漳州市造紙廠污水處理厭氧罐設(shè)備

 漳州市造紙廠污水處理厭氧罐設(shè)備

上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）調(diào)試計(jì)劃

1.UASB反應(yīng)器的反應(yīng)原理

UASB反應(yīng)器可分為兩個區(qū)域，反應(yīng)區(qū)和氣、液、固三相分離區(qū)。在反應(yīng)區(qū)下部，是由沉淀性能良好的污泥（顆粒污泥或絮狀污泥），形成厭氧污泥床。當(dāng)廢水由反應(yīng)器底部進(jìn)入反應(yīng)器后，由于水的向上流動和產(chǎn)生的大量氣體上升形成了良好的自然攪拌作用，并使一部分污泥在反應(yīng)區(qū)的污泥床上方形成相對稀薄的污泥懸浮層。懸浮液進(jìn)入分離區(qū)后，氣體首*入集氣室被分離，含有懸浮液的廢水進(jìn)入分離區(qū)的沉降室，由于氣體已被分離，在沉降室擾動很小，污泥在此沉降，由斜面返回反應(yīng)區(qū)。

2.反應(yīng)器運(yùn)行的三個重要前提

反應(yīng)器內(nèi)形成沉淀性能良好的顆粒污泥或絮狀污泥。

由于產(chǎn)氣和進(jìn)水的均勻分布所形成的良好的自然攪拌作用。

合理的三相分離器使沉淀性能良好污泥能保留在反應(yīng)區(qū)內(nèi)。

3.UASB反應(yīng)器啟動運(yùn)行的四個階段

3.1 第一階段：UASB啟動運(yùn)行初始階段：

選用接種污泥

選用污水廠污泥消化池的消化污泥接種（具有一定的產(chǎn)甲烷活性）。

接種污泥的方法：接種污泥量、接種污泥的濃度

方法：將含固80%的接種污泥加水?dāng)嚢韬螅鶆虻谷氲経ASB反應(yīng)池。

接種污泥量：接種污泥量為UASB反應(yīng)器的有效容積的30%到50%，少15%，一般為30%。接種污泥的填充量不超過UASB反應(yīng)器的有效容積的60%。本系統(tǒng)接種污泥量為80m3。

接種污泥的濃度：初啟動時(shí)，稀型污泥的接種量為20到30kgVSS/m3, 濃度小于40kgVSS/m3的稠型硝化污泥接種量可以略小些。

亦有建議以6-8kgVSS/m3為宜，因?yàn)橄勰嘁话銥樾鯛铙w，不宜接種太多，太對了對顆粒污泥不但沒有好出，反而不利，種泥即污泥種的意思，種泥太多事沒有必要的，顆粒污泥并非是種泥本身形成的，而是以種泥為種子，在提供充足的營養(yǎng)基質(zhì)下由新繁殖的微生物形成，種泥多了，反而會與初生得顆粒污泥爭奪養(yǎng)分，不利于顆粒污泥的形成。

接種污泥時(shí)的水質(zhì)

配制低濃度的廢水有利于顆粒污泥的形成，但濃度也應(yīng)當(dāng)足夠維持良好的細(xì)菌生長條件，因此，初始配水低CODcr濃度為2000mg/L，然后逐步提高有機(jī)負(fù)荷直到可降解的CODcr去除率達(dá)到80%為止。

當(dāng)進(jìn)水CODcr濃度高時(shí)，可采用稀釋水進(jìn)水,調(diào)節(jié)到適宜的CODcr濃度值。

3.2 第二階段（初始運(yùn)行階段）（估計(jì)30天）

初始階段是指反應(yīng)器負(fù)荷低于2kgCODcr/m3·d的運(yùn)行階段，此階段反應(yīng)器的負(fù)荷由0.1kgCODcr/m3·d開始，逐步分多次提升到2kgCOD/m3·d。

開始采用間歇進(jìn)水，污泥負(fù)荷宜控制在0.05-0.2kgCODcr/(KgVss·d),當(dāng)接種污泥逐漸適應(yīng)廢水后，污泥逐漸具有除去有機(jī)物的能力，當(dāng)CODcr去除率達(dá)到80%，或出水有機(jī)酸濃度低于200-300mg/L,可以提升進(jìn)水負(fù)荷大約為0.5kgCODcr/m3· d，此時(shí)進(jìn)水有間歇進(jìn)水改為連續(xù)進(jìn)水。

提升CODcr濃度標(biāo)準(zhǔn)為:當(dāng)可生物降解的CODcr去除率達(dá)到80%后方可提高，直到達(dá)2kgCOD/m3·d為初始階段。

