貴州省厭氧反應(yīng)器酒廠污水處理

貴州省厭氧反應(yīng)器酒廠污水處理

厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)

UASB厭氧反應(yīng)器啟動(dòng)分為初次啟動(dòng)和二次啟動(dòng)。初次啟動(dòng)指用顆粒污泥以外的其它污泥作為種泥啟動(dòng)的一個(gè)UASB厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)過程。二次啟動(dòng)是指使用顆粒污泥作為種泥對(duì)UASB厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)過程。我們公司現(xiàn)階段反應(yīng)的啟動(dòng)方法均為二次啟動(dòng)法。需注意問題如下：

1、進(jìn)水負(fù)荷 二次啟動(dòng)的負(fù)荷可以較高，一般情況下初進(jìn)液濃度可以達(dá)到3000mg/l到5000mg/l，進(jìn)水一段時(shí)間后，待COD去除率達(dá)80%以上時(shí)，適當(dāng)提高進(jìn)水濃度。相應(yīng)流量不宜過高。我們?cè)趨捬醴磻?yīng)器初次啟動(dòng)時(shí)提倡低流量、低負(fù)荷啟動(dòng)，現(xiàn)二公司二套厭氧反應(yīng)器采用此種啟動(dòng)方式已經(jīng)成功。

2、進(jìn)水懸浮物 進(jìn)水懸浮物含量不能太高，否則將嚴(yán)重影響厭氧顆粒污泥的形成，其積累量大于微生物的增長(zhǎng)量，終導(dǎo)致厭氧污泥的活性大大下降，因?yàn)檎麄€(gè)厭氧反應(yīng)系統(tǒng)的容量是有限的。

3、進(jìn)水種類的控制 厭氧反應(yīng)器的進(jìn)水需嚴(yán)格控制，通過馴化我們可以處理一些難處理的污污水，例如提取的洗柱水，但在整個(gè)厭氧反應(yīng)系統(tǒng)的啟動(dòng)期間，此類水不能進(jìn)入，否則將大大延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間。在啟動(dòng)過程中我們也應(yīng)及時(shí)了解生產(chǎn)情況，對(duì)啟動(dòng)期間的厭氧反應(yīng)器進(jìn)水作出相應(yīng)的選擇。

4、顆粒污泥的觀察 啟動(dòng)期間需定期從顆粒污泥取樣口提取污泥樣品，觀察顆粒污泥的生長(zhǎng)情況，結(jié)合進(jìn)出水COD值對(duì)厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)情況做出判斷。

5、出水pH值 對(duì)出水pH值做出相應(yīng)記錄，pH值低于6.8時(shí)需及時(shí)采取相應(yīng)補(bǔ)救措施（調(diào)整進(jìn)水負(fù)荷、必要時(shí)投加純堿），為啟動(dòng)成功提供保障。

6、產(chǎn)氣、污泥洗出情況 及時(shí)與熱風(fēng)爐了解沼氣的產(chǎn)出情況，產(chǎn)氣量小時(shí)從進(jìn)水負(fù)荷、溫度、顆粒污泥形成三方面進(jìn)行分析，尋求解決問題的辦法。

7、進(jìn)水溫度 控制厭氧反應(yīng)器內(nèi)溫度在34-38℃之間，通過調(diào)節(jié)進(jìn)水溫度使24h內(nèi)溫差變化不得超過2℃。

污泥顆粒化

顆粒污泥即我們常說的厭氧污泥，它的形成實(shí)際上是微生物固定化的一種形式，其外觀為具有相對(duì)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(xì)胞密度大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散，粒徑大的顆粒污泥內(nèi)部往往有一個(gè)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(huì)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(dòng)的目標(biāo)和成功的標(biāo)志。污泥的顆粒化可以使UASB反應(yīng)器允許有更高的有機(jī)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(shí)是一個(gè)*的微生物水處理系統(tǒng)。這些微生物在厭氧環(huán)境中將難降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳等氣體與水系統(tǒng)分離并實(shí)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)系密切的厭氧菌：產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌。我們?cè)?月份的培訓(xùn)過程中提到，產(chǎn)酸菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性有機(jī)酸，而產(chǎn)甲烷菌利用這些有機(jī)酸把他們轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳等氣體，這時(shí)污水得到凈化。在這個(gè)過程中，對(duì)于凈化污水來說，起關(guān)鍵作用的是甲烷菌，而甲烷菌對(duì)于環(huán)境的變化是相當(dāng)敏感的，一旦溫度、pH、有毒物質(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(yùn)行過程中由于進(jìn)水負(fù)荷、水溫、有毒物質(zhì)進(jìn)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值降低的現(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(shí)系統(tǒng)出水COD值甚至高于進(jìn)水COD值，厭氧反應(yīng)器處于癱瘓狀態(tài)。

