堿度(ALK)

厭氧處理系統(tǒng)中，較強(qiáng)的酸堿緩沖體系能夠降低系統(tǒng)pH的變化幅度，而與酸堿平衡關(guān)的共軛酸堿對(duì)包括：H2CO3/HCO3-、HCO3-/CO32-、NH4+/NH3、H2S/HS-、HS-/S2-和HAc /Ac -等。當(dāng)廢水中的pH發(fā)生變化時(shí)，這些酸堿對(duì)的濃度也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。理論上，總堿度將包括水中的[HS-]、[CO32-]、[NH3]、[HCO3-]、[Ac-]、[OH-]和[S2-]等，常稱之為“揮發(fā)性酸堿度”，也稱“VFA”，因?yàn)橐话銋捬躞w系的pH值為6.0~8.0，上述致堿物質(zhì)中的[OH-]和[S2-]的濃度會(huì)相對(duì)較小，可以忽略不計(jì)。

廢水中足夠的堿度時(shí)，能夠通過(guò)控制反應(yīng)器的pH來(lái)監(jiān)控VFA的積累，只在厭氧體系中足夠的碳酸氫鹽堿度才能穩(wěn)定的pH值環(huán)境。PAQUES認(rèn)為：水解酸化池的出水堿度必須保持至少在600~900mg/L(該數(shù)值為低限，在高濃度廢水中，堿度要高出此許多)，這樣可防止當(dāng)揮發(fā)性脂肪酸積累的情況下反應(yīng)器的pH值驟然下降。

 酸化度(VFA/COD)

在厭氧工藝的研究中，將酸化度(VFA/COD)作為廢水酸化程度的指標(biāo)，但查閱相應(yīng)的厭氧處理技術(shù)資料后發(fā)現(xiàn)，明確提出將酸化度(VFA/COD)作為厭氧反應(yīng)器進(jìn)水的一項(xiàng)重要水質(zhì)指標(biāo)的并不多。穆軍等將揮發(fā)酸產(chǎn)率(VFA/COD)作為廢水處理中的一個(gè)重要性質(zhì)，研究了蔗糖-蛋白胨人工配水的酸化過(guò)程，在此基礎(chǔ)上提出和定義了廢水可酸化性和酸化度的概念，并構(gòu)建了廢水厭氧酸化過(guò)程的評(píng)判規(guī)準(zhǔn)。

部分學(xué)者認(rèn)為機(jī)廢水完預(yù)酸化對(duì)厭氧反應(yīng)是害的，因?yàn)轭A(yù)酸化出水中含細(xì)小的發(fā)酵產(chǎn)酸菌污泥，這些污泥會(huì)置換出反應(yīng)器中的部分產(chǎn)甲烷菌，使產(chǎn)甲烷菌過(guò)多流失，使污泥增長(zhǎng)速度變慢，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)器“酸化”。所以，建議在厭氧處理前采用輕微的預(yù)酸化，酸化率為20~40%，時(shí)甚至更低就可以達(dá)到要求。

厭氧反應(yīng)器進(jìn)水COD達(dá)到至少30%的預(yù)酸化度是必要的，這能夠使反應(yīng)器內(nèi)部的酸化菌和產(chǎn)甲烷菌達(dá)到良好的混合比率。而預(yù)酸化程度過(guò)低(<30%)或過(guò)高(>50%)都會(huì)改變這些細(xì)菌的種群比例，從而影響顆粒污泥的結(jié)構(gòu)。一般情況下，可以通過(guò)延長(zhǎng)預(yù)處理系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)池或預(yù)酸化池的水力停留停留時(shí)間或添加堿性藥劑提高pH值以達(dá)到較高的預(yù)酸化度。酸化”現(xiàn)象

一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于以產(chǎn)甲烷為主要的厭氧過(guò)程要求pH值在6.5~8.0之間，廢水堿度偏低或負(fù)荷過(guò)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(guò)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)至原狀態(tài)。

厭氧消化失去平衡時(shí)會(huì)顯示出如下“癥狀”：①沼產(chǎn)量下降;②沼中甲烷含量降低;③消化液VFA增高;④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(méi)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[68]。

“酸化”恢復(fù)措施

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)完停止進(jìn)水。

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(guò)高的VFA來(lái)維持pH值的穩(wěn)定，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(lái)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(guò)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。褚華寧等[70]在實(shí)驗(yàn)中投加NaHCO3處理“酸化”現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)9天的恢復(fù)期，厭氧系統(tǒng)pH值升高為6.5，可見(jiàn)NaHCO3是相對(duì)理想的，。

NaHCO3飽和溶液的pH值僅為8.2，在不考慮NaHCO3隨出水流失以及與VFA反應(yīng)的消耗量，將容積為800m3反應(yīng)器的pH值從6.0提升到7.0需固體NaHCO3質(zhì)量為12t，況且將反應(yīng)器中pH值和VFA都恢復(fù)正常并不是一兩天的事，需要一定的恢復(fù)期，所以可能需要投加NaHCO3。顯然，這是一個(gè)相當(dāng)沉重的負(fù)擔(dān)，雖然試驗(yàn)中較好的效果，但在工程實(shí)際中，不宜采用NaHCO3。

投加新鮮污泥

“酸化”情況嚴(yán)重時(shí)，可以投加新鮮污泥，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)，投加新鮮的顆粒污泥，這樣可以迅速恢復(fù)IC反應(yīng)器的，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(chǎng)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。