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【分享】厭氧酸化的原因和處理措施! 污水處理

光博環(huán)保公司 2021-07-08
       一般來說,對(duì)于以產(chǎn)甲烷為主要目的的厭氧過程要求pH值在6.5~8.0之間,廢水堿度偏低或運(yùn)行負(fù)荷過高時(shí),會(huì)引起反應(yīng)器內(nèi)揮發(fā)酸積累,導(dǎo)致產(chǎn)甲烷菌活力喪失而產(chǎn)酸菌大量繁殖,持續(xù)過久時(shí),會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)甲烷菌活力喪失殆盡而產(chǎn)乙酸菌大量繁殖,引起反應(yīng)器系統(tǒng)的“酸化”。嚴(yán)重酸化發(fā)生后,反應(yīng)器難以恢復(fù)至原有狀態(tài)。
       厭氧消化作用失去平衡時(shí)會(huì)顯示出如下“癥狀”:①沼氣產(chǎn)量下降;②沼氣中甲烷含量降低;③消化液VFA增高;④有機(jī)物去除率下降;⑤消化液pH值下降;⑥碳酸鹽堿度與總堿度之間的差值明顯增加;⑦洗出的顆粒污泥顏色變淺沒有光澤;⑧反應(yīng)器出水產(chǎn)生明顯異味;⑨ORP(氧化還原電位)值上升等。
 1、厭氧反應(yīng)器酸化的原因
1.厭氧反應(yīng)器超負(fù)荷運(yùn)行
    我們都知道,在運(yùn)行厭氧反應(yīng)器的各項(xiàng)工藝控制條件中,污泥負(fù)荷是一個(gè)非常重要的控制參數(shù)。污泥負(fù)荷是指單位時(shí)間內(nèi)施加給單位質(zhì)量厭氧污泥的有機(jī)物的量,以kgSCOD/kgVS.d表示。對(duì)于某種廢水,厭氧污泥具有一個(gè)最大的限制值,當(dāng)運(yùn)行的負(fù)荷超過該最大限制值,則意味著超負(fù)荷運(yùn)行。

雖然該限制值從污泥負(fù)荷的概念上理解是針對(duì)整個(gè)厭氧污泥,實(shí)際上真正的對(duì)象是針對(duì)厭氧污泥中的產(chǎn)甲烷菌。超負(fù)荷運(yùn)行,實(shí)際上就是負(fù)荷量超過了厭氧污泥中產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)甲烷能力,而此時(shí)的負(fù)荷量往往并沒有超過厭氧污泥的水解酸化能力。所以就出現(xiàn)了反應(yīng)器的VFA開始累積,濃度不斷上升,出水pH值降低,去除效率下降這種污泥酸化現(xiàn)象的發(fā)生。

所以,了解厭氧反應(yīng)器的污泥總量,并以此來維持合理的運(yùn)行負(fù)荷,是預(yù)防厭氧反應(yīng)器出現(xiàn)酸化的重要手段之一。

 
 
 

2.pH值、溫度等運(yùn)行控制條件出現(xiàn)嚴(yán)重偏差

由于厭氧污泥中產(chǎn)甲烷菌對(duì)其生存條件的要求比水解酸化菌苛刻的多,所以當(dāng)反應(yīng)器的pH值或溫度的控制范圍出現(xiàn)很大的偏差,就會(huì)使產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)甲烷能力受到嚴(yán)重影響,而水解酸化菌所受到的影響卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于產(chǎn)甲烷菌,其結(jié)果同樣會(huì)導(dǎo)致厭氧反應(yīng)器發(fā)生酸化現(xiàn)象。

 
 
 

3.毒性物質(zhì)流入

厭氧污泥相比與好氧活性污泥,更容易受到毒性物質(zhì)的抑制。和上述兩點(diǎn)所闡明的一樣,事實(shí)上更容易受到毒性物質(zhì)抑制的也是厭氧污泥中的產(chǎn)甲烷菌而非水解酸化菌。當(dāng)廢水中含有某種或多種毒性物質(zhì),其濃度還不足以嚴(yán)重抑制厭氧污泥中的水解酸化菌時(shí),產(chǎn)甲烷菌就已經(jīng)受到抑制,污泥酸化現(xiàn)象就隨之發(fā)生。

因此,應(yīng)對(duì)污染源可能存在的毒性抑制物進(jìn)行排查,并建立污染物排放源和污水站之間的事故排放通報(bào)機(jī)制,和潛在的毒性物質(zhì)日常監(jiān)測機(jī)制,是防止此類厭氧反應(yīng)器酸化事故的有效應(yīng)對(duì)措施。

 

4.營養(yǎng)鹽投加嚴(yán)重不足

對(duì)于某些缺乏諸如N、P或其他微量元素的廢水,投加足量的營養(yǎng)鹽非常必要。因?yàn)閰捬跷勰嘀袩o論是產(chǎn)甲烷菌還是水解酸化菌,都需要這些元素進(jìn)行新陳代謝以及合成細(xì)胞物質(zhì)。

