IC厭氧反應(yīng)器技術(shù)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(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(xì)胞密大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散，粒徑大的顆粒污泥內(nèi)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(nèi)核，一些大的顆粒污泥還會因內(nèi)部產(chǎn)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，這也為一種正常現(xiàn)象。

厭氧反應(yīng)器內(nèi)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(shù)UASB反應(yīng)器啟動的目標(biāo)和成功的標(biāo)志。污泥的顆?；梢允筓ASB反應(yīng)器允許更高的機物容積負(fù)荷和水力負(fù)荷。

厭氧反應(yīng)器內(nèi)的顆粒污泥其實是一個*的微生物水處理系統(tǒng)。這些微生物在厭氧環(huán)境中將難降解的機物轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳等氣體與水系統(tǒng)分離并實現(xiàn)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(guān)系為密切的厭氧菌：產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌。我們在3月份的培訓(xùn)過程中提到，產(chǎn)酸菌將機物轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性機酸，而產(chǎn)甲烷菌利用這些機酸把他們轉(zhuǎn)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(guān)鍵的是甲烷菌，而甲烷菌對于環(huán)境的變化是相當(dāng)敏感的，一旦溫度、pH、毒物質(zhì)侵入、負(fù)荷等因素變化，均易引發(fā)其活力的下降，導(dǎo)致?lián)]發(fā)酸積累，揮發(fā)酸積累的直接后果是系統(tǒng)pH下降，如此循環(huán)，厭氧反應(yīng)器開始“酸化”。

厭氧“酸化”

UASB反應(yīng)器在運行過程中由于進水負(fù)荷、水溫、毒物質(zhì)進入等原因變化而導(dǎo)致?lián)]發(fā)性脂肪酸在厭氧反應(yīng)器內(nèi)積累，從而出現(xiàn)產(chǎn)氣量減小、出水COD值增加、出水pH值降的現(xiàn)象，稱之為“酸化”。發(fā)生“酸化”的反應(yīng)器其顆粒污泥中的產(chǎn)甲烷菌受到嚴(yán)重抑制，不能將乙酸轉(zhuǎn)化為甲烷，此時系統(tǒng)出水COD值甚至高于進水COD值，厭氧反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)器的啟動過程。我們現(xiàn)階段反應(yīng)的啟動方法均為二次啟動法。在以往的培訓(xùn)過程中我們著重了進水負(fù)荷、反應(yīng)器內(nèi)溫度、pH值、懸浮物質(zhì)對厭氧反應(yīng)器的影響，現(xiàn)將揮發(fā)酸(VFA)、堿度在厭氧反應(yīng)器的運行過程中的及對pH值、產(chǎn)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(zhì)在厭氧產(chǎn)酸菌的下經(jīng)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(tǒng)pH值的影響，如果厭氧反應(yīng)器中的pH值較，則甲烷菌將不能生長，系統(tǒng)內(nèi)VFA不能轉(zhuǎn)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(dá)兩月仍可存活，但一般講，其活性需要在系統(tǒng)pH值恢復(fù)正常后幾天到幾個星期才能夠恢復(fù)。如果pH值條件僅維持12h以下，產(chǎn)甲烷活性可在pH值調(diào)節(jié)之后立即恢復(fù)。

2)VFA積累產(chǎn)生的原因

厭氧反應(yīng)器出水VFA是厭氧反應(yīng)器運行過程中非常重要的參數(shù)，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(dǎo)致VFA利用不充分，積累所致。溫度的突然降或升高、毒性物質(zhì)濃度的增加、pH的波動、負(fù)荷的突然加大等都會由出水VFA的升高反應(yīng)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(shù)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(yīng)器運行的狀況，并因此利于操作過程調(diào)節(jié)。過負(fù)荷是出水VFA升高的原因。因此當(dāng)出水VFA升高而環(huán)境因素(溫度、進水pH、出水水質(zhì)等)沒明顯變化時，出水VFA的升高可由降反應(yīng)器負(fù)荷來調(diào)節(jié)，過負(fù)荷由進水COD濃度或進水流量的升高引起，也會由反應(yīng)器內(nèi)污泥過多流失引起。

3)VFA與反應(yīng)器內(nèi)pH值的關(guān)系

在UASB反應(yīng)器運行過程中，反應(yīng)器內(nèi)的pH值應(yīng)保持在6.5-7.8范圍內(nèi)，并應(yīng)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(yán)重抑制，反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)酸菌呈現(xiàn)優(yōu)點生長。此時反應(yīng)器已嚴(yán)重酸化，恢復(fù)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(dāng)甲烷菌活性降，或因過負(fù)荷導(dǎo)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(dāng)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(yīng)器pH降的效措施。

