一(yi)、目的(de)：本手冊(ce)用于厭氧生物降解工藝單元的(de)運行管(guan)理。

二(er)、內(nei)容(rong)及對(dui)象：手冊包(bao)括有以下7個內(nei)容(rong)，即：

（1）厭氧生(sheng)物(wu)反應概述(shu)；

（2）厭氧技術優勢和不足；

（3）反應機理(li)；

（4）厭氧反應器類型；

（5）厭(yan)氧反應(ying)器工藝(yi)控制條件；

（6）啟動方(fang)式；

（7）運(yun)行管理(li)問題及(ji)解決措(cuo)施；

手冊適用于厭(yan)氧(yang)反應器操(cao)作人(ren)(ren)(ren)員、污水站(zhan)技工(gong)、化驗人(ren)(ren)(ren)員和管理人(ren)(ren)(ren)員，亦(yi)可供(gong)相關人(ren)(ren)(ren)員參(can)考。

三、厭氧反應概(gai)述：

利用微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)生(sheng)(sheng)命(ming)過(guo)程(cheng)中的代謝活動，將有(you)機物(wu)分解為(wei)簡單無(wu)機物(wu)，從而去除水(shui)中有(you)機物(wu)污染的過(guo)程(cheng)，稱為(wei)廢水(shui)的生(sheng)(sheng)物(wu)處理。根據代謝過(guo)程(cheng)對氧(yang)(yang)的需求，微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)又分為(wei)好氧(yang)(yang)、厭氧(yang)(yang)和(he)介(jie)于兩者間的兼性微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)。厭氧(yang)(yang)生(sheng)(sheng)物(wu)處理就是利用厭氧(yang)(yang)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)的代謝過(guo)程(cheng)，在無(wu)需提供氧(yang)(yang)的情況下，把有(you)機物(wu)轉(zhuan)化為(wei)無(wu)機物(wu)和(he)少量(liang)的細胞(bao)物(wu)質，這些無(wu)機物(wu)包(bao)括大量(liang)的生(sheng)(sheng)物(wu)氣（即沼氣）和(he)水(shui)。

厭氧是一種(zhong)低成本廢(fei)水處理技術，把廢(fei)水治理和能(neng)源相(xiang)結合(he)，特別適合(he)發展中(zhong)國家使用。

四、厭氣(qi)處理技術(shu)的優勢(shi)和不(bu)足：

優勢：

（1）可(ke)作為環(huan)境(jing)保(bao)護、能源回收(shou)和(he)生態(tai)良性循環(huan)結合系統的(de)技術(shu)，具有良好的(de)社會(hui)、經濟、環(huan)境(jing)效益。

 （2）耗(hao)能少,運行費低,對中等以(yi)上(1500mg/L)濃度(du)廢(fei)水費用(yong)僅為好氧工(gong)藝(yi)1/3。

（3）回(hui)收能源,理論(lun)上(shang)講1kgCOD可產(chan)生純甲(jia)烷(wan)0.35m3,燃值(3.93×10-1J/m3)，高于(yu)天然氣(3.93×10-1J/m3)。以(yi)日(ri)排10t COD工廠為(wei)例,按COD去除80%,甲(jia)烷(wan)為(wei)理論(lun)值80%計算(suan)，日(ri)產(chan)沼氣2240m3,相(xiang)當于(yu)2500m3天然氣或3.85t煤,可發電5400Kwh。

（4）設(she)備負荷(he)高、占地少。

（5）剩余污泥少,僅相當于好氧(yang)工藝1/6～1/10。

（6）對(dui)N、P等營(ying)養(yang)物需求低(di)，好(hao)氧工(gong)藝(yi)要求C：N:P=100:5:1,厭氧工(gong)藝(yi)為(wei)C:N:P=(350-500):5:1。

（7）可直(zhi)接(jie)處理高濃(nong)有(you)機(ji)廢水,不需稀釋。

（8）厭氧菌可(ke)在中止供水(shui)和營養(yang)條件下，保留生物活性(xing)和沉(chen)泥性(xing)一年(nian),適合間斷和季節性(xing)運行(xing)。

