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本文可用于指導厭氧生物降解工藝單元的運轉管理，主要包括：厭氧生物反響概述；厭氧技術優(yōu)點和缺點；反響機理；厭氧反響器類型；厭氧反響器工藝控制條件；啟動方式；運轉管理；問題及處理措施；

1、厭氧反響概述：

應用微生物生命過程中的代謝活動，將有機物降解為簡單無機物，從而去除水中有機物污染的過程，稱為廢水的生物處置。依據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。厭氧生物處置就是應用厭氧微生物的代謝過程，在無需提供氧的狀況下，把有機物轉化為無機物和少量的細胞物質，這些無機物包括大量的生物氣（即沼氣）和水。

厭氧是一種低費用生活和工業(yè)廢水處理技術，把廢水管理和能源聯(lián)合，特別適用于發(fā)展中國度運用。

2、厭氧處置技術的優(yōu)點和缺點：

優(yōu)點：

（1）可作為環(huán)境維護、能源回收和生態(tài)良性循環(huán)分離系統(tǒng)的技術，具有良好的社會、經濟、環(huán)境效益。

（2）耗能少,運轉費用低,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可產生純甲烷0.35m3,燃值(3.93×10-1J/m³)，高于自然氣(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，日產沼氣2240m³,相當于2500m³自然氣或3.85t煤,可發(fā)電5400Kwh.

（4）設備負荷高、占地少。

（5）剩余污泥少,僅相當于好氧工藝1/6～1/10.

（6）對N、P等營養(yǎng)物需求低，好氧工藝請求C：N:P=100:5:1,厭氧工藝為C:N:P=(350-500):5:1。

（7）可直接處置高濃有機廢水,不需稀釋。

（8）厭氧菌可在中止供水和營養(yǎng)條件下，保存生物活性和沉泥性一年,合適連續(xù)和時節(jié)性運轉。

（9）系統(tǒng)靈敏,設備簡單,易于制造管理，設備可大可小。

厭氧缺點：

（1） 出水污染濃度高于好氧，通常不能達標；

（2）對有毒性物質敏感；

（3）初次啟動遲緩，最少需8-12周以上方能轉入正常程度。

3、反響機理：

厭氧反響過程是對復雜物質（指高分子有機物以懸浮物和膠體方式存在于水中）生物降解的復雜的生態(tài)系統(tǒng)。其反響過程可分為四個階段：

（1）水解階段——被細菌胞外酶降解成小分子。例如：纖維素被纖維酶水解為纖維二糖和葡萄糖，淀粉被淀粉酶合成為麥牙糖和葡萄糖，蛋白質被蛋白酶水解為短肽和氨基酸等，這些小分子的水解產物能被溶解于水，并透過細胞為細胞所應用。

（2）發(fā)酵階段——小分子的化合物在發(fā)酵菌（即酸化菌）的細胞內轉化為更為簡單的化合物，并分泌到細胞外。這一階段主要產物為揮發(fā)性脂肪酸（VFA）醇類、乳酸、CO2、氫、氨、硫化氫等。

（3）產酸階段——上一階段產物被進一步轉化為乙酸、氫、碳酸以及新的細胞物質。

（4）產甲烷階段——在這一階段乙酸、氫、碳酸、甲酸和甲醇等被轉化為甲烷、二氧化碳和新細胞物質。原理如下圖

a、 水解階段——含有蛋白質水解、碳水化合物水解和脂類水解。

b、 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。

c、 產乙酸階段——含有從中間產物中構成乙酸和氧氣，以及氫氣和二氧化碳構成乙酸。

d、 產甲烷階段——包括從乙酸構成甲烷，以及從氧、二氧化碳構成甲烷。廢水中有硫酸鹽時，還會有硫酸鹽復原過程，如虛線所示。

4、厭氧反響器類型：

（1）普通厭氧反響池

（2）厭氧接觸工藝

（3）升流厭氧污泥庫(UASB)反響器

（4）內循環(huán)厭氧反響器（IC）

（5）厭氧顆粒污泥收縮庫(EGSR)

（6）厭氧濾料(AF)

（7）厭氧流化庫反響器

（8）厭氧折流反響器(ABR)

（9）厭氧生物轉盤

（10）厭氧混臺反響器等.

