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州市UASB厭氧反應(yīng)器性能

在厭氧發(fā)酵過(guò)程中微生物起什么

主要其中的發(fā)酵細(xì)菌（產(chǎn)酸細(xì)菌）、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌等。 

1、發(fā)酵細(xì)菌（產(chǎn)酸細(xì)菌）：

發(fā)酵產(chǎn)酸細(xì)菌的主要功能兩種：①  水解——在胞外酶的下，將不溶性機(jī)物水解成可溶性機(jī)物；②  酸化——將可溶性大分子機(jī)物轉(zhuǎn)化為脂肪酸、醇類(lèi)等；主要的發(fā)酵產(chǎn)酸細(xì)菌：梭菌屬、擬桿菌屬、丁酸弧菌屬、雙岐桿菌屬等；水解過(guò)程較緩慢，并受多種因素影響（pH、SRT、機(jī)物種類(lèi)等），時(shí)回成為厭氧反應(yīng)的限速步驟；產(chǎn)酸反應(yīng)的速率較快；大多數(shù)是厭氧菌，也大量是兼性厭氧菌；可以按功能來(lái)分：纖維素分解菌、半纖維素分解菌、淀粉分解菌、蛋白質(zhì)分解菌、脂肪分解菌等。 

2、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌：

產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌的主要功能是將各種高級(jí)脂肪酸和醇類(lèi)氧化分解為乙酸和H2；為產(chǎn)甲烷細(xì)菌提供合適的基質(zhì)，在厭氧系統(tǒng)中常常與產(chǎn)甲烷細(xì)菌處于共生互營(yíng)關(guān)系。

主要的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸反應(yīng)：

 注意：上述反應(yīng)只在乙酸濃度很低、系統(tǒng)中氫分壓也很低時(shí)才能順利進(jìn)行，因此產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸反應(yīng)的順利進(jìn)行，常常需要后續(xù)產(chǎn)甲烷反應(yīng)能及時(shí)將其主要的兩種產(chǎn)物乙酸和H2消耗掉。 

主要的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌多為：互營(yíng)單胞菌屬、互營(yíng)桿菌屬、梭菌屬、暗桿菌屬等；多數(shù)是嚴(yán)格厭氧菌或兼性厭氧菌。 

3、產(chǎn)甲烷菌

20世紀(jì)60年代Hungate開(kāi)創(chuàng)了嚴(yán)格厭氧微生物培養(yǎng)技術(shù)之后，對(duì)產(chǎn)甲烷細(xì)菌的研究才得以進(jìn)行；產(chǎn)甲烷細(xì)菌的主要功能是將產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的產(chǎn)物——乙酸和H2/CO2轉(zhuǎn)化為CH4和CO2，使厭氧消化過(guò)程得以順利進(jìn)行；主要可分為兩大類(lèi)：乙酸營(yíng)養(yǎng)型和H2營(yíng)養(yǎng)型產(chǎn)甲烷菌，或稱(chēng)為嗜乙酸產(chǎn)甲烷細(xì)菌和嗜氫產(chǎn)甲烷細(xì)菌；一般來(lái)說(shuō)，在自然界中乙酸營(yíng)養(yǎng)型產(chǎn)甲烷菌的種類(lèi)較少，只Methanosarcina（產(chǎn)甲烷八疊球菌）和Methanothrix（產(chǎn)甲烷絲狀菌），但這兩種產(chǎn)甲烷細(xì)菌在厭氧反應(yīng)器中居多，別是后者，因?yàn)樵趨捬醴磻?yīng)器中乙酸是主要的產(chǎn)甲烷基質(zhì)，一般來(lái)說(shuō)70%左右的甲烷是來(lái)自乙酸的氧化分解。

UASB調(diào)試中常見(jiàn)的幾個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題及解答

1、 厭氧反應(yīng)器是否易酸化

厭氧反應(yīng)器是否易酸化?回答是否定的。UASB厭氧反應(yīng)器作為一種強(qiáng)效的水處理設(shè)施，其系統(tǒng)自身著良好的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在這個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，起著關(guān)鍵的是碳酸氫根離子，即我們通常說(shuō)的堿度，它的主要是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的pH，防止因pH值的變化對(duì)產(chǎn)甲烷菌造成影響。因此只要我們科學(xué)、公道操縱，就可以確保厭氧反應(yīng)器正常、強(qiáng)效。