當(dāng)廢水中的某種或多種營養(yǎng)元素缺乏時(shí),將會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)甲烷菌的活性。這是因?yàn)椋瑢?duì)厭氧污泥,尤其是厭氧顆粒污泥來說,產(chǎn)甲烷菌位于顆粒污泥的中心部位,水解酸化菌則包裹在產(chǎn)甲烷菌的外圍,水解酸化菌較產(chǎn)甲烷菌更容易獲得這些元素來進(jìn)行新陳代謝,再加之水解酸化菌的生殖速率又遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于產(chǎn)甲烷菌,使得廢水中原本不足的營養(yǎng)元素被水解酸化菌利用殆盡,而產(chǎn)甲烷菌得不到這些必要的元素進(jìn)行生命活動(dòng),其活性會(huì)受到極大的抑制。其結(jié)果是,反應(yīng)器的酸化不可避免。

2、“酸化”恢復(fù)措施

 
 
 
 

1.降低負(fù)荷

反應(yīng)器發(fā)生“酸化”的主要原因是產(chǎn)甲烷菌被抑制,而厭氧反應(yīng)器的容積負(fù)荷是由污泥負(fù)荷決定的,甲烷菌活性降低,直接反映了污泥負(fù)荷的下降。所以在發(fā)生“酸化”時(shí)應(yīng)及時(shí)控制進(jìn)水,情況嚴(yán)重時(shí)應(yīng)完全停止進(jìn)水。

 
 
 

2.投加堿度

厭氧反應(yīng)器“酸化”時(shí),可以向反應(yīng)器中投加堿度中和過高的VFA來維持pH值的穩(wěn)定,保證產(chǎn)甲烷菌的生存環(huán)境,防止嚴(yán)重“酸化”。NaHCO3、Na2CO3、NaOH、Ca(OH)2等都是常用來調(diào)節(jié)堿度的化學(xué)藥劑,雖然投加NaOH或者Ca(OH)2等強(qiáng)堿性物質(zhì)能夠快速提高反應(yīng)器內(nèi)的pH值,但是氫氧化物會(huì)消耗產(chǎn)甲烷過程中所需的CO2,破壞產(chǎn)甲烷的進(jìn)行,對(duì)產(chǎn)甲烷菌的恢復(fù)不利,因此不宜采用NaOH和Ca(OH)2。

 
 
 

3、清水沖

采用清水沖洗的方法因廠而異,如果直接使用生產(chǎn)用水必定造成浪費(fèi),所以廠區(qū)內(nèi)必須有大量的循環(huán)水。而且循環(huán)水的溫度必須較高,如果因沖洗導(dǎo)致反應(yīng)器溫度下降,同樣會(huì)降低產(chǎn)甲烷菌的活性,得不償失。

 
 
 

4、外循環(huán)(好氧出水回流)

好氧系統(tǒng)出水回流具有如下優(yōu)點(diǎn):①出水回流可以快速將反應(yīng)器中積累的揮發(fā)酸洗出,保證產(chǎn)甲烷菌的生存環(huán)境;②好氧出水COD較低,堿度較高,不會(huì)增加反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷;③好氧池中的溫度一般在25~30℃左右,比自來水溫度高得多,對(duì)反應(yīng)器的罐溫不會(huì)造成太大的影響;④一般好氧出水中DO較低,不會(huì)對(duì)反應(yīng)器中的厭氧微生物造成影響。

 
 
 

5、投加新鮮污泥

“酸化”情況嚴(yán)重時(shí),可以選擇投加新鮮污泥,這樣就可以補(bǔ)充反應(yīng)器內(nèi)的甲烷菌數(shù)量,彌補(bǔ)反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)甲烷菌活性降低的不足。條件允許時(shí),最好投加新鮮的顆粒污泥,這樣可以迅速恢復(fù)厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行,因?yàn)轭w粒污泥中產(chǎn)甲烷菌活性較其它污泥強(qiáng)得多。但是,市場上顆粒污泥的售價(jià)及運(yùn)費(fèi)都非常昂貴,在工程上很難讓人接受。





 

2.pH值、溫度等運(yùn)行控制條件出現(xiàn)嚴(yán)重偏差

由于厭氧污泥中產(chǎn)甲烷菌對(duì)其生存條件的要求比水解酸化菌苛刻的多,所以當(dāng)反應(yīng)器的pH值或溫度的控制范圍出現(xiàn)很大的偏差,就會(huì)使產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)甲烷能力受到嚴(yán)重影響,而水解酸化菌所受到的影響卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于產(chǎn)甲烷菌,其結(jié)果同樣會(huì)導(dǎo)致厭氧反應(yīng)器發(fā)生酸化現(xiàn)象。

 
 
 

3.毒性物質(zhì)流入

厭氧污泥相比與好氧活性污泥,更容易受到毒性物質(zhì)的抑制。和上述兩點(diǎn)所闡明的一樣,事實(shí)上更容易受到毒性物質(zhì)抑制的也是厭氧污泥中的產(chǎn)甲烷菌而非水解酸化菌。當(dāng)廢水中含有某種或多種毒性物質(zhì),其濃度還不足以嚴(yán)重抑制厭氧污泥中的水解酸化菌時(shí),產(chǎn)甲烷菌就已經(jīng)受到抑制,污泥酸化現(xiàn)象就隨之發(fā)生。

