厌氧式反应器的调试方法

 

1.厌氧污泥床反应器调试方案1.UASB反应器的反应原理UASB反应器可以分为两个区域，分别是气、、和固三相分离区域。下部为沉淀性较好的污泥(颗粒污泥或絮状污泥)，形成厌氧污泥床。污水通过反应器底部进入反应器后，由于水向上流动，产生大量气体，从而形成了良好的自然搅拌作用，并使部分污泥形成相对稀薄的悬浮在反应区污泥床之上的污泥层。悬浮物进入分离区后，气体先进入收集室进行分离，含有悬浮物的废水进入分离区沉降室，由于气体被分离，在沉降室内受到很小的干扰，污泥就在沉降过程中，由斜面返回反应区。

2.UASB反应器运作的三个重要前提

在反应器中形成沉降性能好的颗粒或絮状污泥。产生的气体与进水分布均匀，形成良好的自然搅拌效果。适当的三相分离器可以使沉淀性能好的污泥留在反应区。

3.UASB反应器启动运行的四个阶段

3.1第一阶段：UASB启动运行的初始阶段：选择接种池接种法选择污水厂污泥消化池接种法(具有一定的产甲烷活性)。接种法：接种量，接种法的浓度法：接种法中80%固相接种剂污泥加水搅拌后，均匀倒入UASB反应池。

接种量：接种量为UASB反应器有效体积的30%-50%，接种量小于15%，一般为30%。接种量不超过UASB反应器中污泥有效体积的60%。该体系接种污泥的数量是80m3。

注浆浓度：初始注浆时，稀型污泥的注浆浓度为20~30kgVSS/m3，注浆浓度在40kgVSS/m3以下，可适当降低注浆浓度。

也有建议以6-8kgVSS/m3为宜，因为消化污泥一般都是絮状体，接种过多，过多对颗粒污泥不但没有好处，反而不利，这种污泥种就意味着，种泥太过复杂，颗粒污泥不是种泥本身形成的，而是以种泥为种子，由提供足够营养的新繁殖微生物形成的，种泥越多，就越能争夺初生颗粒污泥的养分，这不利于颗粒污泥的形成。

注浆后的水质。

制备低浓度的废水有利于颗粒污泥的形成，但浓度也应足够维持良好的细菌生长条件，因此，CODcr的初始浓度应降低到2000mg/L，然后逐步增加有机负荷，直至CODcr的可降解去除率达到80%。在进水CODcr浓度较高时，可采用稀释进水，使CODcr浓度控制在合适的范围。

3.2第二阶段(初期操作)(估计30天)初期操作阶段是指反应器负荷低于2kgCODcr/m3·d的操作阶段，反应器负荷从0.1kgCODcr/m3·d开始，分几个阶段逐步提高到2kgCOD/m3·d。从间歇式进水开始，污泥负荷宜控制在0.05-0.2kgCODcr/(KgVss·d)，当污泥接种后逐渐适应废水，具有去除有机物的能力，当CODcr去除率达到80%，或出水有机酸浓度低于200-300mg/L时，可提高进水负荷约0.5kgCODcr/m3·d，此时进水有间歇式进水改为连续式进水。提高CODcr浓度的标准为：当CODcr可生物降解时，去除率达到80%，直至COD/m3·d达到2kgCOD/m3·d为初始阶段。此阶段操作中，极细的分散污泥少量排出，主要是由于水的上流速度和每天排入、排出、pH、CODcr、ALK、VFA、SS等项的少量沼气逐渐产生，根据测定结果判断出水VFA<3mmol/l时，VFA/ALK=0.3，表明系统运行正常。

3.3第三阶段：最初阶段预计在25天内完成的颗粒污泥启动后，污泥已经适应了废水的性质，并具有了一定的去除有机物的能力，此时应及时将污泥负荷提升到0.25kgCODcr/kgVSS·d或进水容量负荷2.0kgCODcr/m3·d，使微生物获得足够的营养。反应堆的有机负荷从2kgCOD/m3·d到3.0kgCOD/m3·d的运行阶段本阶段的有机负荷开始于2kgCOD/m3·d，每次提高0.1kgCOD/m3·d，或每次增加20%，每次操作所需时间长短不一，有时可长达两周，有时仅几天，通过多次重复操作即可达到设计指标。但是，提升有机负荷的标准与监测项目判定正常运行的方法是在初期运行阶段的。此阶段操作中，由于提升水量大，COD浓度高，产气量和上流速度增大，导致污泥膨胀，污泥量较大，多为细小非分散污泥或部分絮状污泥。这样的污泥排出有利于形成颗粒污泥。

