厌氧生物处理的八个影响因素

洒家是环境人 2019-09-08 AM 180℃ 0条

⑴ 温度。

存在两个不同的最佳温度范围(55℃左右,35℃左右)。通常所称高温厌氧消化和低温厌氧消化即对应这两个最佳温度范围。


(2)pH值。

厌氧消化最佳pH值范围为6.8~7.2。

厌氧微生物对其活动范围内的pH值有一定的要求,产酸菌对pH值的适应范围较广,一般在4.5~8.0之间都能维持较高的活性。而甲烷菌对pH值较为敏感,适应范围较窄,在6.6~7.4之间较为适宜,最佳pH值为7.0~7.2。因此,在厌氧处理过程中,尤其是产酸和产甲烷在一个构筑物内进行时,通常要保持反应器内的pH值在6.5~7.2之间,最好保持在6.8~7.2的范围内。

厌氧处理要求的最佳pH值指的是反应器内混合液的pH值,而不是进水的pH值,因为生物化学过程和稀释作用可以迅速改变进水的pH值。反应器出水的pH值一般等于或接近反应器内部的pH值。

含有大量溶解性碳水化合物的废水进入厌氧反应器后,会因产生乙酸而引起pH值的迅速降低,而经过酸化的废水进入反应器后,pH值将会上升。含有大量蛋白质或氨基酸的废水,由于氨的形成,pH可能会略有上升。因此,对不同特性的废水,可控制不同的pH值,可能低于或高于反应器所要求的pH值。


⑶ 有机负荷。

由于厌氧生物处理几乎对污水中的所有有机物都有降解作用,因此讨论厌氧生物处理时,一般都以CODcr来分析研究,而不象好氧生物处理那样必须以BOD5为依据。厌氧处理的有机负荷通常以容积负荷和一定的CODcr去除率来表示。


⑷ 营养物质。

厌氧法中碳氮磷的比值控制在CODcr:N:P=(200~300):5:1即可。甲烷菌对硫化氢的最佳需要量为11.5mg/L。有时需补充某些必需的特殊营养元素,甲烷菌对硫化物和磷有专性需要,而铁、镍、锌、钴、钼等对甲烷菌有激活作用。

厌氧微生物的生长繁殖需要摄取一定比例的CNP及其他微量元素,但由于厌氧微生物对碳素养分的利用率比好氧微生物低,一般认为,厌氧法中碳氮磷的比值控制在CODcr:N:P=(200~300):5:1即可。还要根据具体情况,补充某些必需的特殊营养元素,比如硫化物、铁、镍、锌、钴、钼等。

在厌氧处理时提供氮源,除了满足合成菌体之外,还有利于提高反应器的缓冲能力。如果氮源不足,即碳氮比太高,不仅导致厌氧菌增殖缓慢,而且使消化液的缓冲能力降低,引起pH值下降。相反,如果氮源过剩,碳氮比太低、氮不能被充分利用,将导致系统中氮的积累,引起pH值上升;如果pH值上升到8以上,就会抑制产甲烷菌的生长繁殖,使消化效率降低。一般说来,氮的浓度必须保持在40~70mg/L的范围内才能维持甲烷菌的活性。


⑸ 氧化还原电位。

氧化还原电位可以表示水中的含氧浓度,非甲烷厌氧微生物可以在氧化还原电位小于+100mV的环境下生存,而适合产甲烷菌活动的氧化还原电位要低于-150mV,在培养甲烷菌的初期,氧化还原电位要不高于-330mV。


⑹ 碱度。

废水的碳酸氢盐所形成的碱度对pH值的变化有缓冲作用,如果碱度不足,就需要投加碳酸氢钠和石灰等碱剂来保证反应器内的碱度适中。

⑴ 投加碱源:增大系统缓冲能力的碱源可以使用碳酸氢钠和石灰等。

⑵ 提高回流比:正常厌氧消化处理设施的出水中含有一定的碱度,将出水回流可以有效补充反应器内的碱度。

VFA表示的是厌氧处理系统内的挥发性有机酸的含量,ALK则表示的是厌氧处理系统内的碱度。 

厌氧消化系统正常运行时,ALK一般在1000~5000 mg/L(以CaCO3计)之间,典型值在2500~3500mg/L之间,VFA一般在50~2500mg/L之间,必须维持碱度和挥发酸浓度之间的平衡,使消化液pH保持在6.5~7.5的范围内。只要碱度和挥发酸浓度能保持平衡,当碱度超过4000mg/L时,即使VFA超过1200mg/L,系统也能正常运行。而碱度与酸度能保持平衡的主要标志就是VFA与ALK的比值保持在一定的范围内。 

VFA/ALK反应了厌氧处理系统内中间代谢产物的积累程度,正常运行的厌氧处理装置的VFA/ALK一般在0.3以下,如果VFA/ALK突然升高,往往表明中间代谢产物不能被甲烷菌及时分解利用,即系统已出现异常,需要采取措施进行解决。 

如果VFA/ALK刚刚超过0.3,在一定时间内,还不至于导致pH值下降,还有时间分析造成VFA/ALK升高的原因和进行控制。如果VFA/ALK超过0.5,沼气中的CO2含量开始升高,如果不及时采取措施予以控制,会很快导致pH值下降,使甲烷菌的活动受到抑制。此时应加入部分碱源,增加反应器内的碱度使pH值回升,为寻找确切的原因并采取控制措施提供时间。如果VFA/ALK超过0.8,厌氧反应器内pH值开始下降,沼气中甲烷的含量往往只有42%~45%,沼气已不能燃烧。这时候必须向反应器内大量投入碱源,控制住pH值的下降并使之回升,如果pH值持续下降到5以下,甲烷菌将全部失去活性,需要重新培养厌氧污泥


⑺ 有毒物质。


⑻ 水力停留时间。

水力停留时间对于厌氧工艺的影响主要是通过上流速度来表现出来的。一方面,较高的水流速度可以提高污水系统内进水区的扰动性,从而增加生物污泥与进水有机物之间的接触,提高有机物的去除率。另一方面,为了维持系统中能拥有足够多的污泥,上流速度又不能超过一定限值。



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