、?能耗較低：因?yàn)閰捬跎锾幚聿恍枰┭?，能源消耗約為好氧活性污泥法的1/10，還能產(chǎn)生具較高熱值的甲烷(CH4)。每去除1gCODcr可以產(chǎn)生0.35規(guī)準(zhǔn)升甲烷或0.7規(guī)準(zhǔn)升沼。沼的熱值為22.7KJ/L,甲烷的熱值為39KJ/m3，一般天然的熱值為34KJ/m3 。

　?、?污泥產(chǎn)量低：因?yàn)閰捬跷⑸锏脑鲋乘俾时群醚跷⑸锏偷枚啵醚跎锾幚砻刻幚?kgCODcr產(chǎn)生的污泥量為0.25～0.6kg，而厭氧生物處理每處理1kgCODcr產(chǎn)生的污泥量只0.02～0.18kg。

　?、强蓪?duì)好氧生物處理不能降解的一些大分子機(jī)物進(jìn)行*降解或部分降解。

　?、?厭氧微生物對(duì)溫度、PH等環(huán)境因素的變化更為敏感，管理好厭氧生物處理的難度較大。

　?、?水溫適應(yīng)廣：好氧處理水溫在10～35℃之間，當(dāng)高溫時(shí)就需采取降溫措施;而厭氧處理水溫適應(yīng)，分低溫厭氧(10～30℃)、中溫厭氧(30～40℃)和高溫厭氧(50～60℃)。

　　維持厭氧反應(yīng)器內(nèi)足夠堿度的措施哪些?

　?、?投加堿源：增大緩沖能力的堿源可以使用碳酸氫na和石灰等。

　　⑵ 提高回流比：正常厭氧消化處理設(shè)施的出水中含一定的堿度，將出水回流可以效補(bǔ)充反應(yīng)器內(nèi)的堿度。

　　什么是VFA和ALK?VFA與ALK的比值什么意義?

　　VFA表示的是厭氧處理內(nèi)的揮發(fā)性機(jī)酸的含量，ALK則表示的是厭氧處理內(nèi)的堿度。厭氧消化正常時(shí)，ALK一般在1000～5000 mg/L(以CaCO3計(jì))之間，特例值在2500～3500mg/L之間，VFA一般在50～2500mg/L之間，必須維持堿度和揮發(fā)酸濃度之間的平衡，使消化液pH保持在6.5～7.5的范圍內(nèi)。只要堿度和揮發(fā)酸濃度能保持平衡，當(dāng)堿度超過(guò)4000mg/L時(shí)，即使VFA超過(guò)1200mg/L，也能正常。而堿度與酸度能保持平衡的主要標(biāo)志就是VFA與ALK的比值保持在一定的范圍內(nèi)。VFA/ALK反應(yīng)了厭氧處理內(nèi)中間代謝產(chǎn)物的積累程度，正常的厭氧處理裝置的VFA/ALK一般在0.3以下，如果VFA/ALK突然升高，往往表明中間代謝產(chǎn)物不能被甲烷菌及時(shí)分解利用，即已出現(xiàn)異常，需要采取措施進(jìn)行解決。如果VFA/ALK剛剛超過(guò)0.3，在一定時(shí)間內(nèi)，還不至于導(dǎo)致pH值下降，還時(shí)間分析造成VFA/ALK升高的原因和進(jìn)行控制。如果VFA/ALK超過(guò)0.5，沼中的CO2含量開(kāi)始升高，如果不及時(shí)采取措施予以控制，會(huì)很快導(dǎo)致pH值下降，使甲烷菌的活動(dòng)受到抑制。此時(shí)應(yīng)加入部分堿源，增加反應(yīng)器內(nèi)的堿度使pH值回升，為尋找確切的原因并采取控制措施提供時(shí)間。如果VFA/ALK超過(guò)0.8，厭氧反應(yīng)器內(nèi)pH值開(kāi)始下降，沼中甲烷的含量往往只42%～45%，沼已不能燃燒。這時(shí)候必須向反應(yīng)器內(nèi)大量投入堿源，控制住pH值的下降并使之回升，如果pH值持續(xù)下降到5以下，甲烷菌將部失去活性，需要重新培養(yǎng)厭氧污泥。

　　為什么VFA是反映厭氧生物反應(yīng)器效果的重要指標(biāo)?

