厭氧處理技術(shù)問答

1、厭氧生物處理技術(shù)問答厭氧反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)泡沫、化學(xué)沉淀等不良現(xiàn)象的原因是什么？厭氧反應(yīng)器中有時會產(chǎn)生大量泡沫，泡沫呈半液半固狀，嚴重時可充滿氣相空間并帶入沼氣管道，導(dǎo)致沼氣系統(tǒng)的運行困難。產(chǎn)生泡沫的主要原因是厭氧系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，因為泡沫主要是由于CO2產(chǎn)量太大形成的，當反應(yīng)器內(nèi)溫度波動或負荷發(fā)生突變等情況發(fā)生時，均可導(dǎo)致系統(tǒng)運行的不穩(wěn)定和CO2的產(chǎn)量增加，進而導(dǎo)致泡沫的產(chǎn)生。如果將運行不穩(wěn)定因素及時排除，泡沫現(xiàn)象一般也會隨之消失。在厭氧污泥培養(yǎng)初期，由于CO2產(chǎn)量大而甲烷產(chǎn)量少，也會出現(xiàn)泡沫，隨著甲烷菌的培養(yǎng)成熟，CO2產(chǎn)量減少，泡沫一般也會逐漸消失。進水中含有蛋白質(zhì)是產(chǎn)生泡沫的一個原因，而微生物

2、本身新陳代謝過程中產(chǎn)生的一些中間產(chǎn)物也會降低水的表面張力而生成氣泡。厭氧生物處理過程中大量產(chǎn)氣會產(chǎn)生類似好氧處理的曝氣作用而形成氣泡問題，負荷突然升高所帶來的產(chǎn)氣量突然增加也可能出現(xiàn)泡沫問題。碳酸鈣（CaCO3）沉淀：處理廢水鈣含量高或利用石灰補充堿度，都會增加產(chǎn)生碳酸鈣沉淀的可能性。高濃度的碳酸氫鹽和磷酸鹽都有利于鈣的沉淀。鳥糞石（MgNH4PO4）沉淀：進水中含有較高濃度的溶解性正磷酸鹽、氨氮和 鎂離子時，就會生成鳥糞石沉淀。厭氧處理系統(tǒng)鳥糞石沉淀主要在管道彎頭、水泵入口和二沉池進出口等處出現(xiàn)。厭氧生物處理的三個階段是怎樣的？理論研究認為三個階段，即厭氧消化過程分為水解發(fā)酵階段、產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫

3、階段、產(chǎn)甲烷階段三部分。水解發(fā)酵階段和產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段又可合稱為酸性發(fā)酵階段。在這個階段，污水中的復(fù)雜有機物，在酸性腐化菌或產(chǎn)酸菌的作用下，分解成簡單的有機物，如有機酸，醇類等，以及CO2、NH3和H2S等無機物。由于有機酸的積累，污水的pH值下降到6以下。此后，由于有機酸和含氮化合物的分解，產(chǎn)生碳酸鹽和氨等使酸性減退，pH值回升到6.66.8左右。1 水解酸化階段。污水中復(fù)雜的大分子、不溶性的有機物在細胞外酶的作用下水解為小分子、溶解性有機物，然后滲入細胞體內(nèi)，水解產(chǎn)生揮發(fā)性有機酸、醇類及醛類等。2 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。在產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌的作用下，各種有機酸分解轉(zhuǎn)化為乙酸、氫和二氧化碳。3 產(chǎn)甲烷階段。

4、產(chǎn)甲烷菌將乙酸、氫及二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。厭氧消化的三個階段和COD轉(zhuǎn)化率H2 4 復(fù)雜有機物高級有機酸CH4 76 24 28 52乙酸 72 20 （1）水解酸化 （2）產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸 （3）產(chǎn)甲烷水解酸化法的優(yōu)點是什么？ 池體不需要密閉，也不需要三相分離器，運行管理方便簡單。 大分子有機物經(jīng)水解酸化后，生成小分子有機物，可生化性較好，即水解酸化可以改變原污水的可生化性，從而減少反應(yīng)時間和處理能耗。 水解酸化屬于厭氧處理的前期，沒有達到厭氧發(fā)酵的最終階段，因而出水中也就沒有厭氧發(fā)酵所產(chǎn)生的難聞氣味，改善了污水處理廠的環(huán)境。 水解酸化反應(yīng)所需時間較短，因此所需構(gòu)筑物體積很小，一般與沉淀池相當，可節(jié)