在這段運(yùn)行中，有少量的非常細(xì)小的分散污泥帶出，其主要原因是水的上流速度和逐漸產(chǎn)生的少量沼氣

初始運(yùn)行階段，每日測定進(jìn),出水流量、pH、CODcr、ALK、VFA、SS等項(xiàng)目，經(jīng)測定結(jié)果判斷，若出水VFA＜3mmol/l，VFA/ALK=0.3以下，表示UASB系統(tǒng)運(yùn)行正常。

3.3 第三階段：顆粒污泥出現(xiàn)期（預(yù)計(jì)25天）

結(jié)束初期啟動后，污泥已適應(yīng)廢水性質(zhì)并具有一定除去有機(jī)物的能力，這時(shí)應(yīng)及時(shí)提升污泥負(fù)荷為0.25kgCODcr/kgVSS·d或進(jìn)水容積負(fù)荷2.0 kgCODcr/m3·d，使微生物獲得足夠的營養(yǎng)。

反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷由2kgCOD/m3· d到3.0kgCOD/m3·d的運(yùn)行階段

此階段的反應(yīng)負(fù)荷由2kgCOD/m3·d開始，每次0.1kgCOD/m3·d有機(jī)負(fù)荷提升，也可以每次負(fù)荷增加20%，每次操作所需時(shí)間長短不同，有時(shí)可長達(dá)兩周，有時(shí)僅幾天，經(jīng)過多次重復(fù)操作可達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。

但提升有機(jī)負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)與監(jiān)測項(xiàng)目判斷運(yùn)行正常的方法同初始運(yùn)行階段。

在這段運(yùn)行中，由于提升水量大，COD濃度高，產(chǎn)氣量和上流速度的增加引起污泥膨脹，污泥量帶出量多，大多為細(xì)小非分散的污泥或部分絮狀污泥。這種污泥的帶出，有利于顆粒化污泥的形成。

3.4 第四階段：顆粒污泥培養(yǎng)期（30天）

本階段的任務(wù)是要實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器內(nèi)德污泥全部顆粒化或使反應(yīng)器達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷，為了加速污泥的增值，應(yīng)盡快把污泥負(fù)荷提高至0.4-0.5kgCODcr/kgVSS·d，使微生物獲得充足養(yǎng)料，促進(jìn)其快速增長。

這一階段是指反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)3.0kgCOD/m3·d，以后的穩(wěn)定運(yùn)行階段。在這段的運(yùn)行中，PH值、溫度、有機(jī)負(fù)荷、VFA、ALK等各項(xiàng)操作參數(shù)嚴(yán)格控制，逐步形成顆粒污泥。

注：

1、自初始階段開始，每日監(jiān)測項(xiàng)目一次，進(jìn)、出水PH值、COD、SS、VFA、ALK、流量。

2、根據(jù)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行分析、判斷、及時(shí)調(diào)整進(jìn)水量、濃度、保持穩(wěn)定運(yùn)行。

4.UASB反應(yīng)器調(diào)試運(yùn)行控制工藝參數(shù)

4.1 反應(yīng)溫度（常溫）

20±2℃，指反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)液的溫度，高出細(xì)菌的生長溫度的上限，將導(dǎo)致細(xì)菌死亡。當(dāng)溫度下降并低于溫度范圍的下*，從整體上講，細(xì)菌不會死亡，而只是逐漸停止或減弱代謝活動，菌種處于休眠狀態(tài)。

4.2 pH值

pH值范圍為6.8~7.8，PH值范圍為6.8~7.2。pH值范圍是指UASB反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)區(qū)的pH，而不是進(jìn)液的pH。因?yàn)閺U水進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，生物化學(xué)過程和稀釋作用可以迅速改變進(jìn)液的pH值。對pH值改變大的影響因素是酸的形成，特別是乙酸的形成。因此含有大量溶解性碳水化合物（如糖、淀粉）等廢水進(jìn)入反應(yīng)器后pH將迅速降低。而乙酸化的廢水進(jìn)入反應(yīng)器后pH將上升。對于含大量蛋白質(zhì)或氨基酸的廢水，由于氨的形成，pH會略有上升。對不同的廢水可選擇不同的進(jìn)液pH值。

4.3 出水VFA的濃度與組成

因?yàn)閂FA的去除程度可以直接反映出反應(yīng)器運(yùn)行的狀況，在正常情況下，底物由酸化菌轉(zhuǎn)化為VFA，VFA可被甲烷菌轉(zhuǎn)化甲烷，因此甲烷菌活躍時(shí)，出水VFA濃度較低，當(dāng)出水VFA濃度低于3mmol/l（或200mg乙酸/L）時(shí)，反應(yīng)器運(yùn)行狀態(tài)良好。

