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1、厌氧生物处理调试运行指导手册厌氧生物处理、调试、运行指导手册1、目的：本手册用于厌氧生物降解工艺单元的运行管理。2、内容及对象：手册包括有以下 7 个内容：即:厌氧生物反应概述；厌氧技术优势和不足；反应机理；厌氧反应器类型；厌氧反应器工艺控制条件；启动方式；运行管理；问题及解决措施；手册适用于厌氧反应器操作人员、污 水站技工、化 验人员和管理人员，亦可供相关人员参考。3、厌氧反应概述：利用微生物生命过程中的代谢活动，将 有机物分解为简单无机物，从而去除水中有机物污染的过程，称为废水的生物处理。根据代谢过程对氧的需求，微 生物又分为好氧、厌 氧和介于两者间的兼性微生物。厌氧生物处理就是利用厌氧微
2、生物的代谢过程，在 无需提供氧的情况下，把有机物转化为无机物和少量的细胞物质，这些无机物包括大量的生物气（即沼气）和水。厌氧是一种低成本废水处理技术，把废水治理和能源相结合，特别适合发展中国家使用。4、厌气处理技术的优势和不足：优势：4.1 可作为环境保护、能源回收和生态良性循环结合系统的技术，具有良好的社会、经济、环境效益。4.2 耗能少,运行费低,对中等以上（1500mg/L）浓度废水费用仅为好氧工艺 1/3.4.3 回收能源,理论上讲 1kgCOD 可产生纯甲烷 0.35m 3 ,燃值（3.9310 -1 J/m 3 ），高 于天然气（3.9310 -1 J/m 3 ）。以 日排 10t
3、 COD 工厂为例,按 COD 去除 80%,甲烷为理论值 80%计算，日产沼气 2240m 3 ,相当于2500m 3 天然气或 3.85t 煤,可发电 5400Kwh.4.4 设备负荷高、占地少。4.5 剩余污泥少,仅相当于好氧工艺 1/61/10.4.6 对 N、P 等营养物需求低，好氧工艺要求 C：N:P=100:5:1,厌氧工艺为 C:N:P=（350-500）:5:1。4.7 可直接处理高浓有机废水,不需稀释。4.8 厌氧菌可在中止供水和营养条件下，保留生物活性和沉泥性一年,适合间断和季节性运行。4.9 系统灵活,设备简单,易于制作管理，规模可大可小。厌氧不足:1、出水污染浓度高于
4、好氧，一般不能达标；2、对有毒性物质敏感；3、初次启动缓慢，最少需 8-12 周以上方能转入正常水平。5、反应机理：厌氧反应过程是对复杂物质（ 指高分子有机物以悬浮物和胶体形式存在于水中）生物降解的复杂的生态系统。其反应过程可分为四个阶段：5.1 水解阶段被细菌胞外酶分解成小分子。例如：纤维素被纤维酶水解为纤维二糖和葡萄糖，淀 粉被淀粉酶分解为麦牙糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白酶水解为短肽和氨基酸等，这些小分子的水解产物能被溶解于水，并透过细胞为细胞所利用。5.2 发酵阶段小分子的化合物在发酵菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物，并分泌到细胞外。这一阶段主要产物为挥发性脂肪酸（VFA）醇类、
