天津市UASB厭氧反應器 

運行管理

1．厭氧生物處理設施運行管理應該注意的問題

(1) 當被處理污水濃度較高（CODCr值大于5000mg/L）時，必須采取回流的運行方式，回流比根據具體情況確定，效的回流，不可以降低進水濃度，還可以增大進水量，處理設施內的水流分布均勻，避免出現短流現象。回流還可以防止進水濃度和厭氧反應器內pH值的劇烈波動，使厭氧反應平穩進行，也就是說可以減少厭氧反應對堿度的需求量，降低運行。厭氧反應是產能過程，出水溫于進水．因此冬季氣溫低時，反應器內的溫度恒定，盡可能使厭氧微生在其適宜溫度下活動。

(2)-般的工業廢水溫度難以達到35℃，需要加熱（尤其在冬季）。因此，為節約加溫所需能量，一方面要注意保溫（包括采取加大回流量等措施），盡可能防止反應器熱量散失，另一方而要充分發揮反應器內污泥濃度較大的特點，盡可能提高反應器內污泥濃度，減弱溫度對厭氧反應的影響。

(3)沼氣要及時效地排出。厭氧消化過程必定伴隨著沼氣的產生，沼氣對污泥可以起到攪拌和，促進污水與污泥的混合接觸，這是其利的一面。同時，沼氣的存在也會起到類似浮渣的，沼氣向上溢出時將部分污泥帶到液面．導致浮渣的產生和出水中懸浮物含量增加及水質變差。因此，要設置氣體擋板和集氣罩，將沼氣從厭氧消化裝置內引出，在出水堰附近留足夠的沉淀區，以出水水質。

  沼氣要及時效地排出。厭氧消化過程必定伴隨著沼氣的產生，沼氣對污泥可以起到攪拌和，促進污水與污泥的混合接觸，這是其利的一面。同時，沼氣的存在也會起到類似浮渣的，沼氣向上溢出時將部分污泥帶到液面．導致浮渣的產生和出水中懸浮物含量增加及水質變差。因此，要設置氣體擋板和集氣罩，將沼氣從厭氧消化裝置內引出，在出水堰附近留足夠的沉淀區，以出水水質。

-般的工業廢水溫度難以達到35℃，需要加熱（尤其在冬季）。因此，為節約加溫所需能量，一方面要注意保溫（包括采取加大回流量等措施），盡可能防止反應器熱量散失，另一方而要充分發揮反應器內污泥濃度較大的特點，盡可能提高反應器內污泥濃度，減弱溫度對厭氧反應的影響。
    污泥負荷要適當。為保持厭氧消化過程三個階段的平衡，使揮發性脂肪酸等中間產物的生成與消耗平衡，防止酸積累導致pH值下降，進水機負荷不宜過高，一般不0.5kgCODcr/(kgMLSS•d)。可以通過提高反應器內污泥濃度，在保持相對較低的污泥負荷條件下，獲得較高的容積負荷。一般來說，厭氧消化裝置的容積負荷都在5kg CODcr/(m3•d)以上，甚高達50kg CODcr/( m3•d)。
天津市UASB厭氧反應器 

(1)氧化還原電位：利用測定氧化還原電位的方法判定厭氧反應器內的多個氧化還原組分系統是否平衡狀態，雖然這種方法可靠性較差，但由于氧化還原電位測定簡單，和其他監測指結合起來，一定的指導意義。

(2)丙酸鹽和乙酸鹽濃度比：如果厭氧反應器機負荷過正常范圍，在其他運行參數發生變化之前，丙酸鹽和乙酸鹽濃度之比會立即升高。因此可以將丙酸鹽和乙酸鹽濃度之比作為厭氧反應器負荷引起運行異常的靈敏而可靠的警示指。

(3)揮發性酸VFA:揮發性酸的異常升高是厭氧反應器中產甲烷菌代謝受到抑制的較效指。

(4)甲硫醇：甲硫醇氣味，即使含很低，人們也能憑嗅覺感覺出來。甲硫醇含量突然增加（氣味突然出現或加大）往往表明進水中氯代烴類毒物質含量突然增加。

(5)一氧化碳CO: CO的產生與甲烷的產生密切相關，CO難溶于水，可以實現在線監測。氣相中CO的含量和液相中乙酸鹽的濃度良好的相關性，CO的含量變化與重金屬和由機毒性所引起的抑制也關系。