因此,應(yīng)對(duì)污染源可能存在的毒性抑制物進(jìn)行排查,并建立污染物排放源和污水站之間的事故排放通報(bào)機(jī)制,和潛在的毒性物質(zhì)日常監(jiān)測機(jī)制,是防止此類厭氧反應(yīng)器酸化事故的有效應(yīng)對(duì)措施。

 
 
 

4.營養(yǎng)鹽投加嚴(yán)重不足

對(duì)于某些缺乏諸如N、P或其他微量元素的廢水,投加足量的營養(yǎng)鹽非常必要。因?yàn)閰捬跷勰嘀袩o論是產(chǎn)甲烷菌還是水解酸化菌,都需要這些元素進(jìn)行新陳代謝以及合成細(xì)胞物質(zhì)。

當(dāng)廢水中的某種或多種營養(yǎng)元素缺乏時(shí),將會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)甲烷菌的活性。這是因?yàn)椋瑢?duì)厭氧污泥,尤其是厭氧顆粒污泥來說,產(chǎn)甲烷菌位于顆粒污泥的中心部位,水解酸化菌則包裹在產(chǎn)甲烷菌的外圍,水解酸化菌較產(chǎn)甲烷菌更容易獲得這些元素來進(jìn)行新陳代謝,再加之水解酸化菌的生殖速率又遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于產(chǎn)甲烷菌,使得廢水中原本不足的營養(yǎng)元素被水解酸化菌利用殆盡,而產(chǎn)甲烷菌得不到這些必要的元素進(jìn)行生命活動(dòng),其活性會(huì)受到極大的抑制。其結(jié)果是,反應(yīng)器的酸化不可避免。

2、“酸化”恢復(fù)措施

 
 
 
 

1.降低負(fù)荷

反應(yīng)器發(fā)生“酸化”的主要原因是產(chǎn)甲烷菌被抑制,而厭氧反應(yīng)器的容積負(fù)荷是由污泥負(fù)荷決定的,甲烷菌活性降低,直接反映了污泥負(fù)荷的下降。所以在發(fā)生“酸化”時(shí)應(yīng)及時(shí)控制進(jìn)水,情況嚴(yán)重時(shí)應(yīng)完全停止進(jìn)水。

 
 
 

2.投加堿度

厭氧反應(yīng)器“酸化”時(shí),可以向反應(yīng)器中投加堿度中和過高的VFA來維持pH值的穩(wěn)定,保證產(chǎn)甲烷菌的生存環(huán)境,防止嚴(yán)重“酸化”。NaHCO3、Na2CO3、NaOH、Ca(OH)2等都是常用來調(diào)節(jié)堿度的化學(xué)藥劑,雖然投加NaOH或者Ca(OH)2等強(qiáng)堿性物質(zhì)能夠快速提高反應(yīng)器內(nèi)的pH值,但是氫氧化物會(huì)消耗產(chǎn)甲烷過程中所需的CO2,破壞產(chǎn)甲烷的進(jìn)行,對(duì)產(chǎn)甲烷菌的恢復(fù)不利,因此不宜采用NaOH和Ca(OH)2。

 
 
 

3、清水沖

采用清水沖洗的方法因廠而異,如果直接使用生產(chǎn)用水必定造成浪費(fèi),所以廠區(qū)內(nèi)必須有大量的循環(huán)水。而且循環(huán)水的溫度必須較高,如果因沖洗導(dǎo)致反應(yīng)器溫度下降,同樣會(huì)降低產(chǎn)甲烷菌的活性,得不償失。

 
 
 

4、外循環(huán)(好氧出水回流)

好氧系統(tǒng)出水回流具有如下優(yōu)點(diǎn):①出水回流可以快速將反應(yīng)器中積累的揮發(fā)酸洗出,保證產(chǎn)甲烷菌的生存環(huán)境;②好氧出水COD較低,堿度較高,不會(huì)增加反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷;③好氧池中的溫度一般在25~30℃左右,比自來水溫度高得多,對(duì)反應(yīng)器的罐溫不會(huì)造成太大的影響;④一般好氧出水中DO較低,不會(huì)對(duì)反應(yīng)器中的厭氧微生物造成影響。

 
 
 

5、投加新鮮污泥

“酸化”情況嚴(yán)重時(shí),可以選擇投加新鮮污泥,這樣就可以補(bǔ)充反應(yīng)器內(nèi)的甲烷菌數(shù)量,彌補(bǔ)反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)甲烷菌活性降低的不足。條件允許時(shí),最好投加新鮮的顆粒污泥,這樣可以迅速恢復(fù)厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行,因?yàn)轭w粒污泥中產(chǎn)甲烷菌活性較其它污泥強(qiáng)得多。但是,市場上顆粒污泥的售價(jià)及運(yùn)費(fèi)都非常昂貴,在工程上很難讓人接受。

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