IC厭氧反應器技術特點

污泥顆粒化

    顆粒污泥即我們常說的厭氧污泥，它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。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大，內部結構松散，粒徑大的顆粒污泥內部往往一個空腔。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氣體不易釋放出去而容易上浮，以至被  水流帶走，只要量不大，這也為一種正?，F象。

厭氧反應器內顆粒污泥形成的過程稱之為顆粒污泥化，顆粒污泥化是大多數UASB反應器啟動的目標和成功的標志。污泥的顆粒化可以使UASB反應器允許更高的機物容積負荷和水力負荷。

厭氧反應器內的顆粒污泥其實是一個*的微生物水處理系統。這些微生物在厭氧環(huán)境中將難降解的機物轉化為甲烷、二氧化碳等氣體與水系統分離并實現菌體增殖，通過這種方式污水得到凈化。這里面涉及到兩類關系為密切的厭氧菌：產酸菌和產甲烷菌。我們在3月份的培訓過程中提到，產酸菌將機物轉化為揮發(fā)性機酸，而產甲烷菌利用這些機酸把他們轉化為甲烷、二氧化碳等氣體，這時污水得到凈化。在這個過程中，對于凈化污水來說，起關鍵的是甲烷菌，而甲烷菌對于環(huán)境的變化是相當敏感的，一旦溫度、pH、毒物質侵入、負荷等因素變化，均易引發(fā)其活力的下降，導致揮發(fā)酸積累，揮發(fā)酸積累的直接后果是系統pH下降，如此循環(huán)，厭氧反應器開始“酸化”。

厭氧“酸化”

UASB反應器在運行過程中由于進水負荷、水溫、毒物質進入等原因變化而導致揮發(fā)性脂肪酸在厭氧反應器內積累，從而出現產氣量減小、出水COD值增加、出水pH值降的現象，稱之為“酸化”。發(fā)生“酸化”的反應器其顆粒污泥中的產甲烷菌受到嚴重抑制，不能將乙酸轉化為甲烷，此時系統出水COD值甚至高于進水COD值，厭氧反應器處于癱瘓狀態(tài)。

揮發(fā)酸、堿度對運行的影響

UASB厭氧反應器啟動分為初次啟動和二次啟動。初次啟動指用顆粒污泥以外的其它污泥作為種泥啟動的一個UASB厭氧反應器的啟動過程。二次啟動是指使用顆粒污泥作為種泥對UASB厭氧反應器的啟動過程。我們現階段反應的啟動方法均為二次啟動法。在以往的培訓過程中我們著重了進水負荷、反應器內溫度、pH值、懸浮物質對厭氧反應器的影響，現將揮發(fā)酸(VFA)、堿度在厭氧反應器的運行過程中的及對pH值、產氣量的影響等問題如下：

1、揮發(fā)性脂肪酸

1)VFA(揮發(fā)酸)

揮發(fā)性脂肪酸簡稱揮發(fā)酸，英文縮寫為VFA，它是機物質在厭氧產酸菌的下經水解、發(fā)酵發(fā)酸而形成的簡單的具揮發(fā)性的脂肪酸，如乙酸、丙酸等。揮發(fā)酸對甲烷菌的毒性受系統pH值的影響，如果厭氧反應器中的pH值較，則甲烷菌將不能生長，系統內VFA不能轉化為沼氣而是繼續(xù)積累。相反在pH值為7或略高于7時，VFA是相對毒的。揮發(fā)酸在較pH值下對甲烷菌的毒性是可逆的。在pH值約等于5時，甲烷菌在含VFA的廢水中停留長達兩月仍可存活，但一般講，其活性需要在系統pH值恢復正常后幾天到幾個星期才能夠恢復。如果pH值條件僅維持12h以下，產甲烷活性可在pH值調節(jié)之后立即恢復。

2)VFA積累產生的原因

厭氧反應器出水VFA是厭氧反應器運行過程中非常重要的參數，出水VFA濃度過高，意味著甲烷菌活力還不夠高或環(huán)境因素使甲烷菌活力下降而導致VFA利用不充分，積累所致。溫度的突然降或升高、毒性物質濃度的增加、pH的波動、負荷的突然加大等都會由出水VFA的升高反應出來。進水狀態(tài)穩(wěn)定時，出水pH的下降也能反能反映出VFA的升高，但是pH的變化要比VFA的變化遲緩，時VFA可升高數倍而pH尚沒明顯改變。因此從監(jiān)測出水VFA濃度可快速反映出反應器運行的狀況，并因此利于操作過程調節(jié)。過負荷是出水VFA升高的原因。因此當出水VFA升高而環(huán)境因素(溫度、進水pH、出水水質等)沒明顯變化時，出水VFA的升高可由降反應器負荷來調節(jié)，過負荷由進水COD濃度或進水流量的升高引起，也會由反應器內污泥過多流失引起。