4.4 營養(yǎng)物與微量元素

主要營養(yǎng)物氮、磷、鉀和硫等以及其他的生長必須的微量元素。例如（Fe、Ni、Co）應(yīng)當(dāng)滿足微生物生長的需要。一般N和P的要求大約為COD：N：P=（350~500）：5：1，但由于發(fā)酵產(chǎn)酸菌的生長速率大大高于甲烷菌，因此較為精確的估算應(yīng)當(dāng)是COD：N：P：S=（50/Y）：5：1，其中Y為細(xì)胞產(chǎn)率，對于發(fā)酵產(chǎn)酸菌Y=0.15；對于產(chǎn)甲烷菌Y=0.03,此外,甲烷菌細(xì)胞組成中有較高濃度的鐵、鎳和鈷。

毒性化合物應(yīng)當(dāng)?shù)陀谝种茲舛然驊?yīng)給于污泥足夠的馴化時(shí)間。如：氨氮、無機(jī)硫化物、鹽類、重金屬、非極性有機(jī)化合物（揮發(fā)性脂肪酸）等，在運(yùn)行中都要根據(jù)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行判斷，及時(shí)調(diào)整處理。

5.UASB初次啟動過程的注意事項(xiàng)

5.1 對初期啟動UASB目標(biāo)要明確

對UASB（第一階段）啟動初期，不要追求反應(yīng)器的處理效率和出水質(zhì)量。初期的目標(biāo)是使反應(yīng)器逐漸進(jìn)入“工作”狀態(tài)。是使菌種由休眠狀態(tài)恢復(fù)、活化的過程。在這一過程中，當(dāng)菌種從休眠狀態(tài)中恢復(fù)到營養(yǎng)細(xì)胞的狀態(tài)后，它們還要經(jīng)歷對廢水性質(zhì)的適應(yīng)。在整個馴化增殖過程中，而原種污泥中可能濃度較低甲烷菌增長速度相對于產(chǎn)酸菌要慢得多。因此在顆粒污泥出現(xiàn)前的這一段相當(dāng)長。這一段不可能快，也不能有較大的負(fù)荷。

5.2 當(dāng)廢水CODcr濃度低于2000mg/L時(shí)，一般不需要稀釋，可直接進(jìn)液

當(dāng)廢水CODcr濃度高于2000mg/L時(shí)，可采用進(jìn)水稀釋，增大進(jìn)水量，促使處理設(shè)施水流分布均勻。

5.3 負(fù)荷增加的操作方法

啟動初負(fù)荷可從0.1~2.0kgCOD/m3·d開始，當(dāng)降解的CODcr去除率達(dá)到80%后，再逐步增大負(fù)荷。負(fù)荷不應(yīng)增加太快，只要略高于容積負(fù)荷0.1kgCOD/m3·d即可。水力保留時(shí)間大于24小時(shí)。連續(xù)運(yùn)行。直到有氣體產(chǎn)生。5天后檢查產(chǎn)氣是否達(dá)到略高于0.1m3/m3·d。如果5天后反應(yīng)器產(chǎn)氣量仍未達(dá)到這一數(shù)值，可以停止進(jìn)水，3天后再恢復(fù)進(jìn)液，直到產(chǎn)氣量增加達(dá)到0.1m3/m3·d。

檢查出水VFA，VFA過高，則表示反應(yīng)器負(fù)荷相當(dāng)于當(dāng)時(shí)的菌種活力偏高。出水VFA若高于8mmol/l，則停止進(jìn)水，直到反應(yīng)器內(nèi)VFA低于3mmol/l后，再繼續(xù)以原濃度、原負(fù)荷進(jìn)水，如果出水VFA低于3mmol/l，說明反應(yīng)器運(yùn)行良好。

5.4 增加負(fù)荷量

增加負(fù)荷量可以通過增大進(jìn)水量，或者降低進(jìn)水稀釋比的方法，負(fù)荷每次可提升20~30%，可以重復(fù)進(jìn)行。每次操作所需時(shí)間長短不同，有時(shí)長達(dá)兩周，有時(shí)僅需幾天，要根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)判斷，直到達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷為止。

5.5 水力停留時(shí)間

水力停留時(shí)間對于厭氧工藝的影響是通過上升流速來表現(xiàn)的。一方面高的液體流速增加污水系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)水區(qū)的擾動，因此增加了生物污泥與進(jìn)水有機(jī)物之間的接觸，有利于提高去除率。在采用傳統(tǒng)的UASB系統(tǒng)的情況下，上升流速的平均值一般不超過0.5m/h。這是為保證顆粒污泥形成的重要條件之一。