5、約基建投資。 時間酸化對固體有機物的降解效果較好，而且產(chǎn)生的剩余污泥很少，實現(xiàn)了污泥、污水一次處理，具有消化池的部分功能。厭氧生物處理的主要特點有哪些？ 能耗較低：因為厭氧生物處理不需要供氧，能源消耗約為好氧活性污泥法的1/10，還能產(chǎn)生具有較高熱值的甲烷氣（CH4）。每去除1gCODcr可以產(chǎn)生0.35標準升甲烷或0.7標準升沼氣。沼氣的熱值為22.7KJ/L,甲烷的熱值為39300KJ/m3，一般天然氣的熱值為34300KJ/m3 。 污泥產(chǎn)量低：因為厭氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，好氧生物處理系統(tǒng)每處理1kgCODcr產(chǎn)生的污泥量為0.250.6kg，而厭氧生物處理系統(tǒng)每處理1k

6、gCODcr產(chǎn)生的污泥量只有0.020.18kg。 可對好氧生物處理系統(tǒng)不能降解的一些大分子有機物進行徹底降解或部分降解。 厭氧微生物對溫度、PH等環(huán)境因素的變化更為敏感，運行管理好厭氧生物處理系統(tǒng)的難度較大。 水溫適應(yīng)廣：好氧處理水溫在1035之間，當高溫時就需采取降溫措施；而厭氧處理水溫適應(yīng)廣泛，分低溫厭氧（1030）、中溫厭氧（3040）和高溫厭氧（5060）。厭氧生物處理的影響因素有哪些？ 溫度。存在兩個不同的最佳溫度范圍（55左右，35左右）。通常所稱高溫厭氧消化和低溫厭氧消化即對應(yīng)這兩個最佳溫度范圍。 pH值。厭氧消化最佳pH值范圍為6.87.2。 有機負荷。由于厭氧生物處理幾乎對

7、污水中的所有有機物都有降解作用，因此討論厭氧生物處理時，一般都以CODcr來分析研究，而不象好氧生物處理那樣必須以BOD5為依據(jù)。厭氧處理的有機負荷通常以容積負荷和一定的CODcr去除率來表示。 營養(yǎng)物質(zhì)。厭氧法中碳氮磷的比值控制在CODcr:N:P=(200300):5:1即可。甲烷菌對硫化氫的最佳需要量為11.5mg/L。有時需補充某些必需的特殊營養(yǎng)元素，甲烷菌對硫化物和磷有專性需要，而鐵、鎳、鋅、鈷、鉬等對甲烷菌有激活作用。 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)甲烷菌活動的氧化還原電位要低于150mV，在

8、培養(yǎng)甲烷菌的初期，氧化還原電位要不高于330mV。 堿度。廢水的碳酸氫鹽所形成的堿度對pH值的變化有緩沖作用，如果堿度不足，就需要投加碳酸氫鈉和石灰等堿劑來保證反應(yīng)器內(nèi)的堿度適中。 有毒物質(zhì)。 水力停留時間。水力停留時間對于厭氧工藝的影響主要是通過上流速度來表現(xiàn)出來的。一方面，較高的水流速度可以提高污水系統(tǒng)內(nèi)進水區(qū)的擾動性，從而增加生物污泥與進水有機物之間的接觸，提高有機物的去除率。另一方面，為了維持系統(tǒng)中能擁有足夠多的污泥，上流速度又不能超過一定限值。營養(yǎng)物質(zhì)對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碳素養(yǎng)分的利用率比好

9、氧微生物低，一般認為，厭氧法中碳氮磷的比值控制在CODcr：N:P（200300）：5：1即可。還要根據(jù)具體情況，補充某些必需的特殊營養(yǎng)元素，比如硫化物、鐵、鎳、鋅、鈷、鉬等。在厭氧處理時提供氮源，除了滿足合成菌體之外，還有利于提高反應(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，就會抑制產(chǎn)甲烷菌的生長繁殖，使消化效率降低。一般說來，氮的濃度必須保持在4070mg/L的范圍內(nèi)才能維持甲烷菌的活性。pH值對厭氧處理的影響體