　　VFA表示的是厭氧處理內(nèi)的揮發(fā)性機(jī)酸的含量，而揮發(fā)性機(jī)酸是厭氧生物處理的中間產(chǎn)物。厭氧生物處理實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中或污泥中機(jī)物的效處理，終是通過(guò)產(chǎn)甲烷過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而產(chǎn)甲烷菌所能利用的機(jī)物就是揮發(fā)性機(jī)酸VFA。如果厭氧生物反應(yīng)器的運(yùn)轉(zhuǎn)正常，那么其中的VFA含量就會(huì)維持在一個(gè)相當(dāng)穩(wěn)定的范圍內(nèi)。VFA過(guò)低會(huì)使甲烷能利用的物料減少，厭氧反應(yīng)器對(duì)機(jī)物的分解程度降低;而VFA過(guò)高超過(guò)甲烷菌所能利用的數(shù)量，又會(huì)造成VFA的過(guò)度積累，進(jìn)而使反應(yīng)器內(nèi)的pH下降，影響甲烷菌正常功能的發(fā)揮。同時(shí)甲烷菌因各種原因受到傷害后，也會(huì)降低對(duì)VFA的利用率，反過(guò)來(lái)造成VFA的積累，形成惡性循環(huán)。因此，所的厭氧反應(yīng)器都應(yīng)把VFA作為一個(gè)來(lái)分析化驗(yàn)和及時(shí)掌握。

　　什么是升流式厭氧污泥反應(yīng)器UASB?

　　升流式厭氧污泥反應(yīng)器的英文是Upflow Anaerobic Sludge Blan-ket,簡(jiǎn)稱(chēng)為UASB，其基本征是在反應(yīng)器的上部設(shè)置、固、液三相分離器，下部為污泥懸浮區(qū)和污泥床區(qū)。

　　什么是膨脹顆粒污泥床EGSB?

　　膨脹顆粒污泥床的英文是Expanded Granular Sludge bed，簡(jiǎn)寫(xiě)為EGSB，是在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。EGSB反應(yīng)器與UASB反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)非常相似，所不同的是EGSB反應(yīng)器中采用高達(dá)2.5～6m3/(m2·h)的水力負(fù)荷，這遠(yuǎn)大于UASB常用的約0.5～2.5m3/(m2·h)的水力負(fù)荷。因此，在EGSB反應(yīng)器中，顆粒污泥床處于部分或部“膨脹化"狀態(tài)，即污泥床的體積由于顆粒之間的平均距離的加大而增加。為了提高水力負(fù)荷(即上流速度)，EGSB反應(yīng)器采用較大的高度與直徑比和較大的回流比。

　　什么是顆粒污泥?

　　顆粒污泥的形成實(shí)際上是微生物固定化的一種形式，其外觀為具相對(duì)規(guī)則的球形或橢圓形黑色顆粒。顆粒污泥的粒徑一般為0.1～3mm，個(gè)別大的5mm，密度為1.04～1.08g/cm3，比水略重，具良好的沉降性能和降解水中機(jī)物的產(chǎn)甲烷活性。在光學(xué)顯微鏡下觀察，顆粒污泥呈多孔結(jié)構(gòu)，表面一層透明膠狀物，其上附著甲烷菌。顆粒污泥靠近外表面部分的細(xì)胞密度較大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散、細(xì)胞密度較小，粒徑較大的顆粒污泥往往一個(gè)空腔，這是由于顆粒污泥內(nèi)部營(yíng)養(yǎng)不足使細(xì)胞自溶而引起的。大而空的顆粒污泥容易破碎，其破碎的碎片成為新生顆粒污泥的內(nèi)核，一些大的顆粒污泥還會(huì)因內(nèi)部產(chǎn)生的體不易釋放出去而容易上浮。

　　使升流式厭氧反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)顆粒污泥的方法哪幾種?

　　UASB反應(yīng)器成功的關(guān)鍵是具顆粒污泥，使UASB反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)顆粒污泥的方法以下三種：

　　⑴ 直接接種法：從正在的其它UASB反應(yīng)器中取出一定量的顆粒污泥直接投入新的UASB反應(yīng)器后，由少到多逐步加大處理的污水水量，直到設(shè)計(jì)水量。這種方法反應(yīng)器投產(chǎn)所需時(shí)間快，但一般只在啟動(dòng)小型UASB反應(yīng)器采用這種方法。

　?、?間接接種法：將取自正在的厭氧處理裝置的厭氧活性污泥，如城市污水處理的消化污泥，投入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器后，創(chuàng)造厭氧微生物佳的生長(zhǎng)條件，人工配制的、含適當(dāng)營(yíng)養(yǎng)成分的營(yíng)養(yǎng)水進(jìn)行培養(yǎng)，形成顆粒污泥后，再由少到多逐步加大被處理的污水水量，直到設(shè)計(jì)水量。

　?、?直接培養(yǎng)法：將取自正在的厭氧處理裝置的厭氧活性污泥，如城市污水處理的消化污泥，投入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器后，用被處理污水直接培養(yǎng)，形成顆粒污泥后，再逐步加大被處理的污水水量，直到設(shè)計(jì)水量。這種方法反應(yīng)器投產(chǎn)所需時(shí)間較多，可長(zhǎng)達(dá)3～4個(gè)月，大型UASB反應(yīng)器常采用這種方法。

