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污水处理中厌氧技术释疑引子：概论利用微生物生命过程中的代谢活动，将复杂的有机物分解为简单无机物，从而去除水中有机物污染的过程，称为废水的生物处理。依据代谢过程对氧的需求，微生物又分为好氧、厌氧和介于两者之间的兼氧微生物。而厌氧生物处理指的就是利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧的情况下，把有机物转化为无机物和少量的细胞物质，这些无机物包括大量的沼气和水。厌氧技术是一种低成本废水处理技术，可以把废水治理和能源利用相结合，从某些程度上来说比较适合发展中国家使用。一、厌氧工艺的要求1、废水中营养物配比C:N:P=300:5:1。2、初次启动比较缓慢，一般需要8周以上才可以转入正常水平。二、反应阶段和原理厌氧反应指的是是对复杂物质（指高分子有机物以悬浮物和胶体形式存在于水中）生物降解的复杂的过程。可分为四个阶段：水解阶段、发酵阶段、产酸阶段、产甲烷阶段。1、水解阶段——被细菌胞外酶分解成小分子。例如：纤维素被纤维素水解酶酶水解为纤维二糖和葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦牙糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白酶水解为多肽和氨基酸等，这些小分子的水解产物能被溶解于水，并透过细胞为细胞所利用。2、发酵阶段——小分子的化合物在发酵菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物，并分泌到细胞外。这一阶段主要产物为挥发性脂肪酸（VFA）醇类、乳酸、CO2、氢、氨、硫化氢等。3、产酸阶段——上一阶段产物被进一步转化为乙酸、氢、碳酸以及新的细胞物质。4、产甲烷阶段——在这一阶段乙酸、氢、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和构成新细胞成分。三、厌氧反应器类型1、普通厌氧反应池2、厌氧接触工艺3、升流式厌氧污泥反应器(UASB)4、厌氧颗粒污泥膨胀库(EGSR)5、厌氧生物滤池(AF)6、厌氧流化床反应器7、折流式厌氧污泥反应器(ABR)8、厌氧生物转盘9、厌氧混台反应器等四、厌氧技术的控制条件1、温度：按三种不同条件下生活的厌氧菌（嗜低温5-20℃嗜中温20-40℃嗜高温40-75℃）对温度的适应度不同，工程上分为低温厌氧(15-20℃)、中温厌氧（30-35℃）、高温厌氧（50-55℃）三种。温度对厌氧反应来说十分重要，当温度低于下限温度时，每下降1℃，效率下降百分之十。在上述范围，温度在1-3℃的微小范围内波动，对厌氧反应影响不大，但温度若变化过大（急速变化），则会使污泥活力下降，产生酸积累等问题。2、PH：厌氧水解酸化工艺，对PH要求范围较松，即产酸菌的PH应控制4-7范围内；完全厌氧反应则应严格控制PH，即产甲烷反应控制范围6.5-8.0,最佳范围为6.8-7.2,PH低于6.3或高于7.8,甲烷化速降低。3、氧化还原电位：水解阶段氧化还原电位为-100～+100mv，产甲烷阶段的最优氧化还原电位为-150～-400mv。因此,应控制进水带入的氧的含量，不能因以对厌氧反应器造成不利影响。4、营养物：厌氧反应池营养物比例为C:N:P=300:5:1。5、有毒有害物：抑制和影响厌氧反应的有害物大概分三类：①无机物:氨、无机硫化物、盐类、重金属等，特别含氯的盐类和硫化物抑制作用最为严重；②有机化合物：非极性有机化合物，含挥发性脂肪酸(VFA)、非极性酚化合物、单宁类化合物、芬香族氨基酸、焦糖化合物等五类。③生物异型化合物,含氯化烃、甲醛、氰化物、洗涤剂、抗菌素等。五、厌氧反应器启动一、接种污泥:有颗粒污泥时,接种污泥数量为池体有效容积大小10-15%（体积比）。当没有现成的污泥时,应用最多的是污水处理厂储泥池的消化污泥。没有消化污泥和颗粒污泥时，化粪池污泥、新鲜牛粪、猪粪及其它家畜粪便都可利用作菌种。