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)器中時會產(chǎn)生大量泡沫，泡沫呈半液半固狀，嚴重時可充滿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，因為泡沫主要是由于CO2產(chǎn)量太大形成的，當反應(yīng)器內(nèi)溫度波動或負荷發(fā)生突變等情況發(fā)生時，均可導(dǎo)致的不穩(wěn)定和CO2的產(chǎn)量增加，進而導(dǎo)致泡沫的產(chǎn)生。如果將不穩(wěn)定因素及時除，泡沫現(xiàn)象一般也會隨之消失。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，泡沫一般也會逐漸消失。進水中含蛋白質(zhì)是產(chǎn)生泡沫的一個原因，而微生物本身新陳代謝過程中產(chǎn)生的一些中間產(chǎn)物也會降低水的表面張力而生成泡。厭氧生物處理過程中大量產(chǎn)會產(chǎn)生類似好氧處理的曝而形成泡問題，負荷突然升高所帶來的產(chǎn)量突然增加也可能出現(xiàn)泡沫問題。

　　碳酸鈣(CaCO3)沉淀：處理廢水鈣含量高或利用石灰補充堿度，都會增加產(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。

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

南昌市IC厭氧反應(yīng)器

　　厭氧生物處理的三個階段是怎樣的?

　　理論研究認為三個階段，即厭氧消化過程分為水解發(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)氫階段又可合稱為酸性發(fā)酵階段。在這個階段，污水中的復(fù)雜機物，在酸性腐化菌或產(chǎn)酸菌的下，分解成簡單的機物，如機酸，醇類等，以及CO2、NH3和H2S等機物。由于機酸的積累，污水的pH值下降到6以下。此后，由于機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、不溶性的機物在細胞外酶的下水解為小分子、溶解性機物，然后滲入細胞體內(nèi)，水解產(chǎn)生揮發(fā)性機酸、醇類及醛類等。

　　⑵ 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。在產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌的下，各種機酸分解轉(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。

　　厭氧消化的三個階段和COD轉(zhuǎn)化率多少?

　　水解酸化法的優(yōu)點?

　?、?池體不需要密閉，也不需要三相分離器，簡單。

　　⑵ 大分子機物經(jīng)水解酸化后，生成小分子機物，可生化性較好，即水解酸化可以改變原污水的可生化性，從而減少反應(yīng)時間和處理能耗。

　　⑶ 水解酸化屬于厭氧處理的前期，沒達到厭氧發(fā)酵的終階段，因而出水中也就沒厭氧發(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)所需時間較短，因此所需構(gòu)筑物體積很小，一般與沉淀池相當，可節(jié)約基建投資。

　?、?時間酸化對固體機物的降解效果較好，而且產(chǎn)生的剩余污泥很少，實現(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哪些?

　?、?能耗較低：因為厭氧生物處理不需要供氧，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)準升甲烷或0.7規(guī)準升沼。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：因為厭氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，好氧生物處理每處理1kgCODcr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。

　　⑶可對好氧生物處理不能降解的一些大分子機物進行*降解或部分降解。

　　⑷ 厭氧微生物對溫度、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，當高溫時就需采取降溫措施;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?

　　⑴ 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。

　?、?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，ALK一般在1000～5000 mg/L(以CaCO3計)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，當堿度超過4000mg/L時，即使VFA超過1200mg/L，也能正常。而堿度與酸度能保持平衡的主要標志就是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分解利用，即已出現(xiàn)異常，需要采取措施進行解決。如果VFA/ALK剛剛超過0.3，在一定時間內(nèi)，還不至于導(dǎo)致pH值下降，還時間分析造成VFA/ALK升高的原因和進行控制。如果VFA/ALK超過0.5，沼中的CO2含量開始升高，如果不及時采取措施予以控制，會很快導(dǎo)致pH值下降，使甲烷菌的活動受到抑制。此時應(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間。如果VFA/ALK超過0.8，厭氧反應(yīng)器內(nèi)pH值開始下降，沼中甲烷的含量往往只42%～45%，沼已不能燃燒。這時候必須向反應(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?

　　VFA表示的是厭氧處理內(nèi)的揮發(fā)性機酸的含量，而揮發(fā)性機酸是厭氧生物處理的中間產(chǎn)物。厭氧生物處理實現(xiàn)對廢水中或污泥中機物的效處理，終是通過產(chǎn)甲烷過程來實現(xiàn)的，而產(chǎn)甲烷菌所能利用的機物就是揮發(fā)性機酸VFA。如果厭氧生物反應(yīng)器的運轉(zhuǎn)正常，那么其中的VFA含量就會維持在一個相當穩(wěn)定的范圍內(nèi)。VFA過低會使甲烷能利用的物料減少，厭氧反應(yīng)器對機物的分解程度降低;而VFA過高超過甲烷菌所能利用的數(shù)量，又會造成VFA的過度積累，進而使反應(yīng)器內(nèi)的pH下降，影響甲烷菌正常功能的發(fā)揮。同時甲烷菌因各種原因受到傷害后，也會降低對VFA的利用率，反過來造成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作為一個來分析化驗和及時掌握。

　　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,簡稱為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，簡寫為EGSB，是在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。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2.5～6m3/(m2·h)的水力負荷，這遠大于UASB常用的約0.5～2.5m3/(m2·h)的水力負荷。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?