揮發(fā)酸、堿度對(duì)運(yùn)行的影響

UASB厭氧反應(yīng)器啟動(dòng)分為初次啟動(dòng)和二次啟動(dòng)。初次啟動(dòng)指用顆粒污泥以外的其它污泥作為種泥啟動(dòng)的一個(gè)UASB厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)過程。二次啟動(dòng)是指使用顆粒污泥作為種泥對(duì)UASB厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)過程。我們公司現(xiàn)階段反應(yīng)的啟動(dòng)方法均為二次啟動(dòng)法。在以往的培訓(xùn)過程中我們著重介紹了進(jìn)水負(fù)荷、反應(yīng)器內(nèi)溫度、pH值、懸浮物質(zhì)對(duì)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(yùn)行過程中的作用及對(duì)pH值、產(chǎn)氣量的影響等問題介紹如下：

1、揮發(fā)性脂肪酸

1）VFA（揮發(fā)酸）

揮發(fā)性脂肪酸簡(jiǎn)稱揮發(fā)酸，英文縮寫為VFA，它是有機(jī)物質(zhì)在厭氧產(chǎn)酸菌的作用下經(jīng)水解、發(fā)酵發(fā)酸而形成的簡(jiǎn)單的具有揮發(fā)性的脂肪酸，如乙酸、丙酸等。揮發(fā)酸對(duì)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值較低，則甲烷菌將不能生長(zhǎng)，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(shí)，VFA是相對(duì)無毒的。揮發(fā)酸在較低pH值下對(duì)甲烷菌的毒性是可逆的。在pH值約等于5時(shí)，甲烷菌在含VFA的廢水中停留長(zhǎng)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(gè)星期才能夠恢復(fù)。如果低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(yùn)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。溫度的突然降低或升高、毒性物質(zhì)濃度的增加、pH的波動(dòng)、負(fù)荷的突然加大等都會(huì)由出水VFA的升高反應(yīng)出來。進(jìn)水狀態(tài)穩(wěn)定時(shí)，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，有時(shí)VFA可升高數(shù)倍而pH尚沒有明顯改變。因此從監(jiān)測(cè)出水VFA濃度可快速反映出反應(yīng)器運(yùn)行的狀況，并因此有利于操作過程及時(shí)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(jìn)水pH、出水水質(zhì)等）沒有明顯變化時(shí)，出水VFA的升高可由降低反應(yīng)器負(fù)荷來調(diào)節(jié)，過負(fù)荷由進(jìn)水COD濃度或進(jìn)水流量的升高引起，也會(huì)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(yùn)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(dòng)。pH值在6.5以下，甲烷菌即已受到抑制，pH值低于6.0時(shí)，甲烷菌已嚴(yán)重抑制，反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)酸菌呈現(xiàn)優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)。此時(shí)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(cè)非常方便，但它的變化比VFA濃度的變化要滯后許多。當(dāng)甲烷菌活性降低，或因過負(fù)荷導(dǎo)致VFA開始積累時(shí)，由于廢水的緩沖能力，pH值尚沒有明顯變化，從pH值的監(jiān)測(cè)上尚反映不出潛在的問題。當(dāng)VFA積累至一定程度時(shí)，pH才會(huì)有明確變化。因此測(cè)定VFA是控制反應(yīng)器pH降低的有效措施。

當(dāng)pH值降低較多，一般低于6.5時(shí)就應(yīng)采取應(yīng)急措施，減少或停止進(jìn)液，同時(shí)繼續(xù)觀察出水pH和VFA。待pH和VFA恢復(fù)正常以后，反應(yīng)器在較低的負(fù)荷下運(yùn)行。進(jìn)水pH的降低可能是反應(yīng)器內(nèi)pH下降的原因，這就要看反應(yīng)器內(nèi)堿度的多少，因此如果反應(yīng)器內(nèi)pH降低，及時(shí)檢查進(jìn)液pH有無改變并監(jiān)測(cè)反應(yīng)器內(nèi)堿度也是很必要的。

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

厭氧反應(yīng)器運(yùn)轉(zhuǎn)正常的情況下，VFA的濃度小于3mmol/l，但在啟動(dòng)和運(yùn)行過程中VFA出現(xiàn)一定的波動(dòng)是正常的，不必太過驚慌。①厭氧反應(yīng)器啟動(dòng)階段，當(dāng)環(huán)境因素如出水pH、罐溫正常時(shí)，出水VFA過高則表時(shí)反應(yīng)器負(fù)荷相對(duì)于當(dāng)時(shí)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(jìn)液，直到反應(yīng)器內(nèi)VFA低于3 mmol/l后，再繼續(xù)以原濃度、負(fù)荷進(jìn)液運(yùn)行。②厭氧反應(yīng)器運(yùn)行階段，運(yùn)行負(fù)荷的增加可能會(huì)導(dǎo)致出水VFA濃度的升高，當(dāng)出水VFA高于8mmol/l時(shí)，不要停止進(jìn)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(shí)間內(nèi)，產(chǎn)氣量可能會(huì)降低，幾天后產(chǎn)氣量會(huì)重新上升，出水VFA濃度也會(huì)下降。但如果出水VFA增大到15mmol/l則必須把降至原來水平，并保證反應(yīng)器內(nèi)pH不低于6.5，一旦降至6.5以下，則有必要加堿調(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(qiáng)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變化的作用，使系統(tǒng)內(nèi)pH波動(dòng)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沖擊能力的衡量標(biāo)準(zhǔn)。因此UASB在運(yùn)行過程中一般都要監(jiān)測(cè)堿度的。操作合理的厭氧反應(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(jì)）

