莆田市UASB厭氧反應器

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 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。

折疊工藝操作條件

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)基本上能被甲烷菌利用，并轉化為沼氣，殘存機酸量僅為幾百毫克/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，是效發酵狀態。

Ⅲ、溫度控制--發酵要求較高的溫度，每去除8000mg/L的COD所產沼氣，能使水溫升高10℃，一般工藝設計中溫消化30~35℃。

Ⅳ、pH的控制--當液料pH<6.5或高于8.0，則要調整液料pH。

pH<6.8~7，應減少機負荷率，

pH<6.5，應停止加料，必要時加入石灰中和。

    在這個階段產生兩種重要的厭氧反應是否正常的底物就是揮發性脂肪酸（VFA）和氨氮。VFA過高會使廢水的PH下降，逐漸影響到產甲烷菌的正常進行，使產氣量減小，同時整個反應的自然堿度也會較少，系統平衡PH的能力減弱，整個反應會形成惡性循環，使得整個反應器失敗。氨氮它起到一個平衡的，一方面，它能夠中和一部分VFA，使廢水PH具更大的緩沖能力，同時又給生物體合成自生生長需要的營養物質，但過高的氨氮會給微生物帶來毒性，廢水中的氨氮主要是由于蛋白質的分解帶來的，的生活污水中含20-50mg/l左右的氨氮，這個范圍是厭氧微生物非常理想的范圍。

另外一個重要指標就是廢水中氫氣的濃度，以含碳17的脂肪酸降解為例：

CH3(CH2)15COO-+14H2O—> 7CH3COO-+CH3CH2COO-+7H++14H2

脂肪酸的降解都會產生大量的氫氣，如果要使上述反應得以正常進行，必須在下一反應中消耗掉足夠的氫氣，來維持這一反應的平衡。如果廢水的氫氣指標過高，表明廢水的產甲烷反應已經受到嚴重抑制，需要進行修復，一般來說氫氣濃度升高是伴隨PH指標降的，所以不難監測到廢水中氫氣的變化情況，但廢水本身一定的緩沖能力，所以完通過PH下降來判斷氫氣濃度的變化一定的滯后性，所以通過監測廢水中氫氣濃度的變化是對整個反應器反應狀態一個快捷的表現形式。

 基本出要求:

(1)為污泥絮凝提供利的物理、化學和力學條件，使厭氧污泥獲得并保持良好的沉淀性能;

(2)良好的污泥床常可形成一種相當穩定的生物相，保持定的微生態環境，能抵抗較強的擾動力，較大的絮體具良好的沉淀性能，從而提高設備內的污泥濃度;

(3)通過在污泥床設備內設置一個沉淀區，使污泥細顆粒在沉淀區的污泥層內進一步絮凝和沉淀，然后回流入污泥床內。

UASB內的流態和污泥分布

莆田市UASB厭氧反應器

UASB內的流態相當復雜，反應區內的流態與產氣量和反應區高度相關，一般來說，反應區下部污泥層內，由于產氣的結果，部分斷面通過的氣量較多，形成一股上升的氣流，帶動部分混合液(指污泥與水)作向上運動。與此同時，這股氣、水流周圍的介質則向下運動，造成逆向混合，這種流態造成水的短流。在遠離這股上升氣、水流的地方容易形成死角。在這些死角處也具一定的產氣量，形成污泥和水的緩慢而微弱的混合，所以說在污泥層內形成不同程度的混合區，這些混合區的大小與短流程度關。懸浮層內混合液，由于氣體幣的運動帶動液體以較高速度上升和下降，形成較強的混合。在產氣量較少的情況下，時污泥層與懸浮層明顯的界線，而在產氣量較多的情況下，這個界面不明顯。關試驗表明，在沉淀區內水流呈推流式，但沉淀區仍然還死區和混合區。

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