5、乳酸、CO2、氢、氨、硫化氢等。5.3 产酸阶段上一阶段产物被进一步转化为乙酸、氢、碳酸以及新的细胞物质。5.4 产甲烷阶段在这一阶段乙酸、氢、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新细胞物质。原理图如下： 复杂有机物 水解、发酵 脂肪酸（C2） 硫酸盐还原 产乙酸 H2+CO2 乙酸 产甲烷 产甲烷 CH4+CO2 硫酸盐还原 硫酸盐还原 H2S+CO2a、水解阶段含有蛋白质水解、碳水化合物水解和脂类水解。b、发酵酸化阶段包括氨基酸和糖类的厌氧氧化，以 及较高级脂肪酸与醇类的厌氧氧化。c、产乙酸阶段含有从中间产物中形成乙酸和氧气，以 及氢气和二氧化碳形成乙酸。d、产甲烷阶段包括从乙酸形成
6、甲烷，以及从氧、二氧化碳形成甲烷。废水中有硫酸盐时，还会有硫酸盐还原过程，如虚线所示。6、厌氧反应器类型：6.1 普通厌氧反应池6.2 厌氧接触工艺6.3 升流厌氧污泥库（UASB）反应器6.4 厌氧颗粒污泥膨胀库（EGSR）6.5 厌氧滤料（AF）6.6 厌氧流化库反应器6.7 厌氧折流反应器（ABR）6.8 厌氧生物转盘6.9 厌氧混台反应器等.7、厌氧反应的工艺控制条件：7.1 温度：按 三种不同嗜温厌氧菌（ 嗜温5-20 嗜温20-42 嗜温 42-75）工程上分为低温厌氧（15-20）、中温厌氧（30-35）、高温厌氧（50-55）三种。温度对厌氧反应尤为重要，当温度低于最优下限温度
7、时，每下降 1，效率下降 11%。在上述范围，温度在1-3的微小波动，对厌氧反应影响不明显，但温度变化过大（急速变化），则会使污泥活力下降，度产生酸积累等问题。7.2 PH：厌氧水解酸化工艺，对 PH 要求范围较松，即产酸菌的 PH应控制 4-7范围内；完全厌氧反应则应严格控制 PH，即产甲烷反应控制范围6.5-8.0,最佳范围为6.8-7.2,PH 低于6.3 或高于7.8,甲烷化速降低。7.3 氧化还原电位：水解阶段氧化还原电位为-100+100mv，产甲烷阶段的最优氧化还原电位为-150-400mv。因此,应控制进水带入的氧的含量，不能因以对厌氧反应器造成不利影响。7.4 营养物：厌氧反
8、应池营养物比例为 C:N:P=（350-500）:5:1。7.5 有毒有害物：抑制和影响厌氧反应的有害物有三种：7.5.1 无机物:有氨、无机硫化物、盐类、重金属等，特别硫酸盐和硫化物抑制作用最为严重；7.5.2 有机化合物:非极性有机化合物，含挥发性脂肪酸（VFA）、非极性酚化合物、单 宁类化合物、芬 香族氨基酸、焦 糖化合物等五类。7.5.3 生物异型化合物,含氯化烃、甲醛、氰化物、洗涤剂、抗菌素等。7.6 工艺技术参数：7.6.1 水力停留时间:HRT7.6.2 有机负荷7.6.3 污泥负荷8、厌氧反应器启动:8.1 接种污泥:有颗粒污泥时,接种污泥数量大小 10-15%.当没有现成的污
9、泥时,应用最多的是污水处理厂污泥池的消化污泥.稠的消化污泥有利于颗粒污泥形成。没 有消化污泥和颗粒污泥时，化 粪池污泥、新鲜牛粪、猪粪及其它家畜粪便都可利用作菌种，也可用腐败污泥和鱼塘底泥作接种污泥，但启动周期较长。污泥接种浓度至少不低 10KgVSS/m 3 反应器容积，但接种污泥填充量不大于反应器容积 60%。污泥接种中应防止无机污泥、砂以及不可消化的其它物进入厌氧反应器内。8.2 接种污泥启动：启动分以下三个阶段进行：1、起始阶段反应池负荷从 0.5-1.0kgCOD/m 3 d 或污泥负荷0.05-0.1kgCOD/kgVSSd 开始。进入厌氧池消化降解废水的混合液浓度不大于 COD5