3.4第四阶段：颗粒污泥培养期(30天)本阶段的任务是将反应器内德污泥全部颗粒化，或使反应器达到设计负荷，为加快污泥增值，应尽快将其增加到0.4-0.5kgCODcr/kgVSS·d，以便为微生物提供足够的养料，促进其快速生长。此阶段为反应器有机负荷达到设计指标3.0kgCOD/m3·d后稳定运行阶段。运行过程中，严格控制PH、温度、有机负荷、VFA、ALK等各项运行参数，逐步形成颗粒污泥。注意：1、从项目启动阶段起，每天监测一次项目的进、出水PH值、COD、SS、VFA、ALK、流量。

根据监测结果进行分析、判断，及时调整进水量、浓度，保证生产稳定。

4.UASB反应器调试操作控制工艺参数

4.1反应温度(常温)20±2℃，是指反应器中反应液温度，如果温度上限高于细菌生长温度，细菌就会死亡。在气温下降且低于最低温度范围时，总体来说，细菌不会死亡，而是在逐渐停止或减弱代谢活动，使菌种处于休眠状态。

4.2pH值在pH值6.8~7.8范围内，佳PH值在6.8~7.2范围内。酸碱度范围是指反应区酸碱度在UASB反应器中，而非进液酸碱度。由于废水进入反应器，生化过程和稀释作用能使进水的PH值迅速变化。酸度变化的主要影响因素是酸性物质的形成，尤其是乙酸。这样，废水中含有大量可溶性碳水化合物(如糖、淀粉)时，进入反应器后，pH会迅速降低。当醋酸废水进入反应器时，pH会升高。对蛋白质和氨基酸含量较高的废水，pH会因为氨的形成而略微升高。可根据不同的废水选择不同的进液pH值。

4.3VFA出水的浓度和组成VFA浓度因VFA的去除程度可直接反映反应器的运行状况，正常情况下，酸化菌向VFA转化，甲烷菌向VFA转化，甲烷菌对VFA的转化效果较好，甲烷菌对VFA的转化效果较好，出水VFA浓度低于3mmol/l(或200mg乙酸/L)时，反应器运行良好。

4.4营养成分主要营养成分氮、磷、钾、硫等，以及生长必需的其它微量元素。如：(Fe,Ni,Co)应满足微生物生长的需要。对N和P的一般要求是：COD:N:P=(350~500):5:1，但是，由于发酵产酸菌的生长速率比甲烷菌长得多，所以比较准确的估计值应该是COD:N:P:S=(50/Y):5:1,Y为细胞产率，Y为0.15；而发酵产酸菌Y=0.03，而且，含铁、镍和钴的甲烷菌细胞成分含量较高。

4.5有毒化合物的抑制浓度应该低于规定的浓度或者应该给污泥足够的驯化时间。例如：氨氮，无机硫化物，盐类，重金属，非极性有机化合物(挥发性脂肪酸)等，在使用过程中应根据监测结果及时调整处理。

5.UASB初次启动过程的注意事项

5.1 对初期启动UASB目标要明确

对UASB（第一阶段）启动初期，不要追求反应器的处理效率和出水质量。初期的目标是使反应器逐渐进入“工作”状态。是使菌种由休眠状态恢复、活化的过程。在这一过程中，当菌种从休眠状态中恢复到营养细胞的状态后，它们还要经历对废水性质的适应。在整个驯化增殖过程中，而原种污泥中可能浓度较低甲烷菌增长速度相对于产酸菌要慢得多。因此在颗粒污泥出现前的这一段相当长。这一段不可能快，也不能有较大的负荷。

5.2 当废水CODcr浓度低于2000mg/L时，一般不需要稀释，可直接进液

当废水CODcr浓度高于2000mg/L时，可采用进水稀释，增大进水量，促使处理设施水流分布均匀。

5.3 负荷增加的操作方法启动 初负荷可从0.1~2.0kgCOD/m3·d开始，当降解的CODcr去除率达到80%后，再逐步增大负荷。负荷不应增加太快，只要略高于容积负荷0.1kgCOD/m3·d即可。水力保留时间大于24小时。连续运行。直到有气体产生。5天后检查产气是否达到略高于0.1m3/m3·d。如果5天后反应器产气量仍未达到这一数值，可以停止进水，3天后再恢复进液，直到产气量增加达到0.1m3/m3·d。检查出水VFA，VFA过高，则表示反应器负荷相当于当时的菌种活力偏高。出水VFA若高于8mmol/l，则停止进水，直到反应器内VFA低于3mmol/l后，再继续以原浓度、原负荷进水，如果出水VFA低于3mmol/l，说明反应器运行良好。

