UASB厭氧反應器

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“酸化”現(xiàn)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，明顯降系統(tǒng)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(wěn)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(tài)因子的生態(tài)幅均較窄，對生態(tài)因子的要求更加苛刻。所以當系統(tǒng)中溫度、pH、ORP等生態(tài)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(xiàn)象的產生。

    此外，溝流問題也常會導致厭氧反應器的酸化現(xiàn)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(xiàn)溝流現(xiàn)象，由于活性污泥不能與進水效接觸，易造成反應器局部VFA的大量積累，進而導致反應器酸化；而酸化會降產氣量、加大污泥黏度、增大反應器“死區(qū)”體積，導致溝流問題進一步惡化。

2、酸化的表象

（1）沼氣產量下降；

（2）沼氣中甲烷含量降；

（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。

(3)沼氣要效地排出。厭氧消化過程必定伴隨著沼氣的產生，沼氣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，沼氣的存在也會起到類似浮渣的，沼氣向上溢出時將部分污泥帶到液面．導致浮渣的產生和出水中懸浮物含量增加及水質變差。因此，要設置氣體擋板和集氣罩，將沼氣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?；顒拥那疤幔淄榫鷦t必須在的厭氧環(huán)境下才能率發(fā)揮。在污水提升進入厭氧消化裝置、出水回流等環(huán)節(jié)都要盡可能避免與空氣的接觸，盡可能減少與空氣接觸的機會。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，污水提升不要使用氣提泵。厭氧反應構筑物經過氣密試驗，確保嚴密滲漏。

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系統(tǒng)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過正常范圍，在其他運行參數(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負荷引起運行異常的靈敏而可靠的指標。

(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甲烷菌代謝受到抑制的較效指標。

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

(5)一氧化碳CO: CO的產生與甲烷的產生密切相關，CO難溶于水，可以實現(xiàn)在線監(jiān)測。氣相中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。

4．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)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℃的中溫條件下運行。

(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)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：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，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。

(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生傳質問題，要定期排出剩余生物污泥或提高回流比減少部分傳質阻力。 

厭氧工藝處理設備主要是IC厭氧反應器，其主要的控制參數(shù)以下內容：

PH值：反應器進水PH值要求控制在6.5~8.0之間，過或過高的PH值都會對工藝造成巨大的影響，其影響主要體現(xiàn)在對厭氧菌（主要是產甲烷菌）的方面，括：①影響菌體及酶系統(tǒng)的生理功能和活性②影響環(huán)境的氧化還原電位③影響基質的活性。產甲烷菌的這些性質功能遭到破壞后，處理COD的活性就會大大的降。

溫度：反應器進水溫度要求控制在35.5~37.5之間，因為產甲烷菌大多數(shù)都屬于中溫菌，在這個范圍內，其處理效率是很高的。溫于40℃時，處理效率會急劇下降；也不要于35℃，溫度過，處理效率也會下降很多。

預酸化度：廢水進入厭氧反應器之前要保持足夠的預酸化度，一般在30%~50%之間，在40%左右。預酸化的情況下，VFA高，進水PH值會降，為調解PH值，會增高污水處理的運行，同時還會影響污泥的顆?；?。

毒物質：對厭氧顆粒污泥抑制性的毒物質主要是H2S和亞硫酸鹽。H2S的允許濃度為小于150㎎/L，否則可能會使大部分產甲烷菌降50%的活性；亞硫酸鹽的允許濃度是小于150ppm，否則將會導致一半的產甲烷菌失去活性，所以一定要嚴格控制這兩樣毒物質的含量，對其進行定期的檢測。

容積負荷率：厭氧反應器具很高的容積負荷率，操作手冊上為16~24㎏COD /m3/d,而一些學者認為其容積負荷率還可以更高可達30~40㎏COD /m3/d,但是這個數(shù)值的短期內變化幅度不要過大，就是說要讓厭氧菌一定的適應時間，逐步增加或降負荷。如果條件可以，盡量使其負荷率在一個范圍之間，趨于穩(wěn)定的狀態(tài)。

上升流速：IC反應器的上升流速一般在4~10m/h, 當污水的進水COD值濃度較時，需要提高流量來增加COD的負荷率，較高的上升流速會助于顆粒污泥與機物之間的傳質過程，避免了混合不均勻對設備的影響。

UASB厭氧反應器

 UASB反應器對各類廢水很大的適應性：

    UASB反應器不僅可以出來高濃度機廢水，如酒精、糖蜜、檸檬酸等廢水，也可以出來中等濃度機廢水，如啤酒、屠宰、軟飲料等廢水，并且可以出來濃度機廢水，如生活污水、城市污水等。UASB反應器可在高溫(55攝氏度)和中溫(35攝氏度左右)下運行，并可在溫(20攝氏度左右)下。除了含毒害物質的機廢水外，UASB反應器幾乎可適應不同行業(yè)排出的各類機廢水。

，產泥量少：

    由于UASB反應器不需要供氧，不需要攪拌，不需要加溫，在實現(xiàn)能的同時，達到了能耗，并可提供大量的生物能沼氣，因此，UASB反應器是一種產能型的廢水處理設備。由于SRT很長，不僅產生的污泥時穩(wěn)定的，而且產泥量很少，從而降了污泥處理。