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UASB反響器的過程控制包括啟動(dòng)控制和運(yùn)轉(zhuǎn)控制，其中啟動(dòng)控制主要包括污泥接種、進(jìn)水控制、顆粒污泥的培育等，運(yùn)轉(zhuǎn)控制包括廢水營養(yǎng)請求、懸浮固體控制、有毒物質(zhì)控制、堿度及揮發(fā)酸的控制等。
1、UASB反響器的啟動(dòng)控制
UASB反響器的啟動(dòng)控制通常指對一個(gè)新建的UASB系統(tǒng)以未經(jīng)馴化的非顆粒污泥接種，使反響器到達(dá)設(shè)計(jì)負(fù)荷和有機(jī)物去除效率的過程。通常這一過程隨同著顆?；耐瓿?，因而也稱為污泥的顆?；?。
（1）污泥接種
工業(yè)廢水處理用UASB反響器，在啟動(dòng)前必需投加接種污泥，接種污泥首先選擇處置同類廢水UASB反響器排出的新穎剩余污泥，反響器啟動(dòng)很疾速，如接種顆粒污泥量達(dá)2～2.2m高的污泥床區(qū)，兩周即可到達(dá)設(shè)計(jì)負(fù)荷；其次選擇厭氧絮體污泥如城市污水廠消化池污泥，接種量以整個(gè)反響器容積計(jì)，以6～8kgVSS/m3為宜；最后選擇好氧污泥，如好氧活性污泥過程的二沉池剩余污泥或生物膜過程的二沉池沉淀污泥，接種量以8～10kgVSS/m3為宜。
由于厭氧微生物，特別是產(chǎn)甲烷菌的增殖很慢，厭氧反響器的啟動(dòng)需求較長時(shí)間，這被以為是高速厭氧反響器的一個(gè)缺乏之處。但是一旦完成啟動(dòng)，中止運(yùn)轉(zhuǎn)后的再次啟動(dòng)能夠疾速完成。當(dāng)運(yùn)用現(xiàn)有廢水處置系統(tǒng)的厭氧顆粒污泥啟動(dòng)時(shí)，它比其他任何高速厭氧反響器的啟動(dòng)要快得多。關(guān)于UASB反響器初次啟動(dòng)的要點(diǎn)見表1.
表1 UASB反響器初次啟動(dòng)的要點(diǎn)
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種泥 ①可供細(xì)菌附著的載體物質(zhì)微粒對細(xì)胞的匯集是有益的 ②種泥的比產(chǎn)甲烷活性對啟動(dòng)的影響不大。雖然濃度大于60gSS/L的稠消化污泥的產(chǎn)甲烷活性小于較稀的消化污泥，前者卻更有利于UASB的初次啟動(dòng)。 ③添加局部顆粒污泥或破碎的顆粒污泥也能夠進(jìn)步顆?；^程。 |
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啟動(dòng)操作形式 啟動(dòng)中必需相當(dāng)充沛地洗出接種污泥中較輕的污泥，保管較重的污泥，以推進(jìn)顆粒污泥在其中構(gòu)成。引薦的要點(diǎn)如下： ①洗出的污泥不再返回反響器； ②當(dāng)進(jìn)液COD濃度大于5000mg/L時(shí)采用出水循環(huán)或稀釋進(jìn)液； ③逐步增加有機(jī)負(fù)荷，有機(jī)負(fù)荷的增加應(yīng)當(dāng)在可降解COD能被去除80%后再停止； ④堅(jiān)持乙酸的濃度一直低于1000mg/L； ⑤啟動(dòng)時(shí)稠型污泥的接種量大約為10～15kgVSS/m3，濃度小于40gSS/L的稀消化污泥的接種量能夠略小些。 |
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廢水特征 ①廢水濃度：低濃度廢水有利于顆?；目焖贅?gòu)成，但濃度也應(yīng)當(dāng)足夠維持良好的細(xì)菌生長條件，最小的COD濃度應(yīng)為1000mg/L； ② 廢水性質(zhì)：過量的懸浮物障礙顆?；臉?gòu)成； ③ 廢水成分：以溶解性碳水化合物為主要底物的廢水比以VFA為主要底物的廢水顆?；^程快。當(dāng)廢水含有蛋白質(zhì)時(shí)，應(yīng)使蛋白質(zhì)盡可能降解。 ④ 金屬離子：高的離子濃度（如Ca2+、Mg2+）能惹起化學(xué)沉淀（CaCO3、CaHPO4、MgNH4PO4），由此招致構(gòu)成灰分含量高的顆粒污泥。 |
