南昌市IC厭氧反應器

　　厭氧反應器內出現泡沫、化學沉淀等不良現象的原因?

　　厭氧反應器中時會產生大量泡沫，泡沫呈半液半固狀，嚴重時可充滿相空間并帶入沼管道，導致沼的困難。

　　產生泡沫的主要原因是厭氧不穩定，因為泡沫主要是由于CO2產量太大形成的，當反應器內溫度波動或負荷發生突變等情況發生時，均可導致的不穩定和CO2的產量增加，進而導致泡沫的產生。如果將不穩定因素及時除，泡沫現象一般也會隨之消失。在厭氧污泥培養初期，由于CO2產量大而甲烷產量少，也會出現泡沫，隨著甲烷菌的培養成熟，CO2產量減少，泡沫一般也會逐漸消失。進水中含蛋白質是產生泡沫的一個原因，而微生物本身新陳代謝過程中產生的一些中間產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會產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量突然增加也可能出現泡沫問題。

　　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。

南昌市IC厭氧反應器

　　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酵階段、產乙酸產氫階段、產甲烷階段三部分。

　　水解發酵階段和產乙酸產氫階段又可合稱為酸性發酵階段。在這個階段，污水中的復雜機物，在酸性腐化菌或產酸菌的下，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，產生碳酸鹽和氨等使酸性減退，pH值回升到6.6～6.8左右。

　　⑴ 水解酸化階段。污水中復雜的大分子、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，水解產生揮發性機酸、醇類及醛類等。

　　⑵ 產氫產乙酸階段。在產氫產酸菌的下，各種機酸分解轉化為乙酸、氫和二氧化碳。

　　⑶ 產甲烷階段。產甲烷菌將乙酸、氫及二氧化碳轉化為甲烷。

　　厭氧消化的三個階段和COD轉化率多少?

　　水解酸化法的優點?

　　⑴ 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，沒達到厭氧發酵的終階段，因而出水中也就沒厭氧發酵所產生的難聞味，改善了污水處理的環境。

　　⑷ 水解酸化反應所需時間較短，因此所需構筑物體積很小，一般與沉淀池相當，可節約基建投資。

　　⑸ 時間酸化對固體機物的降解效果較好，而且產生的剩余污泥很少，實現了污泥、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?

　　⑴ 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，還能產生具較高熱值的甲烷(CH4)。每去除1gCODcr可以產生0.35規準升甲烷或0.7規準升沼。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 。

　　⑵ 污泥產量低：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產生的污泥量為0.25～0.6kg，而厭氧生物處理每處理1kgCODcr產生的污泥量只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等環境因素的變化更為敏感，管理好厭氧生物處理的難度較大。

　　⑸ 水溫適應廣：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，分低溫厭氧(10～30℃)、中溫厭氧(30～40℃)和高溫厭氧(50～60℃)。

　　維持厭氧反應器內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。

　　⑵ 提高回流比：正常厭氧消化處理設施的出水中含一定的堿度，將出水回流可以效補充反應器內的堿度。

　　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的揮發性機酸的含量，ALK則表示的是厭氧處理內的堿度。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酸濃度之間的平衡，使消化液pH保持在6.5～7.5的范圍內。只要堿度和揮發酸濃度能保持平衡，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。VFA/ALK反應了厭氧處理內中間代謝產物的積累程度，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物不能被甲烷菌及時分解利用，即已出現異常，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，還不至于導致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，會很快導致pH值下降，使甲烷菌的活動受到抑制。此時應加入部分堿源，增加反應器內的堿度使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，厭氧反應器內pH值開始下降，沼中甲烷的含量往往只42%～45%，沼已不能燃燒。這時候必須向反應器內大量投入堿源，控制住pH值的下降并使之回升，如果pH值持續下降到5以下，甲烷菌將部失去活性，需要重新培養厭氧污泥。

　　為什么VFA是反映厭氧生物反應器效果的重要指標?

　　VFA表示的是厭氧處理內的揮發性機酸的含量，而揮發性機酸是厭氧生物處理的中間產物。厭氧生物處理實現對廢水中或污泥中機物的效處理，終是通過產甲烷過程來實現的，而產甲烷菌所能利用的機物就是揮發性機酸VFA。如果厭氧生物反應器的運轉正常，那么其中的VFA含量就會維持在一個相當穩定的范圍內。VFA過低會使甲烷能利用的物料減少，厭氧反應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量，又會造成VFA的過度積累，進而使反應器內的pH下降，影響甲烷菌正常功能的發揮。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。因此，所的厭氧反應器都應把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器UASB?