　　厭氧反應(yīng)器為什么會(huì)“酸化"?該如何進(jìn)行恢復(fù)?

　　pH是沼發(fā)酵重要的影響因素，超過(guò)pH范圍時(shí)，會(huì)引起更嚴(yán)重的后果。低于pH下限并持續(xù)過(guò)久時(shí)，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)甲烷菌活力喪失殆盡，而產(chǎn)乙酸菌大量繁殖，引起反應(yīng)的“酸化"，嚴(yán)重酸化發(fā)生后，反應(yīng)難以恢復(fù)至原狀態(tài)。對(duì)此，本文對(duì)“酸化"的原因現(xiàn)象進(jìn)行了簡(jiǎn)單，并就其恢復(fù)措施進(jìn)行了探討。

　　一、厭氧反應(yīng)器三個(gè)重要參數(shù)

　　1、堿度(ALK)

　　厭氧處理中，較強(qiáng)的酸堿緩沖體系能夠降低pH的變化幅度，而與酸堿平衡關(guān)的共軛酸堿對(duì)包括：H2CO3/HCO3-、HCO3-/CO32-、NH4+/NH3、H2S/HS-、HS-/S2-和HAc/Ac-等。當(dāng)廢水中的pH發(fā)生變化時(shí)，這些酸堿對(duì)的濃度也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。

　　理論上，總堿度將包括水中的[HS-]、[CO32-]、[NH3]、[HCO3-]、[Ac-]、[OH-]和[S2-]等，常稱(chēng)之為“揮發(fā)性酸堿度"，也稱(chēng)“VFA"，因?yàn)橐话銋捬躞w系的pH值為6.0~8.0，上述致堿物質(zhì)中的[OH-]和[S2-]的濃度會(huì)相對(duì)較小，可以忽略不計(jì)。

　　廢水中足夠的堿度時(shí)，能夠通過(guò)控制反應(yīng)器的pH來(lái)監(jiān)控VFA的積累，只在厭氧體系中足夠的碳酸氫鹽堿度才能穩(wěn)定的pH值環(huán)境。PAQUES認(rèn)為：水解酸化池的出水堿度必須保持至少在600~900mg/L(該數(shù)值為低限，在高濃度廢水中，堿度要高出此許多)，這樣可防止當(dāng)揮發(fā)性脂肪酸積累的情況下反應(yīng)器的pH值驟然下降。

　　2、酸化度(VFA/COD)

　　在厭氧工藝的研究中，將酸化度(VFA/COD)作為廢水酸化程度的指標(biāo)，但查閱相應(yīng)的厭氧處理技術(shù)資料后發(fā)現(xiàn)，明確提出將酸化度(VFA/COD)作為厭氧反應(yīng)器進(jìn)水的一項(xiàng)重要水質(zhì)指標(biāo)的并不多。穆軍等將揮發(fā)酸產(chǎn)率(VFA/COD)作為廢水處理中的一個(gè)重要性質(zhì)，研究了蔗糖-蛋白胨人工配水的酸化過(guò)程，在此基礎(chǔ)上提出和定義了廢水可酸化性和酸化度的概念，并構(gòu)建了廢水厭氧酸化過(guò)程的評(píng)判規(guī)準(zhǔn)。

　　部分學(xué)者認(rèn)為機(jī)廢水完預(yù)酸化對(duì)厭氧反應(yīng)是害的，因?yàn)轭A(yù)酸化出水中含細(xì)小的發(fā)酵產(chǎn)酸菌污泥，這些污泥會(huì)置換出反應(yīng)器中的部分產(chǎn)甲烷菌，使產(chǎn)甲烷菌過(guò)多流失，使污泥增長(zhǎng)速度變慢，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)器“酸化"。所以，建議在厭氧處理前采用輕微的預(yù)酸化，酸化率為20~40%，時(shí)甚至更低就可以達(dá)到要求。

　　PAQUES認(rèn)為：厭氧反應(yīng)器進(jìn)水COD達(dá)到至少30%的預(yù)酸化度是必要的，這能夠使反應(yīng)器內(nèi)部的酸化菌和產(chǎn)甲烷菌達(dá)到良好的混合比率。而預(yù)酸化程度過(guò)低(<30%)或過(guò)高(>50%)都會(huì)改變這些細(xì)菌的種群比例，從而影響顆粒污泥的結(jié)構(gòu)。一般情況下，可以通過(guò)延長(zhǎng)預(yù)處理中的調(diào)節(jié)池或預(yù)酸化池的水力停留停留時(shí)間或添加堿性藥劑提高pH值以達(dá)到較高的預(yù)酸化度。