10、000mg/L，并按要求控制进水，最低的 COD 负荷为1000mg/L。进液浓度不符合应进行稀释。进液时不要刻意严格控制所有工艺参数，但应特别注意乙酸浓度，应保持在 1000mg/L 以下。进液采用间断冲击形式，即每 34 小时一次，每次 5-10min，之后逐步减断间隔时间至 1 小时，每次进液时间逐步增长 2030min。起始阶段，进水间隔时间过长时，则应每隔 1 小时开动泵对污泥搅拌一次，每次 35min。2、启动第二阶段当反应器容积负荷上升到 2-5kgCOD/m 3 d 时，这一阶段洗出污泥量增大，颗粒污泥开始产生。一般讲，从第一段到第二段要 40d 时间，此时容积负荷大约为设计负
11、荷的 50%。3、启动的第三阶段从容积负荷 50%上升到 100%，采用逐步增加进料数量和缩短进料间断时间来实现。衡 量能否获进料量和缩短进料时间的化验指标定控制发挥性脂肪酸 VFA 不大于 500mg/L，当 VFA超过 500-1000mg/L，厌氧反应器呈现酸化状态，超过 1000mg/L 则表明已经酸化，需立即采取措施停止进料，进行菌种驯化。一般来讲第二段到第三段也需 30-40d 时间。8.3 启动的要点1、启动一定要逐步进行，留有充裕的时间，并不能期望很短时间进入加料运行达到厌氧降解的目标 。因为启动实际上是使细菌从休眠状态恢复，即活化的过程。启动中细菌选择、驯化、增殖过程都在进行
12、，原 厌氧污泥中浓度较低的甲烷菌的增长速度相对于产酸菌要慢的多。因此，这时负荷一般不能高，时间不能短，每次进料要少，间隔时间要长。2、混合进液浓度一定要控制在较低水平，一般 COD 浓度为1000-5000mg/L，当超过 5000mg/L，应进行出水循环和加水稀释至要求。3、若混合液中亚硫酸盐浓度大于 200mg/L 时，则亦应稀释至100mg/L 以下才能进液。4、负 荷增加操作方式：启 动初期容积负荷可从 0.2-0.5kgCOD/m 3 d开始，当生物降解能力达到 80%以上时，再逐步加大。若最低负荷进料，厌氧过程仍不正常 COD 不能消化，则进料间断时间应延长 24h 或2-3d，检
13、查消化降解的主要指标测量 VFA 浓度，启动阶段 VFA 应保持在 3mmoL/L 以下。5、当容积负荷走到 2.0kgCOD/m 3 d 后，每次进料负荷可增大，但最大不超过 20%，只有当进料增大，而 VFA 浓度且维持不变，或仍维持在3mmoL/L 水平时，进料量才能不断增大进液间隔才能不断减少。9、 厌氧生物处理中存在的问题及解决方法存在问题 原 因 解决方法1、污泥生长过慢1 营养物不足，微量元素不足；2 进液酸化度过高；3 种泥不足。1 增加营养物和微量元素；2 减少酸化度；3 增加种泥。2、反应器过负荷1 反应器污泥量不够；2 污泥产甲烷活性不足；3 每次进泥量过大间断时间短。1
14、 增加种污或提高污泥产量；2 减少污泥负荷；3 减少每次进泥量加大进泥间隔。3、污泥活性不够1 温度不够；2 产酸菌生长过快；3 营养或微量元素不足；4 无机物Ca2+ 引起沉淀。1 提高温度；2 控制产酸菌生长条件；3 增加营养物和微量元素；4 减少进泥中Ca2+ 含量。4、污泥流失1 气体集于污泥中，污泥上浮；2 产酸菌使污泥分层；3 污泥脂肪和蛋白过大。1 增加污泥负荷，增加内部水循环；2 稳定工艺条件增加废水酸化程度；3 采取预处理去除脂肪蛋白。5、污泥扩散颗粒污泥破裂1 负荷过大；2 过度机械搅拌；3 有毒物质存在。4 预酸化突然增加1 稳定负荷；2 改水力搅拌；3 废水清除毒素。4 应用更稳定酸化条件