（9）系(xi)統靈(ling)活,設備簡單(dan),易于制作管理，規模可(ke)大可(ke)小。

厭氧不足:

（1）出水污染濃度高于(yu)好(hao)氧，一般不能達標；

（2）對有毒性物質敏(min)感；

（3）初(chu)次(ci)啟動緩慢，最少(shao)需(xu)8-12周(zhou)以(yi)上(shang)方(fang)能轉(zhuan)入正常水平(ping)。

五、反應機理：

厭氧反應過程是對復雜(za)物質(zhi)（指高分(fen)子有機物以懸浮物和膠體形式(shi)存在于水中）生物降解的復雜(za)的生態(tai)系統。其反應過程可分(fen)為(wei)四個階段(duan)：

（1）水解階段(duan)——被(bei)細菌胞外酶(mei)分解成小分子。例如：纖(xian)維素被(bei)纖(xian)維酶(mei)水解為(wei)纖(xian)維二糖(tang)(tang)和葡萄糖(tang)(tang)，淀粉被(bei)淀粉酶(mei)分解為(wei)麥牙(ya)糖(tang)(tang)和葡萄糖(tang)(tang)，蛋(dan)白(bai)質被(bei)蛋(dan)白(bai)酶(mei)水解為(wei)短(duan)肽和氨基酸(suan)等，這些(xie)小分子的水解產物能被(bei)溶解于水，并透過細胞為(wei)細胞所利用。

（2）發酵階(jie)段——小分(fen)子的化合物(wu)在(zai)發酵菌（即酸化菌）的細胞內轉化為更為簡(jian)單的化合物(wu)，并(bing)分(fen)泌到細胞外(wai)。這(zhe)一階(jie)段主要產物(wu)為揮發性脂肪酸（VFA）醇類、乳酸、CO2、氫(qing)、氨、硫(liu)化氫(qing)等。

（3）產酸階段——上(shang)一階段產物(wu)被進一步轉化為乙酸、氫(qing)、碳酸以(yi)及新(xin)的(de)細(xi)胞物(wu)質。

（4）產甲烷階段——在這一階段乙酸、氫、碳酸、甲酸和甲醇等被轉(zhuan)化為甲烷、二氧化碳和新細胞物質(zhi)。原(yuan)a、 水解(jie)階段——含(han)有蛋白(bai)質(zhi)水解(jie)、碳水化合物水解(jie)和脂類水解(jie)。

a、發酵酸化階段(duan)——包括氨(an)基(ji)酸和(he)糖類(lei)的厭氧氧化，以及較高級脂肪酸與醇類(lei)的厭氧氧化。

b、產乙酸(suan)階段——含有從(cong)中(zhong)間產物中(zhong)形(xing)成乙酸(suan)和(he)氧(yang)氣，以(yi)及(ji)氫氣和(he)二(er)氧(yang)化碳形(xing)成乙酸(suan)。

c、產甲烷階段——包括從乙(yi)酸形(xing)成甲烷，以(yi)及從氧(yang)、二氧(yang)化碳形(xing)成甲烷。廢水中有硫(liu)酸鹽(yan)時，還會有硫(liu)酸鹽(yan)還原過程(cheng)，如虛(xu)線(xian)所示(shi)。

六、厭氧反應(ying)器(qi)類型：

（1）普通厭(yan)氧反(fan)應池(chi)

（2）厭氧接觸工藝

（3）升流厭氧污泥庫(UASB)反應器

（4）內循環(huan)厭氧反應(ying)器（IC）

（5）厭(yan)氧顆(ke)粒污泥膨脹庫(EGSR)

（6）厭氧濾料(AF)

（7）厭氧流(liu)化庫反應器

（8）厭氧折流(liu)反應器(ABR)

（9）厭氧生物轉盤

（10）厭氧(yang)混臺反應器等.