2、 罐溫變化

對(duì)一個(gè)厭氧反應(yīng)器來(lái)說(shuō)，其操縱溫度以穩(wěn)定為宜，波動(dòng)范圍24h內(nèi)不得過(guò)2℃。水溫對(duì)微生物的影響很大，對(duì)微生物和群體的組成、微生物細(xì)胞的增殖，內(nèi)源代謝過(guò)程，對(duì)污泥的沉降性能等都影響。對(duì)中溫厭氧反應(yīng)器，應(yīng)該避免溫度過(guò)42℃，由于在這種溫度下微生物的衰退速度過(guò)大，從而大大降低污泥的活性。此外，在反應(yīng)器溫度偏低時(shí)，應(yīng)根據(jù)情況及時(shí)調(diào)整負(fù)荷與停留時(shí)間，反應(yīng)器仍可穩(wěn)定，但此時(shí)不能充分發(fā)揮反應(yīng)器的處理能力，否則將導(dǎo)致反應(yīng)器不能正常。罐溫的忽然變化，易造成沼中甲烷體所占比例減少，CO2增多，而且我們可以在厭氧反應(yīng)器液面看到一些半固半液狀且不易破的泡。

3、 進(jìn)水pH值

在厭氧反應(yīng)器正常時(shí)，進(jìn)水pH值一般在6.0以上。在處理因含機(jī)酸而使偏低的廢水時(shí)，正常時(shí)，進(jìn)水pH值可偏低，如4~5左右;若處理因含機(jī)酸而使pH值低的廢水，應(yīng)將進(jìn)水pH值調(diào)到6以上。當(dāng)然具體的控制還要根據(jù)反應(yīng)器的緩沖能力而定，也決定于厭氧反應(yīng)的馴化程度。

4、 厭氧反應(yīng)器內(nèi)污泥流失的原因及控制措施

UASB反應(yīng)器設(shè)置了三相分離器，但在污泥結(jié)團(tuán)之前仍帶一定污泥，在啟動(dòng)過(guò)程中逐漸將輕質(zhì)污泥洗出是必要的。污泥顆粒化是一個(gè)連續(xù)漸進(jìn)過(guò)程，即每次增加負(fù)荷都增大其流體流速和沼產(chǎn)量，從而加強(qiáng)了攪拌篩選，小的、輕的顆粒被沖擊出反應(yīng)器，這個(gè)過(guò)程并不要使大量污泥沖出，要防止污泥過(guò)量流失。一般來(lái)說(shuō)，反應(yīng)器發(fā)生污泥流失可分為三種情況:1)污泥懸浮層部保持在反應(yīng)器出水堰口以下，污泥的流失量將低于其增殖量。2)在穩(wěn)定負(fù)荷條件下，污泥懸浮層可能上升到出水堰口處，這時(shí)應(yīng)及時(shí)放剩余污泥。3)由于沖擊負(fù)荷及水質(zhì)條件忽然惡化(如負(fù)荷忽然增大等)要導(dǎo)致污泥床的過(guò)度膨脹。在這種情況下污泥可能出現(xiàn)暫時(shí)性大量流失。

控制反應(yīng)器的機(jī)負(fù)荷是控制污泥過(guò)量流失的主要辦法。進(jìn)步污泥的沉降性能是防止污泥流失的根本途徑，但需要一個(gè)過(guò)程。為了減少出水帶走的厭氧污泥，因此UASB厭氧反應(yīng)器后設(shè)置了初沉池。設(shè)置初沉池的好處在于:①可以加速反應(yīng)器內(nèi)污泥積累，縮短啟動(dòng)時(shí)間;②往除出水懸浮物，進(jìn)步出水水質(zhì);③在反應(yīng)器發(fā)生沖擊而使污泥大量上浮時(shí)，可回收流失污泥，保持工藝的穩(wěn)定性;④減少污泥放量。