10、現(xiàn)在哪些方面？厭氧微生物對其活動范圍內(nèi)的pH值有一定的要求，產(chǎn)酸菌對pH值的適應(yīng)范圍較廣，一般在4.58.0之間都能維持較高的活性。而甲烷菌對pH值較為敏感，適應(yīng)范圍較窄，在6.67.4之間較為適宜，最佳pH值為7.07.2。因此，在厭氧處理過程中，尤其是產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷在一個構(gòu)筑物內(nèi)進行時，通常要保持反應(yīng)器內(nèi)的pH值在6.57.2之間，最好保持在6.87.2的范圍內(nèi)。厭氧處理要求的最佳pH值指的是反應(yīng)器內(nèi)混合液的pH值，而不是進水的pH值，因為生物化學(xué)過程和稀釋作用可以迅速改變進水的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。含有大量溶解性碳水化合物的廢水進入?yún)捬醴磻?yīng)器后，會因產(chǎn)

11、生乙酸而引起pH值的迅速降低，而經(jīng)過酸化的廢水進入反應(yīng)器后，pH值將會上升。含有大量蛋白質(zhì)或氨基酸的廢水，由于氨的形成，pH可能會略有上升。因此，對不同特性的廢水，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)有足夠堿度的措施有哪些？ 投加堿源：增大系統(tǒng)緩沖能力的堿源可以使用碳酸氫鈉和石灰等。 提高回流比：正常厭氧消化處理設(shè)施的出水中含有一定的堿度，將出水回流可以有效補充反應(yīng)器內(nèi)的堿度。什么是VFA和ALK？VFA與ALK的比值有什么意義？VFA表示的是厭氧處理系統(tǒng)內(nèi)的揮發(fā)性有機酸的含量，ALK則表示的是厭氧處理系統(tǒng)內(nèi)的堿度。厭氧消化系統(tǒng)正常運行時，ALK一般在100

12、05000 mg/L（以CaCO3計）之間，典型值在25003500mg/L之間，VFA一般在502500mg/L之間，必須維持堿度和揮發(fā)酸濃度之間的平衡，使消化液pH保持在6.57.5的范圍內(nèi)。只要堿度和揮發(fā)酸濃度能保持平衡，當堿度超過4000mg/L時，即使VFA超過1200mg/L，系統(tǒng)也能正常運行。而堿度與酸度能保持平衡的主要標志就是VFA與ALK的比值保持在一定的范圍內(nèi)。VFA/ALK反應(yīng)了厭氧處理系統(tǒng)內(nèi)中間代謝產(chǎn)物的積累程度，正常運行的厭氧處理裝置的VFA/ALK一般在0.3以下，如果VFA/ALK突然升高，往往表明中間代謝產(chǎn)物不能被甲烷菌及時分解利用，即系統(tǒng)已出現(xiàn)異常，需要采取措

13、施進行解決。如果VFA/ALK剛剛超過0.3，在一定時間內(nèi)，還不至于導(dǎo)致pH值下降，還有時間分析造成VFA/ALK升高的原因和進行控制。如果VFA/ALK超過0.5，沼氣中的CO2含量開始升高，如果不及時采取措施予以控制，會很快導(dǎo)致pH值下降，使甲烷菌的活動受到抑制。此時應(yīng)加入部分堿源，增加反應(yīng)器內(nèi)的堿度使pH值回升，為尋找確切的原因并采取控制措施提供時間。如果VFA/ALK超過0.8，厭氧反應(yīng)器內(nèi)pH值開始下降，沼氣中甲烷的含量往往只有42%45%，沼氣已不能燃燒。這時候必須向反應(yīng)器內(nèi)大量投入堿源，控制住pH值的下降并使之回升，如果pH值持續(xù)下降到5以下，甲烷菌將全部失去活性，需要重新培養(yǎng)厭

14、氧污泥。為什么VFA是反映厭氧生物反應(yīng)器效果的重要指標？VFA表示的是厭氧處理系統(tǒng)內(nèi)的揮發(fā)性有機酸的含量，而揮發(fā)性有機酸是厭氧生物處理系統(tǒng)的中間產(chǎn)物。厭氧生物處理系統(tǒng)實現(xiàn)對廢水中或污泥中有機物的有效處理，最終是通過產(chǎn)甲烷過程來實現(xiàn)的，而產(chǎn)甲烷菌所能利用的有機物就是揮發(fā)性有機酸VFA。如果厭氧生物反應(yīng)器的運轉(zhuǎn)正常，那么其中的VFA含量就會維持在一個相當穩(wěn)定的范圍內(nèi)。VFA過低會使甲烷能利用的物料減少，厭氧反應(yīng)器對有機物的分解程度降低；而VFA過高超過甲烷菌所能利用的數(shù)量，又會造成VFA的過度積累，進而使反應(yīng)器內(nèi)的pH下降，影響甲烷菌正常功能的發(fā)揮。同時甲烷菌因各種原因受到傷害后，也會降低對VFA