3)VFA與反應器內pH值的關系

在UASB反應器運行過程中，反應器內的pH值應保持在6.5-7.8范圍內，并應盡量減少波動。pH值在6.5以下，甲烷菌即已受到抑制，pH值于6.0時，甲烷菌已嚴重抑制，反應器內產酸菌呈現優(yōu)點生長。此時反應器已嚴重酸化，恢復十分困難。

VFA濃度增高是pH下降的主要原因，雖然pH的檢測非常方便，但它的變化比VFA濃度的變化要滯后許多。當甲烷菌活性降，或因過負荷導致VFA開始積累時，由于廢水的緩沖能力，pH值尚沒明顯變化，從pH值的監(jiān)測上尚反映不出潛在的問題。當VFA積累至一定程度時，pH才會明確變化。因此測定VFA是控制反應器pH降的效措施。

當pH值降較多，一般于6.5時就應采取應急措施，減少或停止進液，同時繼續(xù)觀察出水pH和VFA。待pH和VFA恢復正常以后，反應器在較的負荷下運行。進水pH的降可能是反應器內pH下降的原因，這就要看反應器內堿度的，因此如果反應器內pH降，檢查進液pH改變并監(jiān)測反應器內堿度也是很必要的。

4)厭氧反應器啟動、運行過程中需注意與VFA相關的問題

厭氧反應器運轉正常的情況下，VFA的濃度小于3mmol/l，但在啟動和運行過程中VFA出現一定的波動是正常的，不必太過驚慌。①厭氧反應器啟動階段，當環(huán)境因素如出水pH、罐溫正常時，出水VFA過高則表時反應器負荷相對于當時的顆粒污泥活力偏高。出水VFA若高于8mmol/l，則應當停止進液，直到反應器內VFA于3 mmol/l后，再繼續(xù)以原濃度、負荷進液運行。②厭氧反應器運行階段，運行負荷的增加可能會導致出水VFA濃度的升高，當出水VFA高于8mmol/l時，不要停止進液但要仔細觀察反應器內pH值、COD值的變化防止“酸化”的發(fā)生。增大負荷后短時間內，產氣量可能會降，幾天后產氣量會重新上升，出水VFA濃度也會下降。但如果出水VFA增大到15mmol/l則必須把降至原來水平，并反應器內pH不于6.5，一旦降至6.5以下，則必要加堿調節(jié)pH。

2、堿度

1)堿度

堿度不是堿，廣義的堿度指的是水中強堿弱酸鹽的濃度，它在不同的pH值下的存在形式不同(弱酸跟上的H數目不同)，能根據環(huán)境釋放或吸收H離子，從而起到緩沖溶液中pH變化的，使系統內pH波動減小。堿度是不直接參加反應的。堿度是衡量厭氧系統緩沖能力的重要指標，是系統耐pH沖擊能力的衡量規(guī)準。因此UASB在運行過程中一般都要監(jiān)測堿度的。操作的厭氧反應器堿度一般在2000-4000mg/l，正常范圍在1000-5000mg/l。(以上堿度均以CaCO3計)

2)堿度對UASB顆粒污泥的影響

堿度對UASB顆粒污泥的影響表現在兩個方面：一是對顆?；M程的影響;二是對顆粒污泥產甲烷活性(SMA)的影響。堿度對顆粒污泥活性的影響主要表現在通過調節(jié)pH值(即通過堿度的緩沖使pH值變化較小)使得產甲烷菌呈不同的生長活性。在一定的堿度范圍內，進水堿的反應器污泥顆?；俣瓤欤w粒污泥的SMA;進水堿度的反應器其污泥顆?；俣嚷?，但顆粒污泥的SMA高。因此，在污泥顆粒化過程中進水堿度可以適當偏高(但不能使反應器的pH>8.2，這主要是因為此時產甲烷菌會受到嚴重抑制)以加速污泥的顆粒化，使反應器快速啟動;而在顆?；^程基本結束時，進水堿度應適當偏以提高顆粒污泥的SMA。

IC厭氧反應器技術特點

厭氧生物處理反應器啟動時的注意事項些

（1）厭氧化物處理反應器在投入運行之前，必須進行充水試驗和氣密性試驗。充水試驗要求漏水現象，氣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，使氮氣吹掃。
（2）厭氧活性污泥從處理同類污水的正在運行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）厭氧化物處理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。一般接種污泥的數量要達到反應器容積的10% ~9%，具保值根據接種污泥的來情況而定。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，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?；?。
（8）啟動初期水力負代號過高可能造成污泥的大量流失，水力負荷過又不利于厭氧污泥的篩選。一般在啟動初期 選用較的水力負荷，經過數周后再緩慢平穩(wěn)地遞增