5.6 運(yùn)行中始終保持VFA/ALK=0.3以下

否則揮發(fā)性脂肪酸積累運(yùn)行失敗。

6.厭氧生物處理的影響因素

6.1 溫度——厭氧廢水處理分為低溫、中溫和高溫三類

迄今大多數(shù)厭氧廢水處理系統(tǒng)在中溫范圍運(yùn)行，在此范圍溫度每升高10℃，厭氧反應(yīng)速度約增加一倍。中溫工藝以30-40℃常見，其處理溫度在35-40℃間。高溫工藝多在50-60℃間運(yùn)行。在上述范圍內(nèi)，溫度的微小波動（如1-3℃）對厭氧工藝不會有明顯影響，但如果溫度下降幅度過大（超過5℃），則由于污泥活力的降低，反應(yīng)器的負(fù)荷也應(yīng)當(dāng)降低以防止由于過負(fù)荷引起反應(yīng)器酸積累等問題，即我們常說的“酸化”，否則沼氣產(chǎn)量會明顯下降，甚至停止產(chǎn)生，與此同時(shí)揮發(fā)酸積累，出水pH下降，COD值升高。

6.2 pH

厭氧處理的這一pH范圍是指反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)區(qū)的pH，而不是進(jìn)液的pH，因?yàn)閺U水進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，生物化學(xué)過程和稀釋作用可以迅速改變進(jìn)液的pH值。反應(yīng)器出液的pH一般等于或接近于反應(yīng)器內(nèi)的pH。對pH值改變大的影響因素是酸的形成，特別是乙酸的形成。因此含有大量溶解性碳水化合物（例如糖、淀粉）等廢水進(jìn)入反應(yīng)器后pH將迅速降低，而己酸化的廢水進(jìn)入反應(yīng)器后pH將上升。對于含大量蛋白質(zhì)或氨基酸的廢水，由于氨的形成，pH會略上升。反應(yīng)器出液的pH一般會等于或接近于反應(yīng)器內(nèi)的pH。pH值是廢水厭氧處理重要的影響因素之一，厭氧處理中，水解菌與產(chǎn)酸菌對pH有較大范圍的適應(yīng)性，大多數(shù)這類細(xì)菌可以在pH為5.0-8.5范圍生長良好，一些產(chǎn)酸菌在pH小于5.0時(shí)仍可生長。但通常對pH敏感的甲烷菌適宜的生長pH為6.5-7.8，這也是通常情況下厭氧處理所應(yīng)控制的pH范圍。我公司要求厭氧反應(yīng)器內(nèi)pH控制在6.8-7.2之間。

進(jìn)水pH條件失常首先表現(xiàn)在使產(chǎn)甲烷作用受到抑制（表現(xiàn)為沼氣產(chǎn)生量降低，出水COD值升高），即使在產(chǎn)酸過程中形成的有機(jī)酸不能被正常代謝降解，從而使整個消化過程各個階段的協(xié)調(diào)平衡喪失。如果pH持續(xù)下降到5以下不僅對產(chǎn)甲烷菌形成毒害，對產(chǎn)酸菌的活動也產(chǎn)生抑制，進(jìn)而可以使整個厭氧消化過程停滯，而對此過程的恢復(fù)將需要大量的時(shí)間和人力物力。pH值在短時(shí)間內(nèi)升高過8，一般只要恢復(fù)中性，產(chǎn)甲烷菌就能很快恢復(fù)活性，整個厭氧處理系統(tǒng)也能恢復(fù)正常。

6.3 有機(jī)負(fù)荷和水力停留時(shí)間

有機(jī)負(fù)荷的變化可體現(xiàn)為進(jìn)水流量的變化和進(jìn)水CODcr值的變化。厭氧處理系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)取決于產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷速率的相對平衡，有機(jī)負(fù)荷過高，則產(chǎn)酸率有可能大于產(chǎn)甲烷的用酸率，從而造成揮發(fā)酸的積累使pH迅速下降，阻礙產(chǎn)甲烷階段的正常進(jìn)行，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致“酸化”。而且如果有機(jī)負(fù)荷的提高是由進(jìn)水量增加而產(chǎn)生的，過高的水力負(fù)荷還有可能使厭氧處理系統(tǒng)的污泥流失率大于其增長率，進(jìn)而影響整個系統(tǒng)的處理效率。水力停留時(shí)間對于厭氧工藝的影響主要是通過上升流速來表現(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(jìn)水區(qū)的擾動性，從而增加生物污泥與進(jìn)水有機(jī)物之間的接觸，提高有機(jī)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，上升流速又不能超過一定限值，通常采用UASB法處理廢水時(shí)，為形成顆粒污泥，厭氧反應(yīng)器內(nèi)的上升流速一般不低于0.5m/h。

6.4 懸浮物

懸浮物在反應(yīng)器污泥中的積累對于UASB系統(tǒng)是不利的。懸浮物使污泥中細(xì)菌比例相對減少，因此污泥的活性降低。由于在一定的反應(yīng)器中內(nèi)能保持一定量的污泥，懸浮物的積累終使反應(yīng)器產(chǎn)甲烷能力和負(fù)荷下降。

7.UASB反應(yīng)器常見故障

7.1 污泥顆粒化的意義

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。