5、 顆粒污泥的攪拌

UASB厭氧反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥與污水中機(jī)物質(zhì)的充分接觸使其具了很高的水處理效率。“充分接觸”的條件需要很好的攪拌。UASB厭氧反應(yīng)器在過(guò)程中這種攪拌主要來(lái)自兩個(gè)方面，一是污水在厭氧反應(yīng)器內(nèi)向上活動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的攪動(dòng)，二是顆粒污泥中產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)出體過(guò)程中產(chǎn)生的攪動(dòng)?？梢岳斫獾氖怯晌鬯顒?dòng)產(chǎn)生的攪動(dòng)方向是單一的，只是向上的，而由沼產(chǎn)生的攪動(dòng)方向則是多樣的，更利于顆粒污泥與污水中機(jī)物質(zhì)的接觸。因此我們?cè)谶^(guò)程中應(yīng)留意厭氧反應(yīng)器正常，否則光靠大流量的沖擊來(lái)達(dá)到攪拌的往往事與愿違，而且造成厭氧反應(yīng)器負(fù)荷的波動(dòng)。

州市UASB厭氧反應(yīng)器性能

UASB厭氧生物處理的影響因素哪些?

⑴ 溫度。存在兩個(gè)不同的溫度范圍(55℃左右，35℃左右)。通常所稱(chēng)高溫厭氧消化和低溫厭氧消化即對(duì)應(yīng)這兩個(gè)溫度范圍。

⑵ pH值。厭氧消化pH值范圍為6.8～7.2。

⑶ 機(jī)負(fù)荷。由于厭氧生物處理幾乎對(duì)污水中的所機(jī)物都降解，因此討論厭氧生物處理時(shí)，一般都以CODcr來(lái)分析研究，而不象好氧生物處理那樣必須以BOD5為依據(jù)。厭氧處理的機(jī)負(fù)荷通常以容積負(fù)荷和一定的CODcr去除率來(lái)表示。

⑷ 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。厭氧法中碳氮磷的比值控制在CODcr:N:P=(200～300):5:1即可。甲烷菌對(duì)硫化氫的需要量為11.5mg/L。時(shí)需補(bǔ)充某些必需的殊營(yíng)養(yǎng)元素，甲烷菌對(duì)硫化物和磷專(zhuān)性需要，而鐵、鎳、鋅、鈷、鉬等對(duì)甲烷菌激活。

⑸ 氧化還原電位。氧化還原電位可以表示水中的含氧濃度，非甲烷厭氧微生物可以在氧化還原電位小于+100mV的環(huán)境下生存，而適合產(chǎn)甲烷菌活動(dòng)的氧化還原電位要低于-150mV，在培養(yǎng)甲烷菌的初期，氧化還原電位要不高于-330mV。

⑹ 堿度。廢水的碳酸氫鹽所形成的堿度對(duì)pH值的變化緩沖，如果堿度不足，就需要投加和石灰等堿劑來(lái)反應(yīng)器內(nèi)的堿度適中。

⑺ 毒物質(zhì)。

⑻ 水力停留時(shí)間。水力停留時(shí)間對(duì)于厭氧工藝的影響主要是通過(guò)上流速度來(lái)表現(xiàn)出來(lái)的。一方面，較高的水流速度可以提高污水系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)水區(qū)的擾動(dòng)性，從而增加生物污泥與進(jìn)水機(jī)物之間的接觸，提高機(jī)物的去除率。另一方面，為了維持系統(tǒng)中能擁足夠多的污泥，上流速度又不能過(guò)一定限值。

pH值對(duì)厭氧處理的影響體現(xiàn)在哪些方面?