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環(huán)境要素 ① 在中溫范圍，最佳溫度為38～40℃；高溫范圍為50～60℃； ② 反響器內(nèi)的pH值應(yīng)一直堅(jiān)持在6.2以上； ③ N、P、S等營養(yǎng)物質(zhì)和微量元素（如Fe、Ni、Co）應(yīng)當(dāng)滿足微生物生長的需求； ④毒性化合物應(yīng)當(dāng)?shù)陀谝种節(jié)舛然蚪o予污泥足夠的馴化時(shí)間。 |
由表1能夠看出，UASB系統(tǒng)的初次啟動(dòng)和顆粒污泥的構(gòu)成過程普通可分為3個(gè)階段。
① 第一階段為啟動(dòng)與污泥活性進(jìn)步階段 在此階段內(nèi)，反響器的有機(jī)負(fù)荷普通控制在2.0kgCOD/(m3·d) 以下，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間約需1～1.5個(gè)月。在此運(yùn)轉(zhuǎn)階段內(nèi)必需留意以下幾點(diǎn)：a. 最初的污泥負(fù)荷應(yīng)采取0.05～0.2kgCOD/（kgVSS·d）；b. 廢水中原有的及處置過程中產(chǎn)生出來的各種揮發(fā)酸未能有效合成之前，不應(yīng)增加反響器的負(fù)荷；c. 反響器內(nèi)的環(huán)境條件應(yīng)控制在有利于厭氧微生物良好繁衍的狀態(tài)下。同時(shí)在UASB反響器投產(chǎn)時(shí)還需留意使反響器能有效地截留重質(zhì)污泥并允許多余的穩(wěn)定性差的污泥隨出水流出反響器，在此階段內(nèi)，污泥對被處置水的特性逐步順應(yīng)，其活性也相應(yīng)地持續(xù)得到進(jìn)提升。
② 第二階段為顆粒污泥構(gòu)成階段 在此階段內(nèi)，有機(jī)負(fù)荷普通控制在2.0～5.0kgCOD/(m3·d)。由于有機(jī)負(fù)荷逐步進(jìn)步，那些顆粒比擬細(xì)小和沉降性能比擬差的污泥將隨出水流出反響器，而重質(zhì)污泥則留在反響器內(nèi)。由于產(chǎn)氣及其攪拌作用，截留在反響器內(nèi)的污泥將在重質(zhì)污泥顆粒的外表富集、絮凝并生長繁衍，做最終構(gòu)成粒徑為1～5mm的顆粒。在污泥負(fù)荷為0.6kgCOD/(kgVSS·d)時(shí)，可察看到顆粒污泥的構(gòu)成。此階段普通也需求1～1.5個(gè)月。
③ 第三階段為污泥床構(gòu)成階段 在此階段內(nèi)，反響器的有機(jī)負(fù)荷大于5kgCOD/(m3·d)。隨著有機(jī)負(fù)荷的不時(shí)進(jìn)步，反響器內(nèi)的污泥濃度逐漸進(jìn)步，顆粒污泥床的高度也相應(yīng)地不時(shí)增高，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)。此階段內(nèi)的有機(jī)負(fù)荷可逐步增加至30～50kgCOD/（m3·d）或更高。通常當(dāng)接種污泥充足且操作條件控制得當(dāng)時(shí)，構(gòu)成具有一定高度的顆粒污泥床需求3～6個(gè)月。
（2）進(jìn)水控制
UASB啟動(dòng)期間的進(jìn)水控制包括進(jìn)水方式及進(jìn)水pH值、溫度控制等。