15、的利用率，反過來造成VFA的積累，形成惡性循環(huán)。因此，所有的厭氧反應(yīng)器都應(yīng)把VFA作為一個控制指標來分析化驗和及時掌握。什么是升流式厭氧污泥反應(yīng)器UASB？升流式厭氧污泥反應(yīng)器的英文是Upflow Anaerobic Sludge Blan-ket,簡稱為UASB，其基本特征是在反應(yīng)器的上部設(shè)置氣、固、液三相分離器，下部為污泥懸浮區(qū)和污泥床區(qū)。什么是膨脹顆粒污泥床EGSB？膨脹顆粒污泥床的英文是Expanded Granular Sludge bed，簡寫為EGSB，是在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。EGSB反應(yīng)器與UASB反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)非常相似，所不同的是EGSB反應(yīng)器中采用高達2.56m

16、3/(m2·h)的水力負荷，這遠大于UASB常用的約0.52.5m3/(m2·h)的水力負荷。因此，在EGSB反應(yīng)器中，顆粒污泥床處于部分或全部“膨脹化”狀態(tài)，即污泥床的體積由于顆粒之間的平均距離的加大而增加。為了提高水力負荷（即上流速度），EGSB反應(yīng)器采用較大的高度與直徑比和較大的回流比。什么是顆粒污泥？顆粒污泥的形成實際上是微生物固定化的一種形式，其外觀為具有相對規(guī)則的球形或橢圓形黑色顆粒。顆粒污泥的粒徑一般為0.13mm，個別大的有5mm，密度為1.041.08g/cm3，比水略重，具有良好的沉降性能和降解水中有機物的產(chǎn)甲烷活性。在光學(xué)顯微鏡下觀察，顆粒污泥呈多孔結(jié)

17、構(gòu)，表面有一層透明膠狀物，其上附著甲烷菌。顆粒污泥靠近外表面部分的細胞密度較大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散、細胞密度較小，粒徑較大的顆粒污泥往往有一個空腔，這是由于顆粒污泥內(nèi)部營養(yǎng)不足使細胞自溶而引起的。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。使升流式厭氧反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)顆粒污泥的方法有哪幾種？UASB反應(yīng)器運行成功的關(guān)鍵是具有顆粒污泥，使UASB反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)顆粒污泥的方法有以下三種： 直接接種法：從正在運行的其它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)計水量。這種方

18、法反應(yīng)器投產(chǎn)所需時間最快，但一般只有在啟動小型UASB反應(yīng)器采用這種方法。 間接接種法：將取自正在運行的厭氧處理裝置的厭氧活性污泥，如城市污水處理廠的消化污泥，投入UASB反應(yīng)器后，創(chuàng)造厭氧微生物最佳的生長條件，有人工配制的、含有適當營養(yǎng)成分的營養(yǎng)水進行培養(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)計水量。 直接培養(yǎng)法：將取自正在運行的厭氧處理裝置的厭氧活性污泥，如城市污水處理廠的消化污泥，投入UASB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)計水量。這種方法反應(yīng)器投產(chǎn)所需時間較多，可長達34個月，大型UASB反應(yīng)器常采用這種方法。厭氧

19、污泥培養(yǎng)成熟后的特征培養(yǎng)結(jié)束后，成熟的污泥呈深灰到黑色，有焦油氣味但無硫化氫氣味，pH值在7.07.5之間，污泥容易脫水和干化。對進水的處理效果高，產(chǎn)氣量大，沼氣中甲烷成分高。培養(yǎng)成熟的厭氧消化污泥的基本指標和參數(shù)見下表。成熟厭氧消化污泥的基本參數(shù)項目單位允許范圍最佳范圍pH值6.47.86.57.5氧化還原電位ORP mV-490-550-520-530揮發(fā)性有機酸VFA（以乙酸計）mg/L50250050500堿度ALK（以CaCO3計）mg/L1000500015003000VFA/ALK0.10.50.10.3沼氣中CH4體積含量5560沼氣中CO2體積含量4035污水處理的一些常識

