長春UASB厭氧反應(yīng)器

  水資短缺是面臨的一項(xiàng)難題，將廢水處理后回用可以效緩解水資的供需矛盾。在現(xiàn)的各類廢水處理技術(shù)中，好氧生物處理技術(shù)因其發(fā)展較為成熟而占據(jù)了很大的優(yōu)點(diǎn)，但其存在能耗高、污泥產(chǎn)量高以及資回收率等缺特點(diǎn)。而傳統(tǒng)厭氧處理需滿足下列條件：(1)生物反應(yīng)器必須被加熱到中溫(30～40 ℃)或高溫(50～60 ℃)的溫度；(2)需要較長的污泥齡(SRT)；(3)需要進(jìn)行后處理以確保排放。由于早期厭氧反應(yīng)器的處理?xiàng)l件較高，厭氧處理技術(shù)沒能較好地用于污水處理過程。隨著以UASB及EGSB為代表的二、三代厭氧反應(yīng)器在高濃度機(jī)廢水處理中的成功，厭氧生物處理及其耦合技術(shù)日益受到研究人員的重視。

    厭氧膜生物反應(yīng)器(anaerobic membrane bioreactors，AnMBR)作為厭氧處理技術(shù)和膜生物反應(yīng)器的耦合，它同時(shí)具備了二者的優(yōu)缺特點(diǎn)，盡管目前對(duì)AnMBR的研究大部分于實(shí)驗(yàn)室或小試規(guī)模，但其已成為研究的一個(gè)熱特點(diǎn)。科林華技術(shù)部從AnMBR技術(shù)組成、膜結(jié)構(gòu)形態(tài)、、膜污染原因、厭氧微生物生態(tài)學(xué)等方面了AnMBR技術(shù)的研究狀況，指出其面臨的難題及今后的發(fā)展方向，以期為后續(xù)研究以及實(shí)際提供理論參考。
運(yùn)行管理

1．厭氧生物處理設(shè)施運(yùn)行管理應(yīng)該注意的問題

(1) 當(dāng)被處理污水濃度較高（CODCr值大于5000mg/L）時(shí)，必須采取回流的運(yùn)行方式，回流比根據(jù)具體情況確定，效的回流，不僅可以降進(jìn)水濃度，還可以增大進(jìn)水量，處理設(shè)施內(nèi)的水流分布均勻，避免出現(xiàn)短流現(xiàn)象。回流還可以防止進(jìn)水濃度和厭氧反應(yīng)器內(nèi)pH值的劇烈波動(dòng)，使厭氧反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，也就是說可以減少厭氧反應(yīng)對(duì)堿度的需求量，降運(yùn)行。厭氧反應(yīng)是產(chǎn)能過程，出水溫于進(jìn)水．因此冬季氣溫時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)的溫度恒定，盡可能使厭氧微生在其適宜溫度下活動(dòng)。

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

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

(4)污泥負(fù)荷要適當(dāng)。為保持厭氧消化過程三個(gè)階段的平衡，使揮發(fā)性脂肪酸等中間產(chǎn)物的生成與消耗平衡，防止酸積累導(dǎo)致pH值下降，進(jìn)水機(jī)負(fù)荷不宜過高，一般不0.5kgCODcr/(kgMLSS·d)。可以通過提高反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度，在保持相對(duì)較的污泥負(fù)荷條件下，獲得較高的容積負(fù)荷。一般來說，厭氧消化裝置的容積負(fù)荷都在5kg CODcr/(m3·d)以上，甚至高達(dá)50kg CODcr/( m3·d)。

(5)當(dāng)被處理污水懸浮物濃度較大（一般指1000mg/L以上）時(shí)，就應(yīng)當(dāng)對(duì)污水進(jìn)行沉淀、過濾、或浮選等適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，以降進(jìn)水的懸浮物含量，防止填料層堵塞。一般AF的進(jìn)水懸浮物不過200mg/L，但如果懸浮物可以生物降解而且均勻分散在污水中，則懸浮物對(duì)AF幾乎不產(chǎn)生不利影響。