七、厭氧(yang)反應(ying)的工(gong)藝控制(zhi)條件：

（1）溫(wen)(wen)(wen)度(du)：按三(san)種(zhong)不同(tong)嗜(shi)(shi)(shi)溫(wen)(wen)(wen)厭(yan)氧(yang)菌（嗜(shi)(shi)(shi)溫(wen)(wen)(wen)5-20℃ 嗜(shi)(shi)(shi)溫(wen)(wen)(wen)20-42℃ 嗜(shi)(shi)(shi)溫(wen)(wen)(wen)42-75℃）工(gong)程上分為低溫(wen)(wen)(wen)厭(yan)氧(yang)(15-20℃)、中溫(wen)(wen)(wen)厭(yan)氧(yang)（30-35℃）、高溫(wen)(wen)(wen)厭(yan)氧(yang)（50-55℃）三(san)種(zhong)。溫(wen)(wen)(wen)度(du)對(dui)厭(yan)氧(yang)反(fan)應(ying)尤為重要，當溫(wen)(wen)(wen)度(du)低于最(zui)優下限溫(wen)(wen)(wen)度(du)時，每下降(jiang)(jiang)1℃，效率下降(jiang)(jiang)11%。在上述范圍，溫(wen)(wen)(wen)度(du)在1-3℃的微小波(bo)動，對(dui)厭(yan)氧(yang)反(fan)應(ying)影響不明顯，但(dan)溫(wen)(wen)(wen)度(du)變(bian)化過(guo)大（急速變(bian)化），則會使污泥活力下降(jiang)(jiang)，度(du)產生酸積累等問題。

（2）PH：厭(yan)氧水解(jie)酸化工藝，對PH要(yao)求(qiu)范(fan)圍(wei)(wei)較松，即產(chan)酸菌的PH應控制4-7℃范(fan)圍(wei)(wei)內；完(wan)全厭(yan)氧反應則(ze)應嚴格(ge)控制PH，即產(chan)甲烷反應控制范(fan)圍(wei)(wei)6.5-8.0,最(zui)佳范(fan)圍(wei)(wei)為6.8-7.2,PH低于6.3或(huo)高于7.8,甲烷化速降(jiang)低。

（3）氧(yang)(yang)(yang)化還(huan)(huan)原(yuan)電位(wei)：水解階段氧(yang)(yang)(yang)化還(huan)(huan)原(yuan)電位(wei)為(wei)-100～+100mv，產甲烷階段的最優(you)氧(yang)(yang)(yang)化還(huan)(huan)原(yuan)電位(wei)為(wei)-150～-400mv。因此,應(ying)控(kong)制進水帶入的氧(yang)(yang)(yang)的含量，不(bu)能(neng)因以對厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)反應(ying)器造成不(bu)利影響(xiang)。

（4）營養(yang)物(wu)：厭氧反應池(chi)營養(yang)物(wu)比例為C:N:P=(350-500):5:1。

（5）有毒有害物(wu)：

抑制(zhi)和影響厭氧(yang)反(fan)應的有害(hai)物有三(san)種：

（1）無機物(wu)(wu)：有氨(an)、無機硫化物(wu)(wu)、鹽類、重金屬等，特別硫酸鹽和(he)硫化物(wu)(wu)抑制作用最為嚴重；

（2）有機化合(he)物：非(fei)極性(xing)有機化合(he)物，含揮發性(xing)脂肪酸(suan)(VFA)、非(fei)極性(xing)酚化合(he)物、單寧類(lei)化合(he)物、芬香(xiang)族(zu)氨基酸(suan)、焦(jiao)糖(tang)化合(he)物等(deng)五類(lei)。

（3）生(sheng)物異型化合物,含氯化烴、甲醛、氰化物、洗滌劑、抗(kang)菌素等。

工藝技術參數：

（1）水力停留(liu)時間:HRT

（2）有機負荷

（3）污(wu)泥負荷

八(ba)、厭(yan)氧反應器啟動(dong)：

（1）接(jie)種污泥：

有顆粒(li)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)時，接種污(wu)(wu)泥(ni)(ni)數量(liang)大小10-15%，當沒有現(xian)成的(de)(de)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)時，應(ying)用最多的(de)(de)是污(wu)(wu)水(shui)處理廠(chang)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)池(chi)(chi)的(de)(de)消化(hua)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)。稠的(de)(de)消化(hua)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)有利于顆粒(li)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)形(xing)成。沒有消化(hua)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)和(he)顆粒(li)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)時，化(hua)糞池(chi)(chi)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)、新(xin)鮮牛糞、豬糞及其(qi)它家畜糞便都可(ke)利用作菌種，也可(ke)用腐敗污(wu)(wu)泥(ni)(ni)和(he)魚塘底泥(ni)(ni)作接種污(wu)(wu)泥(ni)(ni)，但啟動周期較長。