5、厭氧反響的工藝控制條件：

（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。溫度對厭氧反響尤為重要，當溫度低于最優(yōu)下限溫度時，每降落1℃，效率降落11%。在上述范圍，溫度在1-3℃的微小動搖，對厭氧反響影響不明顯，但溫度變化過大（急速變化），則會使污泥生機降落，度產生酸積聚等問題。

（2） PH：厭氧水解酸化工藝，對PH請求范圍較松，即產酸菌的PH應控制4-7℃范圍內；完整厭氧反響則應嚴厲控制PH，即產甲烷反響控制范圍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）氧化復原電位：水解階段氧化復原電位為-100～+100mv，產甲烷階段的最優(yōu)氧化復原電位為-150～-400mv。因而,應控制進水帶入的氧的含量，不能因以對厭氧反響器形成不利影響。

（4）營養(yǎng)物：厭氧反響池營養(yǎng)物比例為C:N:P=(350-500):5:1。

（5）有毒有害物：抑止和影響厭氧反響的有害物有三種：

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止作用最為嚴重；

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。

生物異型化合物,含氯化烴、甲醛、氰化物、洗濯劑、抗菌素等。

（6）工藝技術參數：

水力停留時間:HRT

有機負荷

污泥負荷

6、厭氧反響器啟動：

（1）接種污泥：

有顆粒污泥時,接種污泥數量大小10-15%.當沒有現(xiàn)成的污泥時,應用最多的是污水處置廠污泥池的消化污泥.稠的消化污泥有利于顆粒污泥構成。沒有消化污泥和顆粒污泥時，化糞池污泥、新穎牛糞、豬糞及其它牲畜糞便都可應用作菌種，也可用糜爛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反響器容積，但接種污泥填充量不大于反響器容積60%。污泥接種中應避免無機污泥、砂以及不可消化的其它物進入厭氧反響器內。

當一個厭氧反響器需求實行生物啟動時，假如需求處置的有機負荷小于該反響器最大的處置負荷時，能夠依照需處置的有機物總量核算出相應的厭氧污泥接種量，而沒有必要滿量接種，從而降低厭氧污泥的采購本錢。

那么到底該接種幾厭氧污泥呢？這需求理解污泥負荷這個根本概念：污泥負荷是指每天施加給單位質量有效厭氧污泥的有機物的量，以SCOD的公斤數權衡，計算公式為：

污泥負荷（kgSCOD/kgVS.d）=Q（m³/d）*SCOD(mg/L)/VS(kg)

其中：

Q為厭氧反響器每日的處置量

SCOD為廢水的溶解性cod濃度

VS為厭氧反響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實行：

a、起始階段——反響池負荷從0.5-1.0kgCOD/m3d或污泥負荷0.05-0.1kgCOD/kgVSS·d開端。進入厭氧池消化降解廢水的混合液濃度不大于COD5000mg/L，并按請求控制進水，最低的COD負荷為1000mg/L。進液濃度不適合應實行稀釋。

進液時不要刻意嚴厲控制一切工藝參數，但應特別留意乙酸濃度，應堅持在1000mg/L以下。進液采用連續(xù)沖擊方式，即每3～4小時一次，每次5-10min，之后逐漸減斷距離時間至1小時，每次進液時間逐漸增長20～30min。起始階段，進水距離時間過長時，則應每隔1小時開動泵對污泥攪拌一次，每次3～5min。

b、啟動第二階段——當反響器容積負荷上升到2-5kgCOD/m3d時，這一階段洗出污泥量增大，顆粒污泥開端產生。通常狀況下，從第一段到第二段要40d時間，此時容積負荷大約為設計負荷的50%。

c、啟動的第三階段——沉著積負荷50%上升到100%，采用逐漸增加進料數量和縮短進料連續(xù)時間來完成。權衡能否獲進料量和縮短進料時間的化驗指標定控制發(fā)揮性脂肪酸VFA不大于500mg/L，當VFA超越500-1000mg/L，厭氧反響器呈現(xiàn)酸化狀態(tài)，超越1000mg/L則標明曾經酸化，需立刻采取措施中止進料，停止菌種馴化。通常來講第二段到第三段也需30-40d時間。

（3）啟動的要點

a、啟動一定要逐漸實行，留有富余的時間，并不能希冀很短時間進入加料運轉到達厭氧降解的目的。由于啟動實踐上是使細菌從休眠狀態(tài)恢復，即活化的過程。啟動中細菌選擇、馴化、增殖過程都在實施，原厭氧污泥中濃度較低的甲烷菌的增長速度相關于產酸菌要慢的多。因而，這時負荷通常不能高，時間不能短，每次進料要少，距離時間要長。

b、混合進液濃度一定要控制在較低程度，通常COD濃度為1000-5000mg/L，當大于5000mg/L，應實行出水循環(huán)和加水稀釋至請求。

c、若混合液中亞硫酸鹽濃度大于200mg/L時，則亦應稀釋至100mg/L以下才可以進液。

d、負荷增加操作方式：啟動初期容積負荷可從0.2-0.5kgCOD/m³·d開端，當生物降解才能到達80%以上時，再逐漸加大。若最低負荷進料，厭氧過程仍不正常COD不能消化，則進料連續(xù)時間應延長24h或2-3d，檢查消化降解的主要指標丈量VFA濃度，啟動階段VFA應堅持在3mmoL/L以下。

e、當容積負荷走到2.0kgCOD/m³d后，每次進料負荷可增大，但最大不超越20%，只要當進料增大，而VFA濃度且維持不變，或仍維持在﹤3mmoL/L程度時，進料量才可以不時增大進液距離才干不時減少。

7、 厭氧生物處置中存在的問題及處理辦法