(6)要充分創(chuàng)造厭氧環(huán)境。氧是厭氧微生物正常活動(dòng)的前提，甲烷菌則必須在的厭氧環(huán)境下才能率發(fā)揮。在污水提升進(jìn)入?yún)捬跸b置、出水回流等環(huán)節(jié)都要盡可能避免與空氣的接觸，盡可能減少與空氣接觸的機(jī)會(huì)。如水流過程中盡量不要出現(xiàn)跌水、攪動(dòng)等現(xiàn)象，調(diào)節(jié)池、回流池等要加蓋封閉，污水提升不要使用氣提泵。厭氧反應(yīng)構(gòu)筑物經(jīng)過氣密試驗(yàn)，確保嚴(yán)密滲漏。

厭氧生物反應(yīng)器的

(1)氧化還原電位：利用測(cè)定氧化還原電位的方法判定厭氧反應(yīng)器內(nèi)的多個(gè)氧化還原組分系統(tǒng)是否平衡狀態(tài)，雖然這種方法可靠性較差，但由于氧化還原電位測(cè)定簡單，和其他監(jiān)測(cè)指標(biāo)結(jié)合起來，一定的指導(dǎo)意義。

(2)丙酸鹽和乙酸鹽濃度比：如果厭氧反應(yīng)器機(jī)負(fù)荷過正常范圍，在其他運(yùn)行參數(shù)發(fā)生變化之前，丙酸鹽和乙酸鹽濃度之比會(huì)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(yīng)器負(fù)荷引起運(yùn)行異常的靈敏而可靠的指標(biāo)。

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

(4)甲硫醇：甲硫醇?xì)馕丢?dú)，即使很，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(xiàn)或加大）往往表明進(jìn)水中氯代烴類毒物質(zhì)含量突然增加。

(5)一氧化碳CO: CO的產(chǎn)生與甲烷的產(chǎn)生密切相關(guān)，CO難溶于水，可以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)。氣相中CO的含量和液相中乙酸鹽的濃度良好的相關(guān)性，CO的含量變化與重金屬和由機(jī)毒性所引起的抑制也關(guān)系。

4．厭氧生物反應(yīng)器維持率的基本條件

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

(2)的常規(guī)營養(yǎng)：反應(yīng)器內(nèi)氮的濃度必須在40～70mg/L范圍內(nèi)才能滿足需要，而磷和硫化物維持較的濃度即可滿足需要。甲烷菌對(duì)硫化物和磷專性需要，必須在反應(yīng)器內(nèi)其含量，時(shí)需要向進(jìn)水中投加磷肥和硫酸鹽。

(3)必要的微量專性營養(yǎng)元素：對(duì)甲烷菌激活的專性營養(yǎng)元素鐵、鈷、鎳、鋅、錳、鉬、銅甚至硒、硼等很多種，缺少其中一種就可能嚴(yán)重影響整個(gè)生物處理過程。

(4)合適的溫度：厭氧反應(yīng)一般在30～37℃的中溫條件下運(yùn)行。

(5)對(duì)毒性適應(yīng)能力：必須完成厭氧微生物對(duì)毒物質(zhì)適應(yīng)性的馴化。

(6)的代謝時(shí)間：要同時(shí)厭氧生物處理的水力停留時(shí)間HRT和固體停留時(shí)間SRT。

(7)適量的碳：來自進(jìn)水中的機(jī)物要滿足異養(yǎng)型甲烷菌用于生物合成所需要的碳，同時(shí)反應(yīng)器內(nèi)的溶解性C02要滿足自養(yǎng)型甲烷菌所需要的碳。

(8)污染物向微生物的傳質(zhì)良好：厭氧生物反應(yīng)器內(nèi)的顆粒污泥在流化狀態(tài)下傳質(zhì)能力較好，但生物量過多積累或使用厭氧生物膜法時(shí)生物膜過厚都可能產(chǎn)生傳質(zhì)問題，要定期排出剩余生物污泥或提高回流比減少部分傳質(zhì)阻力。 