沒有顆粒污泥(ni)(ni)時，污泥(ni)(ni)接種濃度至少不(bu)(bu)低10Kg·VSS/m3反(fan)應(ying)(ying)器容積，但接種污泥(ni)(ni)填(tian)充量不(bu)(bu)大于反(fan)應(ying)(ying)器容積60%。污泥(ni)(ni)接種中應(ying)(ying)防止無機污泥(ni)(ni)、砂以及不(bu)(bu)可消化的其它物進入厭氧反(fan)應(ying)(ying)器內。

當一個厭(yan)氧反應(ying)器需(xu)要(yao)(yao)進行生物(wu)(wu)啟動時，如果需(xu)要(yao)(yao)處理的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)負荷(he)(he)小于該反應(ying)器最大的(de)(de)(de)(de)(de)處理負荷(he)(he)時，可以(yi)按(an)照需(xu)處理的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)物(wu)(wu)總(zong)量核算出相應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)厭(yan)氧污(wu)泥(ni)接種量，而沒有(you)必(bi)要(yao)(yao)滿量接種，從(cong)而降低厭(yan)氧污(wu)泥(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)采購成本。

那么(me)到(dao)底該接種多少厭氧污泥呢？這需要了解(jie)污泥負(fu)荷這個基本概念：污泥負(fu)荷是指每天施加給單位(wei)質量(liang)有(you)(you)效厭氧污泥的(de)(de)有(you)(you)機物的(de)(de)量(liang)，以SCOD的(de)(de)公斤(jin)數衡量(liang)，計算公式為(wei)：

污泥(ni)負荷（kgSCOD/kgVS.d）=Q（m³/d）*SCOD(mg/L)/VS(kg)

其中：

Q-厭氧反應器每日(ri)的處理(li)量(liang)

SCOD-為廢水(shui)的溶解性cod濃度(du)

VS-為厭氧反應器中厭氧污泥的揮發性固體總(zong)量(liang)

（2）接種(zhong)污泥啟(qi)動：啟(qi)動分以(yi)下三個階段進行：

1、起(qi)始(shi)階段——反應池負荷(he)從(cong)0.5-1.0kgCOD/m3d或污泥負荷(he)0.05-0.1kgCOD/kgVSS·d開始(shi)。進(jin)入厭氧(yang)池消(xiao)化(hua)降解(jie)廢水的混合(he)液濃度不(bu)大于COD5000mg/L，并按要求控制(zhi)進(jin)水，最低的COD負荷(he)為(wei)1000mg/L。進(jin)液濃度不(bu)符合(he)應進(jin)行(xing)稀釋。

進(jin)液時(shi)(shi)(shi)(shi)不要刻意嚴格控制所(suo)有工藝參數，但(dan)應(ying)特(te)別注(zhu)意乙酸濃度(du)，應(ying)保持在1000mg/L以下。進(jin)液采(cai)用(yong)間(jian)斷沖擊形式，即每(mei)3～4小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)一次(ci)，每(mei)次(ci)5-10min，之后(hou)逐(zhu)步減斷間(jian)隔時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)至1小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)，每(mei)次(ci)進(jin)液時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)逐(zhu)步增長20～30min。起始階(jie)段，進(jin)水間(jian)隔時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)過長時(shi)(shi)(shi)(shi)，則應(ying)每(mei)隔1小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)開動泵對污(wu)泥(ni)攪拌一次(ci)，每(mei)次(ci)3～5min。

