厭氧反應(yīng)器調(diào)試指導(dǎo)手冊
二、內(nèi)容及對象：手冊包括有以下7個內(nèi)容，即：
（1）厭氧生物反應(yīng)概述；
（2）厭氧技術(shù)優(yōu)勢和不足；
（3）反應(yīng)機理；
（4）厭氧反應(yīng)器類型；
（5）厭氧反應(yīng)器工藝控制條件；
（6）啟動方式；
（7）運行管理問題及解決措施；
手冊適用于厭氧反應(yīng)器操作人員、污水站技工、化驗人員和管理人員，亦可供相關(guān)人員參考。
三、厭氧反應(yīng)概述：
利用微生物生命過程中的代謝活動，將有機物分解為簡單無機物，從而去除水中有機物污染的過程，稱為廢水的生物處理。根據(jù)代謝過程對氧的需求，微生物又分為好氧、厭氧和介于兩者間的兼性微生物。厭氧生物處理就是利用厭氧微生物的代謝過程，在無需提供氧的情況下，把有機物轉(zhuǎn)化為無機物和少量的細(xì)胞物質(zhì)，這些無機物包括大量的生物氣（即沼氣）和水。
厭氧是一種低成本廢水處理技術(shù)，把廢水治理和能源相結(jié)合，特別適合發(fā)展中國家使用。
四、厭氣處理技術(shù)的優(yōu)勢和不足：
優(yōu)勢：
（1）可作為環(huán)境保護(hù)、能源回收和生態(tài)良性循環(huán)結(jié)合系統(tǒng)的技術(shù)，具有良好的社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。
（2）耗能少,運行費低,對中等以上(1500mg/L)濃度廢水費用僅為好氧工藝1/3。
（3）回收能源,理論上講1kgCOD可產(chǎn)生純甲烷0.35m3,燃值(3.93×10-1J/m3)，高于天然氣(3.93×10-1J/m3)。以日排10t COD工廠為例,按COD去除80%,甲烷為理論值80%計算，日產(chǎn)沼氣2240m3,相當(dāng)于2500m3天然氣或3.85t煤,可發(fā)電5400Kwh。
（4）設(shè)備負(fù)荷高、占地少。
（5）剩余污泥少,僅相當(dāng)于好氧工藝1/6～1/10。
（6）對N、P等營養(yǎng)物需求低，好氧工藝要求C：N:P=100:5:1,厭氧工藝為C:N:P=(350-500):5:1。
（7）可直接處理高濃有機廢水,不需稀釋。
（8）厭氧菌可在中止供水和營養(yǎng)條件下，保留生物活性和沉泥性一年,適合間斷和季節(jié)性運行。
（9）系統(tǒng)靈活,設(shè)備簡單,易于制作管理，規(guī)?？纱罂尚 ?/span>
厭氧不足:
（1）出水污染濃度高于好氧，一般不能達(dá)標(biāo)；
（2）對有毒性物質(zhì)敏感；
（3）初次啟動緩慢，最少需8-12周以上方能轉(zhuǎn)入正常水平。
五、反應(yīng)機理：
厭氧反應(yīng)過程是對復(fù)雜物質(zhì)（指高分子有機物以懸浮物和膠體形式存在于水中）生物降解的復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。其反應(yīng)過程可分為四個階段：
（1）水解階段——被細(xì)菌胞外酶分解成小分子。例如：纖維素被纖維酶水解為纖維二糖和葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解為麥牙糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被蛋白酶水解為短肽和氨基酸等，這些小分子的水解產(chǎn)物能被溶解于水，并透過細(xì)胞為細(xì)胞所利用。
（2）發(fā)酵階段——小分子的化合物在發(fā)酵菌（即酸化菌）的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更為簡單的化合物，并分泌到細(xì)胞外。這一階段主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸（VFA）醇類、乳酸、CO2、氫、氨、硫化氫等。
（3）產(chǎn)酸階段——上一階段產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫、碳酸以及新的細(xì)胞物質(zhì)。
（4）產(chǎn)甲烷階段——在這一階段乙酸、氫、碳酸、甲酸和甲醇等被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳和新細(xì)胞物質(zhì)。原a、 水解階段——含有蛋白質(zhì)水解、碳水化合物水解和脂類水解。
a、發(fā)酵酸化階段——包括氨基酸和糖類的厭氧氧化，以及較高級脂肪酸與醇類的厭氧氧化。
b、產(chǎn)乙酸階段——含有從中間產(chǎn)物中形成乙酸和氧氣，以及氫氣和二氧化碳形成乙酸。
c、產(chǎn)甲烷階段——包括從乙酸形成甲烷，以及從氧、二氧化碳形成甲烷。廢水中有硫酸鹽時，還會有硫酸鹽還原過程，如虛線所示。
六、厭氧反應(yīng)器類型：
（1）普通厭氧反應(yīng)池
（2）厭氧接觸工藝
（3）升流厭氧污泥庫(UASB)反應(yīng)器
（4）內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（IC）
（5）厭氧顆粒污泥膨脹庫(EGSR)
（6）厭氧濾料(AF)
（7）厭氧流化庫反應(yīng)器
（8）厭氧折流反應(yīng)器(ABR)
（9）厭氧生物轉(zhuǎn)盤
（10）厭氧混臺反應(yīng)器等.