啟動(dòng)初期的進(jìn)水方式可采用間歇進(jìn)水或連續(xù)小流量進(jìn)水，前者可采用出水回流與原水混合，然后間歇脈沖進(jìn)料，一天進(jìn)料5～8次；后者采用低于設(shè)計(jì)流量的連續(xù)進(jìn)水，依據(jù)污泥馴化狀況逐步增加進(jìn)水流量。
啟動(dòng)期間的進(jìn)水pH值應(yīng)依據(jù)出水pH值停止控制，通?？刂频?/font>7.5～8.0范圍內(nèi)比擬適合。
經(jīng)過對回流水加熱，將進(jìn)水溫度維持在高于反響器工作溫度8～15℃范圍，可保證微生物在規(guī)則的工作條件下停止正常的厭氧發(fā)酵。
2、UASB反響器的運(yùn)轉(zhuǎn)控制
處置效果良好的UASB反響器內(nèi)通?？蓸?gòu)成大量的顆粒污泥，顆粒污泥內(nèi)活性生物量占70%～80%，外觀為球形或橢球形，呈灰黑或褐黑色，外表包裹肉眼可見的灰白色生物膜。其相關(guān)指標(biāo)為：相對密度1.01～1.05，粒徑0.5～3mm(最大可達(dá)5mm)，沉降速度5～10mm/s，污泥指數(shù)SVI值為10～20mL/gMLSS。VSS/SS值為70%～80%，碳、氫、氮含量分別為40%～50%、7%和10%左右。
影響顆粒污泥構(gòu)成或UASB反響器效能的要素主要有進(jìn)水水質(zhì)、接種污泥性質(zhì)、工藝條件等。
（1）進(jìn)水底物的控制
運(yùn)轉(zhuǎn)中通常控制厭氧反響器中C:N:P為（200～300）：5：1；且研討標(biāo)明，采用未經(jīng)酸化的廢水培育顆粒污泥時(shí)，其過程要比由揮發(fā)酸為主要基質(zhì)的廢水更快；UASB反響器啟動(dòng)時(shí)，進(jìn)水COD的濃度宜控制在4000～5000mg/L。
（2）進(jìn)水中SS的控制
UASB反響器與其他厭氧生物處置工藝的明顯不同是對進(jìn)水SS的嚴(yán)厲控制。若進(jìn)水中SS濃渡過高，一則不利于污泥與進(jìn)水中有機(jī)底物的充沛接觸而影響產(chǎn)氣；二則容易形成反響器的梗塞。研討標(biāo)明，進(jìn)水中SS濃度小于2000mg/L時(shí)，可勝利地培育顆粒污泥。關(guān)于低濃度廢水，SS/COD值為0.5時(shí)，不影響UASB反響器的處置效果；關(guān)于高濃度有機(jī)廢水，SS/COD須控制在0.5以下。
（3）有毒有害物質(zhì)的控制
對厭氧微生物有毒有害的物質(zhì)包括氨氮、硫酸鹽、重金屬、堿土金屬、二氯甲烷、氰化物、酚類、硝酸鹽和氯氣等，其中氨氮濃度在50～1500mg/L時(shí)，對厭氧微生物有刺激作用；氨氮濃度的1500～3000mg/L時(shí)，將產(chǎn)生明顯的抑止作用，通常宜將其控制在1000mg/L以下。
廢水中硫酸鹽含量較高時(shí)，一則硫酸鹽復(fù)原菌會(huì)與產(chǎn)甲烷菌競爭氮原子而抑止產(chǎn)甲烷過程；二則是硫酸根復(fù)原產(chǎn)生的未離解態(tài)硫化氫對微生物毒性很大。研討標(biāo)明，COD/SO42-比值小于10時(shí)，硫化物濃度超越100mg/L便可產(chǎn)生抑止作用。普通狀況下，UASB反響器中硫酸鹽離子濃度不宜大于5000mg/L，運(yùn)轉(zhuǎn)中COD/SO42-應(yīng)大于10。
（4）堿度和揮發(fā)酸濃度的控制
UASB反響器內(nèi)堿度的正常范圍普通為1000～5000mg/L，堿度不夠，則會(huì)因緩沖才能不夠而使消化液的pH值降低；監(jiān)視過高，又會(huì)造成pH值過高。
在UASB反響器中，由于緩沖物質(zhì)的存在，僅依據(jù)pH值難以判別揮發(fā)酸的累積狀況，而揮發(fā)酸的過量累積將直接影響產(chǎn)甲烷菌的活性和產(chǎn)氣量，通常來講，VFA的濃度需小于200mg/L
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