　　顆粒污泥的形成實際上是微生物固定化的一種形式，其外觀為具相對規(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胞密度較大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散、細胞密度較小，粒徑較大的顆粒污泥往往一個空腔，這是由于顆粒污泥內(nèi)部營養(yǎng)不足使細胞自溶而引起的。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：

　?、?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)計水量。這種方法反應(yīng)器投產(chǎn)所需時間快，但一般只在啟動小型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UASB反應(yīng)器后，創(chuàng)造厭氧微生物佳的生長條件，人工配制的、含適當營養(yǎng)成分的營養(yǎng)水進行培養(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)計水量。

　　⑶ 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UASB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)計水量。這種方法反應(yīng)器投產(chǎn)所需時間較多，可長達3～4個月，大型UASB反應(yīng)器常采用這種方法。

　　厭氧反應(yīng)器為什么會“酸化"?該如何進行恢復(fù)?

　　pH是沼發(fā)酵重要的影響因素，超過pH范圍時，會引起更嚴重的后果。低于pH下限并持續(xù)過久時，會導(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"，嚴重酸化發(fā)生后，反應(yīng)難以恢復(fù)至原狀態(tài)。對此，本文對“酸化"的原因現(xiàn)象進行了簡單，并就其恢復(fù)措施進行了探討。

　　一、厭氧反應(yīng)器三個重要參數(shù)

　　1、堿度(ALK)

　　厭氧處理中，較強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)的共軛酸堿對包括：H2CO3/HCO3-、HCO3-/CO32-、NH4+/NH3、H2S/HS-、HS-/S2-和HAc/Ac-等。當廢水中的pH發(fā)生變化時，這些酸堿對的濃度也會發(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，常稱之為“揮發(fā)性酸堿度"，也稱“VFA"，因為一般厭氧體系的pH值為6.0~8.0，上述致堿物質(zhì)中的[OH-]和[S2-]的濃度會相對較小，可以忽略不計。

　　廢水中足夠的堿度時，能夠通過控制反應(yīng)器的pH來監(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，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)器進水的一項重要水質(zhì)指標的并不多。穆軍等將揮發(fā)酸產(chǎn)率(VFA/COD)作為廢水處理中的一個重要性質(zhì)，研究了蔗糖-蛋白胨人工配水的酸化過程，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程的評判規(guī)準。

　　部分學(xué)者認為機廢水完預(yù)酸化對厭氧反應(yīng)是害的，因為預(yù)酸化出水中含細小的發(fā)酵產(chǎn)酸菌污泥，這些污泥會置換出反應(yīng)器中的部分產(chǎn)甲烷菌，使產(chǎn)甲烷菌過多流失，使污泥增長速度變慢，嚴重時會導(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%，時甚至更低就可以達到要求。

　　PAQUES認為：厭氧反應(yīng)器進水COD達到至少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)甲烷菌達到良好的混合比率。而預(yù)酸化程度過低(<30%)或過高(>50%)都會改變這些細菌的種群比例，從而影響顆粒污泥的結(jié)構(gòu)。一般情況下，可以通過延長預(yù)處理中的調(diào)節(jié)池或預(yù)酸化池的水力停留停留時間或添加堿性藥劑提高pH值以達到較高的預(yù)酸化度。

　　3、VFA/ALK

　　VFA表示厭氧處理內(nèi)的揮發(fā)性機酸的含量，ALK則表示厭氧處理內(nèi)的堿度。厭氧消化正常時，VFA一般在50~2500mg/L之間，ALK一般在1000~5000mg/L(以CaCO3計)之間，必須維持堿度和揮發(fā)性機酸濃度之間的平衡，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)物不能被甲烷及時分解利用，即已經(jīng)出現(xiàn)異常，需要采取措施進行解決。

　　如果VFA/ALK剛剛超過0.3，在一定時間內(nèi)，還不不會導(dǎo)致pH下降，還時間分析造成VFA/ALK升高的原因以進行控制;如果VFA/ALK超過0.5，沼中CO2含量開始升高，如果不及時采取措施控制，會很快導(dǎo)致pH下降，使甲烷菌的活動受到抑制;如果VFA/ALK超過0.8，厭氧反應(yīng)器內(nèi)pH開始下降，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)甲烷菌降解機物的過程可產(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、氫形成甲烷的過程中消耗機酸和CO2。兩者的共同可使反應(yīng)體系內(nèi)pH穩(wěn)定在一個適宜的范圍內(nèi)，并使廢水中COD順利地降解為甲烷、CO2而去除。

　　然而，相對于非產(chǎn)甲烷菌而言，產(chǎn)甲烷菌對溫度、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，對生態(tài)因子的要求更加苛刻。所以當中溫度、pH、ORP等生態(tài)因子或機負荷劇烈變化時，產(chǎn)甲烷菌的活性會受到一定程度抑制，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，兩大類細菌的代謝平衡被破壞。因而溫度、pH、ORP、機負荷等條件均導(dǎo)致厭氧酸化現(xiàn)象的產(chǎn)生。

　　此外，溝流問題也常會導(dǎo)致厭氧反應(yīng)器的酸化現(xiàn)象。當厭氧反應(yīng)器內(nèi)污泥粒度過細、密度大、液流分布不均勻時會出現(xiàn)溝流現(xiàn)象，由于活性污泥不能與進水效接觸，易造成反應(yīng)器局部VFA的大量積累，進而導(dǎo)致反應(yīng)器酸化;而酸化會降低產(chǎn)量、加大污泥黏度、增大反應(yīng)器“死區(qū)"體積，導(dǎo)致溝流問題進一步惡化。

　　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。