七、厭氧反應(yīng)的工藝控制條件：
（1）溫度：按三種不同嗜溫厭氧菌（嗜溫5-20℃ 嗜溫20-42℃ 嗜溫42-75℃）工程上分為低溫厭氧(15-20℃)、中溫厭氧（30-35℃）、高溫厭氧（50-55℃）三種。溫度對厭氧反應(yīng)尤為重要，當(dāng)溫度低于最優(yōu)下限溫度時，每下降1℃，效率下降11%。在上述范圍，溫度在1-3℃的微小波動，對厭氧反應(yīng)影響不明顯，但溫度變化過大（急速變化），則會使污泥活力下降，度產(chǎn)生酸積累等問題。
（2）PH：厭氧水解酸化工藝，對PH要求范圍較松，即產(chǎn)酸菌的PH應(yīng)控制4-7℃范圍內(nèi)；完全厭氧反應(yīng)則應(yīng)嚴(yán)格控制PH，純水設(shè)備即產(chǎn)甲烷反應(yīng)控制范圍6.5-8.0,最佳范圍為6.8-7.2,PH低于6.3或高于7.8,甲烷化速降低。
（3）氧化還原電位：水解階段氧化還原電位為-100～+100mv，產(chǎn)甲烷階段的最優(yōu)氧化還原電位為-150～-400mv。因此,應(yīng)控制進(jìn)水帶入的氧的含量，不能因以對厭氧反應(yīng)器造成不利影響。
（4）營養(yǎng)物：厭氧反應(yīng)池營養(yǎng)物比例為C:N:P=(350-500):5:1。
（5）有毒有害物：
抑制和影響厭氧反應(yīng)的有害物有三種：
（1）無機物：有氨、無機硫化物、鹽類、重金屬等，特別硫酸鹽和硫化物抑制作用最為嚴(yán)重；
（2）有機化合物：非極性有機化合物，含揮發(fā)性脂肪酸(VFA)、非極性酚化合物、單寧類化合物、芬香族氨基酸、焦糖化合物等五類。
（3）生物異型化合物,含氯化烴、甲醛、氰化物、洗滌劑、抗菌素等。
工藝技術(shù)參數(shù)：
（1）水力停留時間:HRT
（2）有機負(fù)荷
（3）污泥負(fù)荷
八、厭氧反應(yīng)器啟動：
（1）接種污泥：
有顆粒污泥時，接種污泥數(shù)量大小10-15%，當(dāng)沒有現(xiàn)成的污泥時，應(yīng)用最多的是污水處理廠污泥池的消化污泥。稠的消化污泥有利于顆粒污泥形成。沒有消化污泥和顆粒污泥時，化糞池污泥、新鮮牛糞、豬糞及其它家畜糞便都可利用作菌種，也可用腐敗污泥和魚塘底泥作接種污泥，但啟動周期較長。
沒有顆粒污泥時，污泥接種濃度至少不低10Kg·VSS/m3反應(yīng)器容積，但接種污泥填充量不大于反應(yīng)器容積60%。污泥接種中應(yīng)防止無機污泥、砂以及不可消化的其它物進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器內(nèi)。
當(dāng)一個厭氧反應(yīng)器需要進(jìn)行生物啟動時，如果需要處理的有機負(fù)荷小于該反應(yīng)器最大的處理負(fù)荷時，可以按照需處理的有機物總量核算出相應(yīng)的厭氧污泥接種量，而沒有必要滿量接種，從而降低厭氧污泥的采購成本。
那么到底該接種多少厭氧污泥呢？這需要了解污泥負(fù)荷這個基本概念：污泥負(fù)荷是指每天施加給單位質(zhì)量有效厭氧污泥的有機物的量，以SCOD的公斤數(shù)衡量，計算公式為：
污泥負(fù)荷（kgSCOD/kgVS.d）=Q（m3/d）*SCOD(mg/L)/VS(kg)
其中：
Q-厭氧反應(yīng)器每日的處理量
SCOD-為廢水的溶解性cod濃度
VS-為厭氧反應(yīng)器中厭氧污泥的揮發(fā)性固體總量
（2）接種污泥啟動：啟動分以下三個階段進(jìn)行：
