厭氧污水處理裝置

什麼是厭氧反應？

利用微生物生命過程中的代謝活動，將有機物分解為簡單無機物，從而去除水中有機物污染的過程，稱為廢水的生物處理。根據代謝過程對氧的需求，微生物又分為好氧、厭氧和介於兩者間的兼性微生物。厭氧生物處理就是利用厭氧微生物的代謝過程，在無需提供氧的情況下，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。

厭氧是一種低成本廢水處理技術，把廢水治理和能源相結合，特別適合發展中國家使用。

一

厭氧工藝要求

C（BOD）: N(TN) :P(TP)= (350-500):5:1。

初次啟動緩慢，最少需8-12周以上方能轉入正常水平。

二

反應機理

厭氧反應過程是對複雜物質（指高分子有機物以懸浮物和膠體形式存在於水中）生物降解的複雜的生態系統。其反應過程可分為四個階段：水解階段、發酵階段、產酸階段、產甲烷階段。

水解階段——被細菌胞外酶分解成小分子。例如：纖維素被纖維酶水解為纖維二糖和葡萄糖，澱粉被澱粉酶分解為麥牙糖和葡萄糖，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於水，並透過細胞為細胞所利用。

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

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。

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。原理圖如下：

三

厭氧反應器類型

1 普通厭氧反應池

2 厭氧接觸工藝

3 升流厭氧污泥庫(UASB)反應器

4 厭氧顆粒污泥膨脹庫(EGSR)

5 厭氧濾料(AF)

6 厭氧流化庫反應器

7 厭氧折流反應器(ABR)

8 厭氧生物轉盤

9 厭氧混台反應器等.

四

厭氧反應的工藝控制條件

從溫度、PH、氧化還原電位、營養物、有毒有害物、工藝技術參數六個方面進行介紹。

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。溫度對厭氧反應尤為重要，當溫度低於最優下限溫度時，每下降1℃，效率下降11%。在上述範圍，溫度在1-3℃的微小波動，對厭氧反應影響不明顯，但溫度變化過大（急速變化），則會使污泥活力下降，度產生酸積累等問題。

PH：厭氧水解酸化工藝，對PH要求範圍較松，即產酸菌的PH應控制4-7範圍內；完全厭氧反應則應嚴格控制PH，即產甲烷反應控制範圍6.5-8.0,最佳範圍為6.8-7.2,PH低於6.3或高於7.8,甲烷化速降低。

氧化還原電位：水解階段氧化還原電位為-100～+100mv，產甲烷階段的最優氧化還原電位為-150～-400mv。因此,應控制進水帶入的氧的含量，不能因以對厭氧反應器造成不利影響。

營養物：厭氧反應池營養物比例為C:N:P=(350-500):5:1。

有毒有害物：抑制和影響厭氧反應的有害物有三種：

1.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制作用最為嚴重；

2.有機化合物:非極性有機化合物，含揮發性脂肪酸(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。

3.生物異型化合物,含氯化烴、甲醛、氰化物、洗滌劑、抗菌素等。

工藝技術參數：水力停留時間:HRT、有機負荷、污泥負荷。

五

厭氧反應器啟動

本部分主要包括接種污泥、接種污泥啟動、啟動的要點三方面。

接種污泥:有顆粒污泥時,接種污泥數量為池體有效容積大小10-15%。當沒有現成的污泥時,應用最多的是污水處理廠污泥池的消化污泥。沒有消化污泥和顆粒污泥時，化糞池污泥、新鮮牛糞、豬糞及其它家畜糞便都可利用作菌種。在採用顆粒污泥或者消化污泥接種的同時添加厭氧強化專用菌劑可以加快污泥形成過程，形成活性更高的厭氧顆粒污泥。如果沒有可用的顆粒污泥或者厭氧消化污泥，直接利用畜禽糞污結合厭氧菌種也可以培育出良好污泥，只是時間會更長，這種情況建議採用逐步放大的配菌模式。

污泥接種濃度至少不低10Kg·VSS/m3反應器容積，但接種污泥填充量不大於反應器容積60%。污泥接種中應防止無機污泥、砂以及不可消化的其它物進入厭氧反應器內。

接種污泥啟動：啟動分以下三個階段進行：

1、 起始階段——反應池負荷從0.5-1.0kgCOD/m3d或污泥負荷0.05-0.1kgCOD/kgVSS·d開始。進入厭氧池消化降解廢水的混合液濃度不大於COD5000mg/L，並按要求控制進水，最低的COD負荷為1000mg/L。進液濃度不符合應進行稀釋。

進液時不要刻意嚴格控制所有工藝參數，但應特別注意乙酸濃度，應保持在1000mg/L以下。進液採用間斷衝擊形式，即每3～4小時一次，每次5-10min，之後逐步減斷間隔時間至1小時，每次進液時間逐步增長20～30min。起始階段，進水間隔時間過長時，則應每隔1小時開動泵對污泥攪拌一次，每次3～5min。

2、 啟動第二階段——當反應器容積負荷上升到2-5kgCOD/m3d時，這一階段洗出污泥量增大，顆粒污泥開始產生。一般講，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%。

3、 啟動的第三階段——從容積負荷50%上升到100%，採用逐步增加進料數量和縮短進料間斷時間來實現。衡量能否獲進料量和縮短進料時間的化驗指標定控制發揮性脂肪酸VFA不大於500mg/L，當VFA超過500-1000mg/L，厭氧反應器呈現酸化狀態，超過1000mg/L則表明已經酸化，需立即採取措施停止進料，進行菌種馴化。一般來講第二段到第三段也需30-40d時間。

啟動的要點

1、 啟動一定要逐步進行，留有充裕的時間，並不能期望很短時間進入加料運行達到厭氧降解的目標 。因為啟動實際上是使細菌從休眠狀態恢復，即活化的過程。啟動中細菌選擇、馴化、增殖過程都在進行，原厭氧污泥中濃度較低的甲烷菌的增長速度相對於產酸菌要慢的多。因此，這時負荷一般不能高，時間不能短，每次進料要少，間隔時間要長。

2、 混合進液濃度一定要控制在較低水平，一般COD濃度為1000-5000mg/L，當超過5000mg/L，應進行出水循環和加水稀釋至要求。

3、若混合液中亞硫酸鹽濃度大於200mg/L時，則亦應稀釋至100mg/L以下才能進液。

4、負荷增加操作方式：啟動初期容積負荷可從0.2-0.5kgCOD/m3·d開始，當生物降解能力達到80%以上時，再逐步加大。若最低負荷進料，厭氧過程仍不正常COD不能消化，則進料間斷時間應延長24h或2-3d，檢查消化降解的主要指標測量VFA濃度，啟動階段VFA應保持在3mmoL/L以下。

5、當容積負荷走到2.0kgCOD/m3d后，每次進料負荷可增大，但最大不超過20%，只有當進料增大，而VFA濃度且維持不變，或仍維持在﹤3mmoL/L水平時，進料量才能不斷增大進液間隔才能不斷減少。

六

厭氧生物處理中存在的問題及解決方法

來源：水之國環保

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