　　3、VFA/ALK

　　VFA表示厭氧處理內(nèi)的揮發(fā)性機(jī)酸的含量，ALK則表示厭氧處理內(nèi)的堿度。厭氧消化正常時(shí)，VFA一般在50~2500mg/L之間，ALK一般在1000~5000mg/L(以CaCO3計(jì))之間，必須維持堿度和揮發(fā)性機(jī)酸濃度之間的平衡，才能保持消化液pH值在6.5~7.5的范圍內(nèi)。

　　VFA/ALK反映了厭氧處理內(nèi)的中間代謝產(chǎn)物的積累程度，正常的厭氧處理裝置的VFA/ALK一般在0.3以下。如果VFA/ALK突然升高，往往表明中間代謝產(chǎn)物不能被甲烷及時(shí)分解利用，即已經(jīng)出現(xiàn)異常，需要采取措施進(jìn)行解決。

　　如果VFA/ALK剛剛超過(guò)0.3，在一定時(shí)間內(nèi)，還不不會(huì)導(dǎo)致pH下降，還時(shí)間分析造成VFA/ALK升高的原因以進(jìn)行控制;如果VFA/ALK超過(guò)0.5，沼中CO2含量開(kāi)始升高，如果不及時(shí)采取措施控制，會(huì)很快導(dǎo)致pH下降，使甲烷菌的活動(dòng)受到抑制;如果VFA/ALK超過(guò)0.8，厭氧反應(yīng)器內(nèi)pH開(kāi)始下降，沼中甲烷的含量往往只42%~45%，沼不能燃燒;如果pH持續(xù)下降到5以下，甲烷菌將部失去活性，需要重新培養(yǎng)厭氧污泥。

　　二、“酸化"現(xiàn)象原因及表象

　　1、酸化的產(chǎn)生

　　厭氧消化中非產(chǎn)甲烷菌降解機(jī)物的過(guò)程可產(chǎn)生大量的VFA和CO2，明顯降低pH;而產(chǎn)甲烷菌則在利用乙酸、甲酸、氫形成甲烷的過(guò)程中消耗機(jī)酸和CO2。兩者的共同可使反應(yīng)體系內(nèi)pH穩(wěn)定在一個(gè)適宜的范圍內(nèi)，并使廢水中COD順利地降解為甲烷、CO2而去除。

　　然而，相對(duì)于非產(chǎn)甲烷菌而言，產(chǎn)甲烷菌對(duì)溫度、pH、氧化還原電位(ORP)、堿度及毒物質(zhì)等均很敏感，各種生態(tài)因子的生態(tài)幅均較窄，對(duì)生態(tài)因子的要求更加苛刻。所以當(dāng)中溫度、pH、ORP等生態(tài)因子或機(jī)負(fù)荷劇烈變化時(shí)，產(chǎn)甲烷菌的活性會(huì)受到一定程度抑制，而非產(chǎn)甲烷菌活性所受的影響較小，其產(chǎn)生的VFA不能部被產(chǎn)甲烷菌利用，使得厭氧體系內(nèi)VFA大量積累，兩大類(lèi)細(xì)菌的代謝平衡被破壞。因而溫度、pH、ORP、機(jī)負(fù)荷等條件均導(dǎo)致厭氧酸化現(xiàn)象的產(chǎn)生。

　　此外，溝流問(wèn)題也常會(huì)導(dǎo)致厭氧反應(yīng)器的酸化現(xiàn)象。當(dāng)厭氧反應(yīng)器內(nèi)污泥粒度過(guò)細(xì)、密度大、液流分布不均勻時(shí)會(huì)出現(xiàn)溝流現(xiàn)象，由于活性污泥不能與進(jìn)水效接觸，易造成反應(yīng)器局部VFA的大量積累，進(jìn)而導(dǎo)致反應(yīng)器酸化;而酸化會(huì)降低產(chǎn)量、加大污泥黏度、增大反應(yīng)器“死區(qū)"體積，導(dǎo)致溝流問(wèn)題進(jìn)一步惡化。

　　2、酸化的表象

　　(1) 沼產(chǎn)量下降;

　　(2) 沼中甲烷含量降低;

　　(3) 消化液VFA增高;

　　(4) 機(jī)物去除率下降;

　　(5) 消化液pH值下降;

　　(6) 碳酸鹽堿度與總堿度間差值明顯增加;

　　(7) 洗出的顆粒污泥顏色變淺沒(méi)光澤;

　　(8) 反應(yīng)器出水產(chǎn)生明顯異味;

　　(9) ORP(氧化還原電位)值上升等;

　　(10) 微生物種群“畸變"或減少。