1、起始階段——反應(yīng)池負(fù)荷從0.5-1.0kgCOD/m3d或污泥負(fù)荷0.05-0.1kgCOD/kgVSS·d開始。進(jìn)入?yún)捬醭叵到鈴U水的混合液濃度不大于COD5000mg/L，并按要求控制進(jìn)水，最低的COD負(fù)荷為1000mg/L。進(jìn)液濃度不符合應(yīng)進(jìn)行稀釋。
進(jìn)液時不要刻意嚴(yán)格控制所有工藝參數(shù)，但應(yīng)特別注意乙酸濃度，應(yīng)保持在1000mg/L以下。進(jìn)液采用間斷沖擊形式，即每3～4小時一次，每次5-10min，之后逐步減斷間隔時間至1小時，每次進(jìn)液時間逐步增長20～30min。起始階段，進(jìn)水間隔時間過長時，則應(yīng)每隔1小時開動泵對污泥攪拌一次，每次3～5min。
2、啟動第二階段——當(dāng)反應(yīng)器容積負(fù)荷上升到2-5kgCOD/m3d時，這一階段洗出污泥量增大，顆粒污泥開始產(chǎn)生。一般講，從第一段到第二段要40d時間，此時容積負(fù)荷大約為設(shè)計負(fù)荷的50%。
3、啟動的第三階段——從容積負(fù)荷50%上升到100%，采用逐步增加進(jìn)料數(shù)量和縮短進(jìn)料間斷時間來實現(xiàn)。衡量能否獲進(jìn)料量和縮短進(jìn)料時間的化驗指標(biāo)定控制發(fā)揮性脂肪酸VFA不大于500mg/L，當(dāng)VFA超過500-1000mg/L，厭氧反應(yīng)器呈現(xiàn)酸化狀態(tài)，超過1000mg/L則表明已經(jīng)酸化，需立即采取措施停止進(jìn)料，進(jìn)行菌種馴化。一般來講第二段到第三段也需30-40d時間。
（3）啟動的要點
1、啟動一定要逐步進(jìn)行，留有充裕的時間，并不能期望很短時間進(jìn)入加料運行達(dá)到厭氧降解的目標(biāo)。因為啟動實際上是使細(xì)菌從休眠狀態(tài)恢復(fù)，即活化的過程。啟動中細(xì)菌選擇、馴化、增殖過程都在進(jìn)行純水設(shè)備，原厭氧污泥中濃度較低的甲烷菌的增長速度相對于產(chǎn)酸菌要慢的多。因此，這時負(fù)荷一般不能高，時間不能短，每次進(jìn)料要少，間隔時間要長。
2、混合進(jìn)液濃度一定要控制在較低水平，一般COD濃度為1000-5000mg/L，當(dāng)超過5000mg/L，應(yīng)進(jìn)行出水循環(huán)和加水稀釋至要求。
3、若混合液中亞硫酸鹽濃度大于200mg/L時，則亦應(yīng)稀釋至100mg/L以下才能進(jìn)液。
4、負(fù)荷增加操作方式：啟動初期容積負(fù)荷可從0.2-0.5kgCOD/m3·d開始，當(dāng)生物降解能力達(dá)到80%以上時，再逐步加大。若最低負(fù)荷進(jìn)料，厭氧過程仍不正常COD不能消化，則進(jìn)料間斷時間應(yīng)延長24h或2-3d，檢查消化降解的主要指標(biāo)測量VFA濃度，啟動階段VFA應(yīng)保持在3mmoL/L以下。
當(dāng)容積負(fù)荷走到2.0kgCOD/m3?d后，每次進(jìn)料負(fù)荷可增大，但最大不超過20%，只有當(dāng)進(jìn)料增大，而VFA濃度維持不變，或仍維持在<3mmoL/L水平時，進(jìn)料量才能不斷增大,進(jìn)液間隔才能不斷減少。
九、厭氧生物處理中存在的問題及解決方法
純水設(shè)備，北京純水設(shè)備，天津水處理設(shè)備，天津去離子水設(shè)備。醫(yī)院用純化水設(shè)備 實驗室純水設(shè)備，醫(yī)用GMP純化水設(shè)備。
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