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  • UASB厭氧反應器
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    厭氧反應器的幾個技術問答!

    2020-05-18 10:08:54

    1、厭氧反應器內出現泡沫、化學沉淀等不良現象的原因是什么?

    厭氧反應器中有時會產生大量泡沫,泡沫呈半液半固狀,嚴重時可充滿氣相空間并帶入沼氣管道,導致沼氣系統的運行困難。

    產生泡沫的主要原因是厭氧系統運行不穩定,因為泡沫主要是由于CO2產量太大形成的,當反應器內溫度波動或負荷發生突變等情況發生時,均可導致系統運行的不穩定和CO2的產量增加,進而導致泡沫的產生。如果將運行不穩定因素及時排除,泡沫現象一般也會隨之消失。在厭氧污泥培養初期,由于CO2產量大而甲烷產量少,也會出現泡沫,隨著甲烷菌的培養成熟,CO2產量減少,泡沫一般也會逐漸消失。

    進水中含有蛋白質是產生泡沫的一個原因,而微生物本身新陳代謝過程中產生的一些中間產物也會降低水的表面張力而生成氣泡。厭氧生物處理過程中大量產氣會產生類似好氧處理的曝氣作用而形成氣泡問題,負荷突然升高所帶來的產氣量突然增加也可能出現泡沫問題。

    碳酸鈣(CaCO3)沉淀:處理廢水鈣含量高或利用石灰補充堿度,都會增加產生碳酸鈣沉淀的可能性。高濃度的碳酸氫鹽和磷酸鹽都有利于鈣的沉淀。

    鳥糞石(MgNH4PO4)沉淀:進水中含有較高濃度的溶解性正磷酸鹽、氨氮和 鎂離子時,就會生成鳥糞石沉淀。厭氧處理系統鳥糞石沉淀主要在管道彎頭、水泵入口和二沉池進出口等處出現。

    2、厭氧生物處理的三個階段是怎樣的?

    理論研究認為三個階段,即厭氧消化過程分為水解發酵階段、產乙酸產氫階段、產甲烷階段三部分。

    水解發酵階段和產乙酸產氫階段又可合稱為酸性發酵階段。在這個階段,污水中的復雜有機物,在酸性腐化菌或產酸菌的作用下,分解成簡單的有機物,如有機酸,醇類等,以及CO2、NH3和H2S等無機物。由于有機酸的積累,污水的pH值下降到6以下。此后,由于有機酸和含氮化合物的分解,產生碳酸鹽和氨等使酸性減退,pH值回升到6.6~6.8左右。

    ⑴ 水解酸化階段。污水中復雜的大分子、不溶性的有機物在細胞外酶的作用下水解為小分子、溶解性有機物,然后滲入細胞體內,水解產生揮發性有機酸、醇類及醛類等。

    ⑵ 產氫產乙酸階段。在產氫產酸菌的作用下,各種有機酸分解轉化為乙酸、氫和二氧化碳。

    ⑶ 產甲烷階段。產甲烷菌將乙酸、氫及二氧化碳轉化為甲烷。

    3、水解酸化法的優點是什么?

    ⑴ 池體不需要密閉,也不需要三相分離器,運行管理方便簡單。

    ⑵ 大分子有機物經水解酸化后,生成小分子有機物,可生化性較好,即水解酸化可以改變原污水的可生化性,從而減少反應時間和處理能耗。

    ⑶ 水解酸化屬于厭氧處理的前期,沒有達到厭氧發酵的階段,因而出水中也就沒有厭氧發酵所產生的難聞氣味,改善了污水處理廠的環境。

    ⑷ 水解酸化反應所需時間較短,因此所需構筑物體積很小,一般與沉淀池相當,可節約基建投資。

    ⑸ 時間酸化對固體有機物的降解效果較好,而且產生的剩余污泥很少,實現了污泥、污水一次處理,具有消化池的部分功能。

    4、厭氧生物處理的主要特點有哪些?

    ⑴ 能耗較低:因為厭氧生物處理不需要供氧,能源消耗約為好氧活性污泥法的1/10,還能產生具有較高熱值的甲烷氣(CH4)。每去除1gCODcr可以產生0.35標準升甲烷或0.7標準升沼氣。沼氣的熱值為22.7KJ/L,甲烷的熱值為39300KJ/m3,一般天然氣的熱值為34300KJ/m3 。

    ⑵ 污泥產量低:因為厭氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多,好氧生物處理系統每處理1kgCODcr產生的污泥量為0.25~0.6kg,而厭氧生物處理系統每處理1kgCODcr產生的污泥量只有0.02~0.18kg。

    ⑶可對好氧生物處理系統不能降解的一些大分子有機物進行徹底降解或部分降解。

    ⑷ 厭氧微生物對溫度、PH等環境因素的變化更為敏感,運行管理好厭氧生物處理系統的難度較大。

    ⑸ 水溫適應廣:好氧處理水溫在10~35℃之間,當高溫時就需采取降溫措施;而厭氧處理水溫適應廣泛,分低溫厭氧(10~30℃)、中溫厭氧(30~40℃)和高溫厭氧(50~60℃)。

    5、厭氧生物處理的影響因素有哪些?