20、厭氧處理：去除1kgCODcr產(chǎn)生20180g污泥，即去除1噸CODcr產(chǎn)生20180kg污泥。好氧處理：去除1kgCODcr產(chǎn)生250600g污泥，即去除1噸CODcr產(chǎn)生250600kg污泥。好氧污泥法：去除1kgCOD消耗1kgO2，汽水比：1025：1 氧化1kgBOD所需氧量0.420.53kg 污泥自身氧化需氧率一般為0.110.188d-1顆粒污泥的污泥負荷：0.51kgCOD/kg干污泥.d絮狀污泥的污泥負荷：0.20.5kgCOD/kg干污泥.d污水中有機物（1kgCOD）的產(chǎn)氣率為0.350.55m3/kg(沼氣) 0:0.35、35:0.395 其中甲烷55%65%，CO

21、23545%，另外含有少量的H2、H2S、CON2及CO2甲烷熱值：39300KJ/m3沼氣熱值：22.7KJ/L一般天然氣熱值：35300KJ/m3厭氧反應(yīng)器的容積負荷（VLR） 進液量（Q）× 進液濃度（COD濃度）VLR 反應(yīng)器容積（m3） VLR × 反應(yīng)器容積（m3） 進液量（Q） 進液濃度（COD濃度）注：COD為g/l 要把mg/l g/l 即：mg/l÷1000厭氧的溫度范圍： 低溫：10 30 中溫：30 40 高溫：50 60 營養(yǎng)比 厭氧：100：5：1 好氧：（200300）：5：1污泥水分（含水率）：污泥中說含水分的質(zhì)量與污泥總質(zhì)量之比的

22、百分數(shù)。 通常含水率在85%以上時污泥呈流態(tài)，60%時呈固態(tài)，85%時呈塑態(tài)。 初沉池：9698% 左右 化學(xué)沉淀污泥：98% 左右 二沉沉排放污泥： 99% 二級生物處理的剩余污泥：99.299.8% 脫水后的污泥：65%80% 沼氣柜的容積一般為6 10h的平均產(chǎn)氣量。 厭氧出水溶解沼氣 3 % 好氧系統(tǒng)的水力停留時間要6小時 好氧沉淀池： 活性污泥法的水力負荷一般為1.01.5m3/（m2·h） 沉降時間一般為1.52.5h （一般2小時） 產(chǎn)氣量計算 例：流量50m3/d，進水COD（co）3000mg/l，出水COD（ce）625mg/l 則產(chǎn)氣量位： V沼氣（標準） 0.

23、35Q(coce)1.42YQ(coce)×10-3 0.3550×(3000625)1.42×0.04×50×(3000625)×10-3 39.20(m3/d) 取CH4占沼氣體積的51%，則沼氣體積（標準狀態(tài)）為：39.20/0.5176.87(m3/d) 污水老師講課內(nèi)容一、好氧系統(tǒng)供風(fēng)量：V2300m3 （好氧池體積）Q300016804680m3 （好氧池每天進水量） 好氧進水量 厭氧進水量COD2000mg/l (2kg/m3)負荷4680×2÷23004.06kgCOD/m3·d總COD量

24、：4680×29320 kgCOD COD量2000mg/l2g/l（2kg/m3）供氧量： 1、曝氣機：6臺×35kg/h×245040 kgO2 2、風(fēng)機： 26.3m3/min×60×2437872 m3氣水比：37872/46808消耗COD4680×1.46552 kgO2供風(fēng)： 37872÷218936m3 5040×40%2016 kgCOD 6臺曝氣機的供氧量 COD20161893×2 5802kgCODCOD濃度5802÷46801240mg/l(1.24g/l)二、厭氧系統(tǒng)

25、1、溫度：3040 （3538）2、pH值：進水59 （EGSB有回流） 出水6.87.23、上流速度： 210m/h （EGSB） 三相分離器的窄縫沉降能力20m/h （窄縫速度超過水的上流速度，污泥就會流失）4、64m2×4240m3/h 循環(huán)量進液量要200m3/h 上流速度：2.53 m/h絮狀污泥反應(yīng)器的調(diào)整：用好氧沉淀水代替回流水，回流可以到50m3/h（1：10的回流）5、沼氣沼氣不能順暢輸送，會加大水的水流速度。 進水的SS 浮渣堵塞出氣管 管徑阻力 水封阻力，水封內(nèi)有浮渣要定期清除 定期更換水封水厭氧穩(wěn)定的檢測1、VFA4小時一次400良好400600正常8001200危險，如果堿度2000mg/l則穩(wěn)定，堿度500mg/l 出問題。調(diào)整負荷，VFA400時再加負荷。2、污泥高度每星期檢測一次取樣后用水將絮狀污泥洗出（去除絮狀污泥和產(chǎn)氣），用量筒測顆粒污泥的SV（百分比）3、進水COD4小時