　　升流式厭氧污泥反應器的英文是Upflow Anaerobic Sludge Blan-ket,簡稱為UASB，其基本征是在反應器的上部設置、固、液三相分離器，下部為污泥懸浮區和污泥床區。

　　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反應器的基礎上發展而來的。EGSB反應器與UASB反應器的結構非常相似，所不同的是EGSB反應器中采用高達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反應器中，顆粒污泥床處于部分或部“膨脹化"狀態，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甲烷活性。在光學顯微鏡下觀察，顆粒污泥呈多孔結構，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，內部結構松散、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部營養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核，一些大的顆粒污泥還會因內部產生的體不易釋放出去而容易上浮。

　　使升流式厭氧反應器內出現顆粒污泥的方法哪幾種?

　　UASB反應器成功的關鍵是具顆粒污泥，使UASB反應器內出現顆粒污泥的方法以下三種：

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

　　⑵ 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反應器后，創造厭氧微生物佳的生長條件，人工配制的、含適當營養成分的營養水進行培養，形成顆粒污泥后，再由少到多逐步加大被處理的污水水量，直到設計水量。

　　⑶ 直接培養法：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反應器后，用被處理污水直接培養，形成顆粒污泥后，再逐步加大被處理的污水水量，直到設計水量。這種方法反應器投產所需時間較多，可長達3～4個月，大型UASB反應器常采用這種方法。

　　厭氧反應器為什么會“酸化"?該如何進行恢復?

　　pH是沼發酵重要的影響因素，超過pH范圍時，會引起更嚴重的后果。低于pH下限并持續過久時，會導致產甲烷菌活力喪失殆盡，而產乙酸菌大量繁殖，引起反應的“酸化"，嚴重酸化發生后，反應難以恢復至原狀態。對此，本文對“酸化"的原因現象進行了簡單，并就其恢復措施進行了探討。

　　一、厭氧反應器三個重要參數

　　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發生變化時，這些酸堿對的濃度也會發生相應的變化。

　　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，能夠通過控制反應器的pH來監控VFA的積累，只在厭氧體系中足夠的碳酸氫鹽堿度才能穩定的pH值環境。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)，這樣可防止當揮發性脂肪酸積累的情況下反應器的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，但查閱相應的厭氧處理技術資料后發現，明確提出將酸化度(VFA/COD)作為厭氧反應器進水的一項重要水質指標的并不多。穆軍等將揮發酸產率(VFA/COD)作為廢水處理中的一個重要性質，研究了蔗糖-蛋白胨人工配水的酸化過程，在此基礎上提出和定義了廢水可酸化性和酸化度的概念，并構建了廢水厭氧酸化過程的評判規準。

　　部分學者認為機廢水完預酸化對厭氧反應是害的，因為預酸化出水中含細小的發酵產酸菌污泥，這些污泥會置換出反應器中的部分產甲烷菌，使產甲烷菌過多流失，使污泥增長速度變慢，嚴重時會導致反應器“酸化"。所以，建議在厭氧處理前采用輕微的預酸化，酸化率為20~40%，時甚至更低就可以達到要求。

　　PAQUES認為：厭氧反應器進水COD達到至少30%的預酸化度是必要的，這能夠使反應器內部的酸化菌和產甲烷菌達到良好的混合比率。而預酸化程度過低(<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構。一般情況下，可以通過延長預處理中的調節池或預酸化池的水力停留停留時間或添加堿性藥劑提高pH值以達到較高的預酸化度。

　　3、VFA/ALK

　　VFA表示厭氧處理內的揮發性機酸的含量，ALK則表示厭氧處理內的堿度。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。

　　VFA/ALK反映了厭氧處理內的中間代謝產物的積累程度，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物不能被甲烷及時分解利用，即已經出現異常，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，還不不會導致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，厭氧反應器內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持續下降到5以下，甲烷菌將部失去活性，需要重新培養厭氧污泥。

　　二、“酸化"現象原因及表象

　　1、酸化的產生

　　厭氧消化中非產甲烷菌降解機物的過程可產生大量的VFA和CO2，明顯降低pH;而產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體系內pH穩定在一個適宜的范圍內，并使廢水中COD順利地降解為甲烷、CO2而去除。

　　然而，相對于非產甲烷菌而言，產甲烷菌對溫度、pH、氧化還原電位(ORP)、堿度及毒物質等均很敏感，各種生態因子的生態幅均較窄，對生態因子的要求更加苛刻。所以當中溫度、pH、ORP等生態因子或機負荷劇烈變化時，產甲烷菌的活性會受到一定程度抑制，而非產甲烷菌活性所受的影響較小，其產生的VFA不能部被產甲烷菌利用，使得厭氧體系內VFA大量積累，兩大類細菌的代謝平衡被破壞。因而溫度、pH、ORP、機負荷等條件均導致厭氧酸化現象的產生。

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

　　2、酸化的表象

　　(1) 沼產量下降;

　　(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) 反應器出水產生明顯異味;

　　(9) ORP(氧化還原電位)值上升等;

　　(10) 微生物種群“畸變"或減少。