當(dāng)pH值降較多，一般于6.5時就應(yīng)采取應(yīng)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(fù)正常以后，反應(yīng)器在較的負(fù)荷下運行。進水pH的降可能是反應(yīng)器內(nèi)pH下降的原因，這就要看反應(yīng)器內(nèi)堿度的，因此如果反應(yīng)器內(nèi)pH降，檢查進液pH改變并監(jiān)測反應(yīng)器內(nèi)堿度也是很必要的。

4)厭氧反應(yīng)器啟動、運行過程中需注意與VFA相關(guān)的問題

厭氧反應(yīng)器運轉(zhuǎn)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(xiàn)一定的波動是正常的，不必太過驚慌。①厭氧反應(yīng)器啟動階段，當(dāng)環(huán)境因素如出水pH、罐溫正常時，出水VFA過高則表時反應(yīng)器負(fù)荷相對于當(dāng)時的顆粒污泥活力偏高。出水VFA若高于8mmol/l，則應(yīng)當(dāng)停止進液，直到反應(yīng)器內(nèi)VFA于3 mmol/l后，再繼續(xù)以原濃度、負(fù)荷進液運行。②厭氧反應(yīng)器運行階段，運行負(fù)荷的增加可能會導(dǎo)致出水VFA濃度的升高，當(dāng)出水VFA高于8mmol/l時，不要停止進液但要仔細(xì)觀察反應(yīng)器內(nèi)pH值、COD值的變化防止“酸化”的發(fā)生。增大負(fù)荷后短時間內(nèi)，產(chǎn)氣量可能會降，幾天后產(chǎn)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(yīng)器內(nèi)pH不于6.5，一旦降至6.5以下，則必要加堿調(diào)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(shù)目不同)，能根據(jù)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(tǒng)內(nèi)pH波動減小。堿度是不直接參加反應(yīng)的。堿度是衡量厭氧系統(tǒng)緩沖能力的重要指標(biāo)，是系統(tǒng)耐pH沖擊能力的衡量規(guī)準(zhǔn)。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(yīng)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(xiàn)在兩個方面：一是對顆粒化進程的影響;二是對顆粒污泥產(chǎn)甲烷活性(SMA)的影響。堿度對顆粒污泥活性的影響主要表現(xiàn)在通過調(diào)節(jié)pH值(即通過堿度的緩沖使pH值變化較小)使得產(chǎn)甲烷菌呈不同的生長活性。在一定的堿度范圍內(nèi)，進水堿的反應(yīng)器污泥顆粒化速度快，但顆粒污泥的SMA;進水堿度的反應(yīng)器其污泥顆粒化速度慢，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(dāng)偏高(但不能使反應(yīng)器的pH>8.2，這主要是因為此時產(chǎn)甲烷菌會受到嚴(yán)重抑制)以加速污泥的顆?；?，使反應(yīng)器快速啟動;而在顆?；^程基本結(jié)束時，進水堿度應(yīng)適當(dāng)偏以提高顆粒污泥的SMA。

IC厭氧反應(yīng)器技術(shù)特點

厭氧生物處理反應(yīng)器啟動時的注意事項些

（1）厭氧化物處理反應(yīng)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(xiàn)象，氣密性試驗要求池內(nèi)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(gòu)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(zhuǎn)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(yīng)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(shù)量要達(dá)到反應(yīng)器容積的10% ~9%，具保值根據(jù)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(zhì)的廢水時，需要補充投加一部分堿，并嚴(yán)格控制反應(yīng)器內(nèi)的PH值在6.8~7.8之間。
（5）啟動時的初始機負(fù)荷與厭氧處理方法、待處理廢水性質(zhì)、溫度等工藝條件及接種污泥的性質(zhì)等關(guān)，一般從較的負(fù)荷開始，再逐步增加負(fù)荷完成啟運過程。例如UASB啟動時，初始機負(fù)荷一般為0.1~0.2kgCODCR/（kgMLSS•d），當(dāng)CODCR去除率達(dá)到80%或出水中揮發(fā)性機酸VFA的濃度于1000mg/L后，再按原負(fù)荷50%的遞增幅度增加負(fù)荷。如果出水中VFA濃度較高，則不宜提高負(fù)荷，甚至要酌情降負(fù)荷。
（6）厭氧反應(yīng)器的出水以一定的回流以返回反應(yīng)器，可以回收部分流失的污泥及出水中的緩沖性物質(zhì)、平衡反應(yīng)器中水的PH值。一般附著型的反應(yīng)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(yīng)裝置啟動時因污泥易于流失，可適當(dāng)出水回流。
（7）對于縣浮型厭氧反應(yīng)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(fù)代號過高可能造成污泥的大量流失，水力負(fù)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(fù)荷，經(jīng)過數(shù)周后再緩慢平穩(wěn)地遞增