2、啟動第二(er)階段(duan)——當反(fan)應器容積負(fu)荷(he)上升到(dao)2-5kgCOD/m3d時(shi)，這一階段(duan)洗(xi)出(chu)污(wu)泥(ni)量(liang)增(zeng)大，顆粒污(wu)泥(ni)開始(shi)產(chan)生(sheng)。一般講，從(cong)第一段(duan)到(dao)第二(er)段(duan)要(yao)40d時(shi)間(jian)，此時(shi)容積負(fu)荷(he)大約為設計負(fu)荷(he)的(de)50%。

3、啟動(dong)的第三階段(duan)(duan)——從容積(ji)負荷50%上升到(dao)100%，采用(yong)逐步增加進(jin)料(liao)(liao)數(shu)量和縮短進(jin)料(liao)(liao)間斷時(shi)間來(lai)實現。衡(heng)量能否(fou)獲進(jin)料(liao)(liao)量和縮短進(jin)料(liao)(liao)時(shi)間的化(hua)驗(yan)指標定控制發揮性脂肪酸(suan)(suan)VFA不(bu)大于500mg/L，當(dang)VFA超(chao)過500-1000mg/L，厭氧反應器呈(cheng)現酸(suan)(suan)化(hua)狀態，超(chao)過1000mg/L則表(biao)明已經酸(suan)(suan)化(hua)，需(xu)立即采取措(cuo)施停止進(jin)料(liao)(liao)，進(jin)行菌種馴化(hua)。一(yi)般(ban)來(lai)講第二段(duan)(duan)到(dao)第三段(duan)(duan)也需(xu)30-40d時(shi)間。

（3）啟動的要點(dian)

1、啟動(dong)一(yi)(yi)定要逐步進行(xing)，留有充裕的時(shi)(shi)間(jian)，并不(bu)(bu)能期望很(hen)短時(shi)(shi)間(jian)進入加(jia)料運(yun)行(xing)達到(dao)厭氧(yang)(yang)降解的目標。因為啟動(dong)實際上是使細(xi)菌(jun)從休眠狀態恢復，即活(huo)化的過(guo)(guo)程(cheng)。啟動(dong)中(zhong)細(xi)菌(jun)選擇、馴化、增(zeng)殖過(guo)(guo)程(cheng)都在進行(xing)，原厭氧(yang)(yang)污泥中(zhong)濃度(du)較低(di)的甲烷菌(jun)的增(zeng)長速度(du)相對于產酸菌(jun)要慢的多。因此，這時(shi)(shi)負荷一(yi)(yi)般不(bu)(bu)能高，時(shi)(shi)間(jian)不(bu)(bu)能短，每次(ci)進料要少，間(jian)隔時(shi)(shi)間(jian)要長。

2、混合進液濃度一定要控制在較(jiao)低水平，一般COD濃度為1000-5000mg/L，當超過5000mg/L，應進行出水循環和加水稀釋至要求。

 3、若混合(he)液(ye)中亞硫酸鹽濃度大于200mg/L時，則(ze)亦應(ying)稀(xi)釋至100mg/L以下才能進液(ye)。

4、負荷增加(jia)操作方式：啟動(dong)初期(qi)容(rong)積負荷可(ke)從0.2-0.5kgCOD/m3·d開始(shi)，當生物(wu)降解能力達到80%以上時，再(zai)逐步加(jia)大。若最低負荷進(jin)料，厭(yan)氧過程仍不正常COD不能消(xiao)化，則(ze)進(jin)料間(jian)斷時間(jian)應延長24h或2-3d，檢查消(xiao)化降解的主要指標測量VFA濃(nong)度，啟動(dong)階(jie)段(duan)VFA應保持在3mmoL/L以下(xia)。

當(dang)容積負荷走到(dao)2.0kgCOD/m3?d后，每次進(jin)料(liao)負荷可(ke)增大，但最大不超過(guo)20%，只有當(dang)進(jin)料(liao)增大，而VFA濃度維持(chi)(chi)不變，或仍維持(chi)(chi)在<3mmoL/L水平時，進(jin)料(liao)量(liang)才能不斷(duan)增大,進(jin)液間隔(ge)才能不斷(duan)減少。

九(jiu)、厭氧生物處理中存在的問(wen)題及解決方法

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