5.4 增加负荷量增加负荷量可以通过增大进水量，或者降低进水稀释比的方法，负荷每次可提升20~30%，可以重复进行。每次操作所需时间长短不同，有时长达两周，有时仅需几天，要根据监测数据判断，直到达到设计负荷为止。

5.5 水力停留时间水力停留时间对于厌氧工艺的影响是通过上升流速来表现的。一方面高的液体流速增加污水系统内进水区的扰动，因此增加了生物污泥与进水有机物之间的接触，有利于提高去除率。在采用传统的UASB系统的情况下，上升流速的平均值一般不超过0.5m/h。这是为保证颗粒污泥形成的重要条件之一。

5.6 运行中始终保持VFA/ALK=0.3以下否则挥发性脂肪酸积累运行失败。

6.厌氧生物处理的影响因素6.1 温度——厌氧废水处理分为低温、中温和高温三类迄今大多数厌氧废水处理系统在中温范围运行，在此范围温度每升高10℃，厌氧反应速度约增加一倍。中温工艺以30-40℃ 为常见，其 佳处理温度在35-40℃间。高温工艺多在50-60℃间运行。在上述范围内，温度的微小波动（如1-3℃）对厌氧工艺不会有明显影响，但如果温度下降幅度过大（超过5℃），则由于污泥活力的降低，反应器的负荷也应当降低以防止由于过负荷引起反应器酸积累等问题，即我们常说的“酸化”，否则沼气产量会明显下降，甚至停止产生，与此同时挥发酸积累，出水pH下降，COD值升高。

注：以上所谓温度指厌氧反应器内温度

6.2 pH

厌氧处理的这一pH范围是指反应器内反应区的pH，而不是进液的pH，因为废水进入反应器内，生物化学过程和稀释作用可以迅速改变进液的pH值。反应器出液的pH一般等于或接近于反应器内的pH。对pH值改变 大的影响因素是酸的形成，特别是乙酸的形成。因此含有大量溶解性碳水化合物（例如糖、淀粉）等废水进入反应器后pH将迅速降低，而己酸化的废水进入反应器后pH将上升。对于含大量蛋白质或氨基酸的废水，由于氨的形成，pH会略上升。反应器出液的pH一般会等于或接近于反应器内的pH。pH值是废水厌氧处理 重要的影响因素之一，厌氧处理中，水解菌与产酸菌对pH有较大范围的适应性，大多数这类细菌可以在pH为5.0-8.5范围生长良好，一些产酸菌在pH小于5.0时仍可生长。但通常对pH敏感的甲烷菌适宜的生长pH为6.5-7.8，这也是通常情况下厌氧处理所应控制的pH范围。我公司要求厌氧反应器内pH控制在6.8-7.2之间。进水pH条件失常首先表现在使产甲烷作用受到抑制（表现为沼气产生量降低，出水COD值升高），即使在产酸过程中形成的有机酸不能被正常代谢降解，从而使整个消化过程各个阶段的协调平衡丧失。如果pH持续下降到5以下不仅对产甲烷菌形成毒害，对产酸菌的活动也产生抑制，进而可以使整个厌氧消化过程停滞，而对此过程的恢复将需要大量的时间和人力物力。pH值在短时间内升高过8，一般只要恢复中性，产甲烷菌就能很快恢复活性，整个厌氧处理系统也能恢复正常。

6.3 有机负荷和水力停留时间有机负荷的变化可体现为进水流量的变化和进水CODcr值的变化。厌氧处理系统的正常运转取决于产酸和产甲烷速率的相对平衡，有机负荷过高，则产酸率有可能大于产甲烷的用酸率，从而造成挥发酸的积累使pH迅速下降，阻碍产甲烷阶段的正常进行，严重时可导致“酸化”。而且如果有机负荷的提高是由进水量增加而产生的，过高的水力负荷还有可能使厌氧处理系统的污泥流失率大于其增长率，进而影响整个系统的处理效率。水力停留时间对于厌氧工艺的影响主要是通过上升流速来表现出来的。一方面，较高的水流速度可以提高污水系统内进水区的扰动性，从而增加生物污泥与进水有机物之间的接触，提高有机物的去除率。另一方面，为了维持系统中能拥有足够多的污泥，上升流速又不能超过一定限值，通常采用UASB法处理废水时，为形成颗粒污泥，厌氧反应器内的上升流速一般不低于0.5m/h。

6.4 悬浮物悬浮物在反应器污泥中的积累对于UASB系统是不利的。悬浮物使污泥中细菌比例相对减少，因此污泥的活性降低。由于在一定的反应器中内能保持一定量的污泥，悬浮物的积累 终使反应器产甲烷能力和负荷下降。（引：针对于调节池内的浮渣及进入污水处理厂的污水中的悬浮物质我们在日常工作当中需采取必要的措施和手段将其除去）