厭氧工藝處理設(shè)備主要是IC厭氧反應(yīng)器，其主要的控制參數(shù)以下內(nèi)容：

PH值：反應(yīng)器進(jìn)水PH值要求控制在6.5~8.0之間，過或過高的PH值都會(huì)對(duì)工藝造成巨大的影響，其影響主要體現(xiàn)在對(duì)厭氧菌（主要是產(chǎn)甲烷菌）的方面，括：①影響菌體及酶系統(tǒng)的生理功能和活性②影響環(huán)境的氧化還原電位③影響基質(zhì)的活性。產(chǎn)甲烷菌的這些性質(zhì)功能遭到破壞后，處理COD的活性就會(huì)大大的降。

溫度：反應(yīng)器進(jìn)水溫度要求控制在35.5~37.5之間，因?yàn)楫a(chǎn)甲烷菌大多數(shù)都屬于中溫菌，在這個(gè)范圍內(nèi)，其處理效率是很高的。溫于40℃時(shí)，處理效率會(huì)急劇下降；也不要于35℃，溫度過，處理效率也會(huì)下降很多。

預(yù)酸化度：廢水進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器之前要保持足夠的預(yù)酸化度，一般在30%~50%之間，在40%左右。預(yù)酸化的情況下，VFA高，進(jìn)水PH值會(huì)降，為調(diào)解PH值，會(huì)增高污水處理的運(yùn)行，同時(shí)還會(huì)影響污泥的顆粒化。

毒物質(zhì)：對(duì)厭氧顆粒污泥抑制性的毒物質(zhì)主要是H2S和亞硫酸鹽。H2S的允許濃度為小于150㎎/L，否則可能會(huì)使大部分產(chǎn)甲烷菌降50%的活性；亞硫酸鹽的允許濃度是小于150ppm，否則將會(huì)導(dǎo)致一半的產(chǎn)甲烷菌失去活性，所以一定要嚴(yán)格控制這兩樣毒物質(zhì)的含量，對(duì)其進(jìn)行定期的檢測(cè)。

容積負(fù)荷率：厭氧反應(yīng)器具很高的容積負(fù)荷率，操作手冊(cè)上為16~24㎏COD /m3/d,而一些學(xué)者認(rèn)為其容積負(fù)荷率還可以更高可達(dá)30~40㎏COD /m3/d,但是這個(gè)數(shù)值的短期內(nèi)變化幅度不要過大，就是說要讓厭氧菌一定的適應(yīng)時(shí)間，逐步增加或降負(fù)荷。如果條件可以，盡量使其負(fù)荷率在一個(gè)范圍之間，趨于穩(wěn)定的狀態(tài)。

上升流速：IC反應(yīng)器的上升流速一般在4~10m/h, 當(dāng)污水的進(jìn)水COD值濃度較時(shí)，需要提高流量來增加COD的負(fù)荷率，較高的上升流速會(huì)助于顆粒污泥與機(jī)物之間的傳質(zhì)過程，避免了混合不均勻?qū)υO(shè)備的影響。

長春UASB厭氧反應(yīng)器

 UASB反應(yīng)器對(duì)各類廢水很大的適應(yīng)性：

    UASB反應(yīng)器不僅可以出來高濃度機(jī)廢水，如酒精、糖蜜、檸檬酸等廢水，也可以出來中等濃度機(jī)廢水，如啤酒、屠宰、軟飲料等廢水，并且可以出來濃度機(jī)廢水，如生活污水、城市污水等。UASB反應(yīng)器可在高溫(55攝氏度)和中溫(35攝氏度左右)下運(yùn)行，并可在溫(20攝氏度左右)下。除了含毒害物質(zhì)的機(jī)廢水外，UASB反應(yīng)器幾乎可適應(yīng)不同行業(yè)排出的各類機(jī)廢水。

，產(chǎn)泥量少：

    由于UASB反應(yīng)器不需要供氧，不需要攪拌，不需要加溫，在實(shí)現(xiàn)能的同時(shí)，達(dá)到了能耗，并可提供大量的生物能沼氣，因此，UASB反應(yīng)器是一種產(chǎn)能型的廢水處理設(shè)備。由于SRT很長，不僅產(chǎn)生的污泥時(shí)穩(wěn)定的，而且產(chǎn)泥量很少，從而降了污泥處理。