厭氧微生物對(duì)其活動(dòng)范圍內(nèi)的pH值一定的要求，產(chǎn)酸菌對(duì)pH值的適應(yīng)范圍較廣，一般在4.5～8.0之間都能維持較高的活性。而甲烷菌對(duì)pH值較為敏感，適應(yīng)范圍較窄，在6.6～7.4之間較為適宜，pH值為7.0～7.2。因此，在厭氧處理過(guò)程中，尤其是產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷在一個(gè)構(gòu)筑物內(nèi)進(jìn)行時(shí)，通常要保持反應(yīng)器內(nèi)的pH值在6.5～7.2之間保持在6.8～7.2的范圍內(nèi)。

厭氧處理要求的pH值指的是反應(yīng)器內(nèi)混合液的pH值，而不是進(jìn)水的pH值，因?yàn)樯锘瘜W(xué)過(guò)程和稀釋可以迅速改變進(jìn)水的pH值。反應(yīng)器出水的pH值一般等于或接近反應(yīng)器內(nèi)部的pH值。

含大量溶解性碳水化合物的廢水進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器后，會(huì)因產(chǎn)生乙酸而引起pH值的迅速降低，而經(jīng)過(guò)酸化的廢水進(jìn)入反應(yīng)器后，pH值將會(huì)上升。含大量蛋白質(zhì)或氨基酸的廢水，由于氨的形成，pH可能會(huì)略上升。因此，對(duì)不同性的廢水，可控制不同的pH值，可能低于或高于反應(yīng)器所要求的pH值。

維持厭氧反應(yīng)器內(nèi)足夠堿度的措施哪些?

⑴ 投加堿源：增大系統(tǒng)緩沖能力的堿源可以使用和石灰等。

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。

UASB調(diào)試中常見(jiàn)的幾個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題及解答

1、 厭氧反應(yīng)器是否易酸化

厭氧反應(yīng)器是否易酸化?回答是否定的。UASB厭氧反應(yīng)器作為一種強(qiáng)效的水處理設(shè)施，其系統(tǒng)自身著良好的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在這個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，起著關(guān)鍵的是碳酸氫根離子，即我們通常說(shuō)的堿度，它的主要是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的pH，防止因pH值的變化對(duì)產(chǎn)甲烷菌造成影響。因此只要我們科學(xué)、公道操縱，就可以確保厭氧反應(yīng)器正常、強(qiáng)效。

2、 罐溫變化

對(duì)一個(gè)厭氧反應(yīng)器來(lái)說(shuō)，其操縱溫度以穩(wěn)定為宜，波動(dòng)范圍24h內(nèi)不得過(guò)2℃。水溫對(duì)微生物的影響很大，對(duì)微生物和群體的組成、微生物細(xì)胞的增殖，內(nèi)源代謝過(guò)程，對(duì)污泥的沉降性能等都影響。對(duì)中溫厭氧反應(yīng)器，應(yīng)該避免溫度過(guò)42℃，由于在這種溫度下微生物的衰退速度過(guò)大，從而大大降低污泥的活性。此外，在反應(yīng)器溫度偏低時(shí)，應(yīng)根據(jù)情況及時(shí)調(diào)整負(fù)荷與停留時(shí)間，反應(yīng)器仍可穩(wěn)定，但此時(shí)不能充分發(fā)揮反應(yīng)器的處理能力，否則將導(dǎo)致反應(yīng)器不能正常。罐溫的忽然變化，易造成沼中甲烷體所占比例減少，CO2增多，而且我們可以在厭氧反應(yīng)器液面看到一些半固半液狀且不易破的泡。

3、 進(jìn)水pH值

在厭氧反應(yīng)器正常時(shí)，進(jìn)水pH值一般在6.0以上。在處理因含機(jī)酸而使偏低的廢水時(shí)，正常時(shí)，進(jìn)水pH值可偏低，如4~5左右;若處理因含機(jī)酸而使pH值低的廢水，應(yīng)將進(jìn)水pH值調(diào)到6以上。當(dāng)然具體的控制還要根據(jù)反應(yīng)器的緩沖能力而定，也決定于厭氧反應(yīng)的馴化程度。