4．厭氧生物反應器維持率的基本條件

(1)適宜的pH值：為使厭氧順利進行，反應器中的pH值必須在6.5～8.2之間。

(2)充足的常規營養：反應器內氮的濃度必須在40～70mg/L范圍內才能滿足需要，而磷和硫化物維持較低的濃度即可滿足需要。甲烷菌對硫化物和磷專性需要，必須在反應器內其含量，時需要向進水中投加磷肥和硫酸鹽。

厭氧消化的發酵條件控制

營養與環境條件

厭氧要求機物濃度較高，一般大于1000mg/L以上。所以厭氧適于處理高濃度機廢水和污泥處理。和好氧生物處理一樣，厭氧處理也要求供給面的營養，但好氧細菌增殖快，機物50~60%用于細菌增殖，故對N、P要求高;而厭氧增殖慢，BOD5~10%用于合成菌體，對N、P要求低。

COD∶N∶P=200∶5∶1或C∶N=12~16

(好氧COD∶N∶P=100∶5∶1)

厭氧過程對環境條件要求比較嚴格:

Ⅰ、氧化還原電位(φE)與溫度

氧的溶入和氧化態、氧化劑的存在:Fe3+、Cr2O72-、NO3-、SO42-、PO43-、H+會使體系中電位升高，對厭氧消化不利。

高溫消化--500~600mv，50~55℃

中溫消化--300~380mv，30~38℃

產酸菌對氧還-還電位要求不甚嚴格+100~-100mv

產甲烷菌對氧還-還電位要求嚴格<-350mv

Ⅱ、pH及堿度

pH主要取決于三個生化階段的平衡狀態，原液本身的pH和發酵系統中產生的CO2分壓(20.3~40.5kpa)，正常發酵pH=7.2~7.4，機負荷太大，水解和酸化過程的生化速率大大過產氣速率。將導致水解產物機酸的積累使pH下降，抑制甲烷菌的機能，使氣化速率銳減，所以原液pH=6~8，發酵過程機酸濃度不過3000mg/L為佳(以乙酸計)。

HCO3-及NH3是形成厭氧處理系統堿度的主要原因，高的堿度具較強的緩沖能力，一般要求堿度2000mg/L以上，NH3濃度50~200mg/L為佳。

Ⅲ、毒物--凡對厭氧處理過程起抑制和毒害的物質都可稱為毒物，機酸濃度不應使消化液pH<6.8;不應高于1500mg/L，其它陰離子濃度參見 P148表9-2。

工藝操作條件

Ⅰ、生物量--大小以污泥濃度表示，一般介于10~30gvss/L之間，為防止反應器中污泥流失，可采用裝入填料介質使細菌附著掛膜，調節水流速度或污泥回流量。

Ⅱ、負荷率--表示消化裝置處理能力的一個參數，負荷率三種表示方法:

①容積負荷率--反應器單位效容積在單位時間內接納的機物量kg/m3•d。

②污泥負荷率--反應器內單位重的污泥在單位時間內接納的機物量kg/kg•d。

③投配率--每天向單位效容積投加的材料的體積m3/m3•d。

投配率的倒數為平均停留時間或消化時間，單位為d(天)，投配率池可用百分率表示。

負荷率的影響:

①當機物負荷率很高時，營養充分，代謝產物機酸產量很大，過甲烷菌的吸收利用能力，機酸積累pH下降，是低效不穩定狀態。

②負荷率適中，產酸細菌代謝產物中的機物(機酸)基本上能被甲烷菌及時利用，并轉化為沼氣，殘存機酸量為幾百毫克/升。pH=7~7.5，呈弱堿性，是穩定發酵狀態。

③當機負荷率小，供給養料不足，產酸量偏少，pH>7.5是堿性發酵狀態，是低效發酵狀態。

UASB厭氧反應器的原理：

升流式厭氧污泥床(UASB)反應器是由Lettinga在七十年發的。廢水被盡可能均勻的引入到UASB厭氧反應器的底部，污水向上通過包含顆粒 污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應發生在廢水與污泥顆粒的接觸過程，反應產生的沼氣引起了內部的循環。附著和沒附著在污泥上的沼 氣向反應器部上升，碰擊到三相分離器氣體**板，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，氣體被收集 到反應器部的三相分離器的集氣室。一些污泥顆粒會經過分離器縫隙進入沉淀區。

UASB厭氧反應器包括以下幾個部分：進水和配水系統、 反應器的池體和三相分離器； 在UASB厭氧反應器中重要的設備是三相分離器，這一設備安裝在反應器的部并將反應器分為下部的反應區和上部的沉淀區。

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