    ⑴ 溫度。存在兩個不同的適宜溫度范圍(55℃左右,35℃左右)。通常所稱高溫厭氧消化和低溫厭氧消化即對應這兩個適宜溫度范圍。

    ⑵ pH值。厭氧消化適宜pH值范圍為6.8~7.2。

    厭氧反應器

    ⑶ 有機負荷。由于厭氧生物處理幾乎對污水中的所有有機物都有降解作用,因此討論厭氧生物處理時,一般都以CODcr來分析研究,而不象好氧生物處理那樣必須以BOD5為依據。厭氧處理的有機負荷通常以容積負荷和一定的CODcr去除率來表示。

    ⑷ 營養物質。厭氧法中碳氮磷的比值控制在CODcr:N:P=(200~300):5:1即可。甲烷菌對硫化氫的需要量為11.5mg/L。有時需補充某些必需的特殊營養元素,甲烷菌對硫化物和磷有專性需要,而鐵、鎳、鋅、鈷、鉬等對甲烷菌有激活作用。

    ⑸ 氧化還原電位。氧化還原電位可以表示水中的含氧濃度,非甲烷厭氧微生物可以在氧化還原電位小于+100mV的環境下生存,而適合產甲烷菌活動的氧化還原電位要低于-150mV,在培養甲烷菌的初期,氧化還原電位要不高于-330mV。

    ⑹ 堿度。廢水的碳酸氫鹽所形成的堿度對pH值的變化有緩沖作用,如果堿度不足,就需要投加碳酸氫鈉和石灰等堿劑來保證反應器內的堿度適中。

    ⑺ 有毒物質。

    ⑻ 水力停留時間。水力停留時間對于厭氧工藝的影響主要是通過上流速度來表現出來的。一方面,較高的水流速度可以提高污水系統內進水區的擾動性,從而增加生物污泥與進水有機物之間的接觸,提高有機物的去除率。另一方面,為了維持系統中能擁有足夠多的污泥,上流速度又不能超過一定限值。

    6、營養物質對厭氧生物處理的影響體現在哪些方面?

    厭氧微生物的生長繁殖需要攝取一定比例的CNP及其他微量元素,但由于厭氧微生物對碳素養分的利用率比好氧微生物低,一般認為,厭氧法中碳氮磷的比值控制在CODcr:N:P=(200~300):5:1即可。還要根據具體情況,補充某些必需的特殊營養元素,比如硫化物、鐵、鎳、鋅、鈷、鉬等。

    在厭氧處理時提供氮源,除了滿足合成菌體之外,還有利于提高反應器的緩沖能力。如果氮源不足,即碳氮比太高,不僅導致厭氧菌增殖緩慢,而且使消化液的緩沖能力降低,引起pH值下降。相反,如果氮源過剩,碳氮比太低、氮不能被充分利用,將導致系統中氮的積累,引起pH值上升;如果pH值上升到8以上,就會抑制產甲烷菌的生長繁殖,使消化效率降低。一般說來,氮的濃度必須保持在40~70mg/L的范圍內才能維持甲烷菌的活性。

    7、pH值對厭氧處理的影響體現在哪些方面?

    厭氧微生物對其活動范圍內的pH值有一定的要求,產酸菌對pH值的適應范圍較廣,一般在4.5~8.0之間都能維持較高的活性。而甲烷菌對pH值較為敏感,適應范圍較窄,在6.6~7.4之間較為適宜,佳pH值為7.0~7.2。因此,在厭氧處理過程中,尤其是產酸和產甲烷在一個構筑物內進行時,通常要保持反應器內的pH值在6.5~7.2之間,好保持在6.8~7.2的范圍內。

    厭氧處理要求的佳pH值指的是反應器內混合液的pH值,而不是進水的pH值,因為生物化學過程和稀釋作用可以迅速改變進水的pH值。反應器出水的pH值一般等于或接近反應器內部的pH值。

    含有大量溶解性碳水化合物的廢水進入厭氧反應器后,會因產生乙酸而引起pH值的迅速降低,而經過酸化的廢水進入反應器后,pH值將會上升。含有大量蛋白質或氨基酸的廢水,由于氨的形成,pH可能會略有上升。因此,對不同特性的廢水,可控制不同的pH值,可能低于或高于反應器所要求的pH值。

    8、維持厭氧反應器內有足夠堿度的措施有哪些?

    ⑴ 投加堿源:增大系統緩沖能力的堿源可以使用碳酸氫鈉和石灰等。

    ⑵ 提高回流比:正常厭氧消化處理設施的出水中含有一定的堿度,將出水回流可以有效補充反應器內的堿度。

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