4、 厭氧反應(yīng)器內(nèi)污泥流失的原因及控制措施

UASB反應(yīng)器設(shè)置了三相分離器，但在污泥結(jié)團(tuán)之前仍帶一定污泥，在啟動(dòng)過(guò)程中逐漸將輕質(zhì)污泥洗出是必要的。污泥顆?；且粋€(gè)連續(xù)漸進(jìn)過(guò)程，即每次增加負(fù)荷都增大其流體流速和沼產(chǎn)量，從而加強(qiáng)了攪拌篩選，小的、輕的顆粒被沖擊出反應(yīng)器，這個(gè)過(guò)程并不要使大量污泥沖出，要防止污泥過(guò)量流失。一般來(lái)說(shuō)，反應(yīng)器發(fā)生污泥流失可分為三種情況:1)污泥懸浮層部保持在反應(yīng)器出水堰口以下，污泥的流失量將低于其增殖量。2)在穩(wěn)定負(fù)荷條件下，污泥懸浮層可能上升到出水堰口處，這時(shí)應(yīng)及時(shí)放剩余污泥。3)由于沖擊負(fù)荷及水質(zhì)條件忽然惡化(如負(fù)荷忽然增大等)要導(dǎo)致污泥床的過(guò)度膨脹。在這種情況下污泥可能出現(xiàn)暫時(shí)性大量流失。

控制反應(yīng)器的機(jī)負(fù)荷是控制污泥過(guò)量流失的主要辦法。進(jìn)步污泥的沉降性能是防止污泥流失的根本途徑，但需要一個(gè)過(guò)程。為了減少出水帶走的厭氧污泥，因此UASB厭氧反應(yīng)器后設(shè)置了初沉池。設(shè)置初沉池的好處在于:①可以加速反應(yīng)器內(nèi)污泥積累，縮短啟動(dòng)時(shí)間;②往除出水懸浮物，進(jìn)步出水水質(zhì);③在反應(yīng)器發(fā)生沖擊而使污泥大量上浮時(shí)，可回收流失污泥，保持工藝的穩(wěn)定性;④減少污泥放量。

營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)厭氧生物處理的影響體現(xiàn)在哪些方面?

厭氧微生物的生長(zhǎng)繁殖需要攝取一定比例的CNP及其他微量元素，但由于厭氧微生物對(duì)碳素養(yǎng)分的利用率比好氧微生物低，一般認(rèn)為，厭氧法中碳氮磷的比值控制在CODcr：N:P=(200～300)：5：1即可。還要根據(jù)具體情況，補(bǔ)充某些必需的殊營(yíng)養(yǎng)元素，比如硫化物、鐵、鎳、鋅、鈷、鉬等。

在厭氧處理時(shí)提供氮源，除了滿足合成菌體之外，還利于提高反應(yīng)器的緩沖能力。如果氮源不足，即碳氮比太高，不僅導(dǎo)致厭氧菌增殖緩慢，而且使消化液的緩沖能力降低，引起pH值下降。相反，如果氮源過(guò)剩，碳氮比太低、氮不能被充分利用，將導(dǎo)致系統(tǒng)中氮的積累，引起pH值上升;如果pH值上升到8以上，就會(huì)抑制產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng)繁殖，使消化效率降低。一般說(shuō)來(lái)，氮的濃度必須保持在40～70mg/L的范圍內(nèi)才能維持甲烷菌的活性。

pH值對(duì)厭氧處理的影響體現(xiàn)在哪些方面?

厭氧微生物對(duì)其活動(dòng)范圍內(nèi)的pH值一定的要求，產(chǎn)酸菌對(duì)pH值的適應(yīng)范圍較廣，一般在4.5～8.0之間都能維持較高的活性。而甲烷菌對(duì)pH值較為敏感，適應(yīng)范圍較窄，在6.6～7.4之間較為適宜，pH值為7.0～7.2。因此，在厭氧處理過(guò)程中，尤其是產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷在一個(gè)構(gòu)筑物內(nèi)進(jìn)行時(shí)，通常要保持反應(yīng)器內(nèi)的pH值在6.5～7.2之間，保持在6.8～7.2的范圍內(nèi)。

厭氧處理要求的pH值指的是反應(yīng)器內(nèi)混合液的pH值，而不是進(jìn)水的pH值，因?yàn)樯锘瘜W(xué)過(guò)程和稀釋可以迅速改變進(jìn)水的pH值。反應(yīng)器出水的pH值一般等于或接近反應(yīng)器內(nèi)部的pH值。

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)顆粒污泥的方好以下三種：

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)間較快，但一般只在啟動(dòng)小型UASB反應(yīng)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U(xiǎn)ASB反應(yīng)器后，創(chuàng)造厭氧微生物的生長(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。

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。

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