2）堿度對(duì)UASB顆粒污泥的影響

堿度對(duì)UASB顆粒污泥的影響表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是對(duì)顆粒化進(jìn)程的影響；二是對(duì)顆粒污泥產(chǎn)甲烷活性(SMA)的影響。堿度對(duì)顆粒污泥活性的影響主要表現(xiàn)在通過調(diào)節(jié)pH值(即通過堿度的緩沖作用使pH值變化較小)使得產(chǎn)甲烷菌呈不同的生長(zhǎng)活性。在一定的堿度范圍內(nèi)，進(jìn)水堿度高的反應(yīng)器污泥顆粒化速度快，但顆粒污泥的SMA低；進(jìn)水堿度低的反應(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(jìn)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?yàn)榇藭r(shí)產(chǎn)甲烷菌會(huì)受到嚴(yán)重抑制)以加速污泥的顆粒化，使反應(yīng)器快速啟動(dòng)；而在顆粒化過程基本結(jié)束時(shí)，進(jìn)水堿度應(yīng)適當(dāng)偏低以提高顆粒污泥的SMA。

幾個(gè)常見問題

1、  厭氧反應(yīng)器是否極易酸化

厭氧反應(yīng)器是否極易酸化？回答是否定的。UASB厭氧反應(yīng)器作為一種高效的水處理設(shè)施，其系統(tǒng)自身有著良好的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在這個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，起著關(guān)鍵作用的是碳酸氫根離子，即我們通常說的堿度，它的主要作用是調(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)、合理操作，就可以確保厭氧反應(yīng)器正常、高效運(yùn)行。

2、  罐溫變化

對(duì)一個(gè)厭氧反應(yīng)器來說，其操作溫度以穩(wěn)定為宜，波動(dòng)范圍24h內(nèi)不得超過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)源代謝過程，對(duì)污泥的沉降性能等都有影響。對(duì)中溫厭氧反應(yīng)器，應(yīng)該避免溫度超過42℃，因?yàn)樵谶@種溫度下微生物的衰退速度過大，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)運(yùn)行情況及時(shí)調(diào)整負(fù)荷與停留時(shí)間，反應(yīng)器運(yùn)行仍可穩(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)器不能正常運(yùn)行。

罐溫的突然變化，易造成沼氣中甲烷氣體所占比例減少，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氣泡。

3、  進(jìn)水pH值

在厭氧反應(yīng)器正常運(yùn)行時(shí)，進(jìn)水pH值一般在6.0以上。在處理因含有有機(jī)酸而使偏低的廢水時(shí)，正常運(yùn)行時(shí)，進(jìn)水pH值可偏低，如4~5左右；若處理因含無機(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)之前仍帶有一定污泥，在啟動(dòng)過程中逐漸將輕質(zhì)污泥洗出是必要的。污泥顆粒化是一個(gè)連續(xù)漸進(jìn)過程，即每次增加負(fù)荷都增大其流體流速和沼氣產(chǎn)量，從而加強(qiáng)了攪拌篩選作用，小的、輕的顆粒被沖擊出反應(yīng)器，這個(gè)過程并不要使大量污泥沖出，要防止污泥過量流失。一般來說，反應(yīng)器發(fā)生污泥流失可分為三種情況：1）污泥懸浮層頂部保持在反應(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)排放剩余污泥。3）由于沖擊負(fù)荷及水質(zhì)條件突然惡化（如負(fù)荷突然增大等）要導(dǎo)致污泥床的過度膨脹。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)器的有機(jī)負(fù)荷是控制污泥過量流失的主要辦法。提高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)過程。為了減少出水帶走的厭氧污泥，因此公司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去除出水懸浮物，提高出水水質(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減少污泥排放量。

5、  顆粒污泥的攪拌

UASB厭氧反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥與污水中有機(jī)物質(zhì)的充分接觸使其具有了很高的水處理效率。“充分接觸”的前提需要很好的攪拌作用。UASB厭氧反應(yīng)器在運(yùn)行過程中這種攪拌作用主要來自兩個(gè)方面，一是污水在厭氧反應(yīng)器內(nèi)向上流動(dòng)過程中產(chǎn)生的攪動(dòng)作用，二是顆粒污泥中產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)出氣體過程中產(chǎn)生的攪動(dòng)作用。可以理解的是由污水流動(dòng)產(chǎn)生的攪動(dòng)作用方向是單一的，只是向上的，而由沼氣產(chǎn)生的攪動(dòng)作用方向則是多樣的，更利于顆粒污泥與污水中有機(jī)物質(zhì)的接觸。因此我們?cè)谶\(yùn)行過程中應(yīng)注意保證厭氧反應(yīng)器正常運(yùn)行，否則靠大流量的沖擊來達(dá)到攪拌的作用往往事與愿違，而且造成厭氧反應(yīng)器負(fù)荷的波動(dòng)。