在采用颗粒污泥或者消化污泥接种的同时添加专门的厌氧强化菌可以加快污泥成形速率，形成活性更高的厌氧颗粒污泥。如果没有可用的颗粒污泥或者厌氧消化污泥，直接利用畜禽粪污结合厌氧菌种也可以培育出良好污泥，只是时间会更长，这种情况建议采用逐步放大的配菌模式。污泥接种浓度至少不低10Kg·VSS/m3反应器容积，但接种污泥填充量不大于反应器容积60%。污泥接种中应防止无机污泥、石英砂以及不可消化的其它物进入厌氧反应器内。二、接种污泥启动：启动分以下三个阶段进行：1、起始阶段——反应池负荷从0.5-1.0kgCOD/m3d或污泥负荷0.05-0.1kgCOD/kgVSS·d开始。进入厌氧池消化降解废水的混合液浓度不大于COD5000mg/L，并按要求控制进水，最低的COD负荷为1000mg/L。进液浓度不符合应进行稀释。进液时不要刻意严格控制所有工艺参数，但应特别注意乙酸浓度，应保持在1000mg/L以下。进液采用间断冲击形式，即每3～4小时一次，每次5-10min，之后逐步减断间隔时间至1小时，每次进液时间逐步增长20～30min。起始阶段，进水间隔时间过长时，则应每隔1小时开动泵对污泥搅拌一次，每次3～5min。2、启动第二阶段——当反应器容积负荷上升到2-5kgCOD/m3d时，这一阶段洗出污泥量增大，颗粒污泥开始产生。一般讲，从第一段到第二段要40d时间，此时容积负荷大约为设计负荷的50%。3、启动的第三阶段——从容积负荷50%上升到100%，采用逐步增加进料数量和缩短进料间断时间来实现。衡量能否获进料量和缩短进料时间的化验指标定控制发挥性脂肪酸VFA不大于500mg/L，当VFA超过500-1000mg/L，厌氧反应器呈现酸化状态，超过1000mg/L则表明已经酸化，需立即采取措施停止进料，进行菌种驯化。一般来讲第二段到第三段也需30-40d时间。三、启动的要点1、启动一定要逐步进行，留有充裕的时间，并不能期望很短时间进入加料运行达到厌氧降解的目标。因为启动实际上是使细菌从休眠状态恢复，即活化的过程。启动中细菌选择、驯化、增殖过程都在进行，原厌氧污泥中浓度较低的甲烷菌的增长速度相对于产酸菌要慢的多。因此，这时负荷一般不能高，时间不能短，每次进料要少，间隔时间要长。2、混合进液浓度一定要控制在较低水平，一般COD浓度为1000-5000mg/L，当超过5000mg/L，应进行出水循环和加水稀释至要求。3、若混合液中亚硫酸盐浓度大于200mg/L时，则亦应稀释至100mg/L以下才能进液。4、负荷增加操作方式：启动初期容积负荷可从0.2-0.5kgCOD/m3·d开始，当生物降解能力达到80%以上时，再逐步加大。若最低负荷进料，厌氧过程仍不正常COD不能消化，则进料间断时间应延长24h或2-3d，检查消化降解的主要指标测量VFA浓度，启动阶段VFA应保持在3mmoL/L以下。5、当容积负荷走到2.0kgCOD/m3d后，每次进料负荷可增大，但最大不超过20%，只有当进料增大，而VFA浓度且维持不变，或仍维持在﹤3mmoL/L水平时，进料量才能不断增大进液间隔才能不断减少。六、厌氧生物处理中存在的问题及解决方法存在问题原因解决方法1、污泥生长过慢1营养物不足，微量元素不足；2进液酸化度过高；3种泥不足。1增加营养物和微量元素；2减少酸化度；3.增加种泥2、反应器过负荷1反应器污泥量不够；2污泥产甲烷活性不足；3每次进泥量过大间断时间短。1增加种污或提高污泥产量；2减少污泥负荷；3减少每次进泥量加大进泥间隔3、污泥活性不够1温度不够；2产酸菌生长过快；3营养和微量元素不足4无机物Ca2+引起沉淀1提高温度；2控制产酸菌生长条件；3增加营养物和微量元素；4减少进泥中Ca2+含量。4、污泥流失1气体集于污泥中，污泥上浮；2产酸菌使污泥分层；3污泥脂肪和蛋白过大1增加污泥负荷，增加内部水循环；2稳定工艺条件增加废水酸化程度；3采取预处理去除脂肪蛋白。5、污泥扩散颗粒污泥破裂1负荷过大；2过度机械搅拌；3有毒物质存在。4预酸化突然增加1稳定负荷；2改水力搅拌；3废水清除毒素。4应用更稳定酸化条件德丰生物技术喻辛2016.08.21。