上虞市IC厭氧反應(yīng)器

   厭氧過程實(shí)質(zhì)是一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，其中的底物、各類中間產(chǎn)物、zui終產(chǎn)物以及各種群的微生物之間相互，形成一個(gè)復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng)，類似于宏觀 生態(tài)中的食物鏈關(guān)系，各類微生物間通過營(yíng)養(yǎng)底物和代謝產(chǎn)物形成共生關(guān)系(symbiotic)或共營(yíng)養(yǎng)關(guān)系(symtrophic)。因此，反應(yīng)器作為提 供微生物生長(zhǎng)繁殖的微型生態(tài)系統(tǒng)，各類微生物的平穩(wěn)生長(zhǎng)、物質(zhì)和能量流動(dòng)的強(qiáng)效順暢是保持該系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定的必要條件。如何培養(yǎng)和保持相關(guān)類微生物的平衡生長(zhǎng)已經(jīng)成為反應(yīng)器的設(shè)計(jì)思路。

  IC厭氧反應(yīng)器是強(qiáng)效厭氧反應(yīng)器，即內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器，相似由2層UASB反應(yīng)器串聯(lián)而成，用于機(jī)高濃度廢水，如，玉米淀粉廢水、檸檬酸廢水、啤酒廢水、土豆加工廢水、酒精廢水。

厭氧反應(yīng)四個(gè)階段

水解反應(yīng)
    水解可定義為復(fù)雜的非溶解性的聚合物被轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的溶解性單體和二聚體的過程。水解反應(yīng)針對(duì)不同的廢水類型差別很大，這要取決于胞外酶能否效的接觸到底物。因此，大的顆粒比小顆粒底物要難降解很多，比如造紙廢水、印染廢水和制藥廢水的木質(zhì)素、大分子纖維素就很難水解。
水解速度的可由以下動(dòng)力學(xué)方程加以描述：
ρ=ρo/(1+Kh.T)
ρ ——可降解的非溶解性底物濃度（g/l）；
ρo———非溶解性底物的初始濃度（g/l）；
Kh——水解常數(shù)（d－1）；
T——停留時(shí)間（d）。
發(fā)酵酸化反應(yīng)
     發(fā)酵可以被定義為機(jī)化合物既作為電子受體也作為電子供體的生物降解過程，在此過程中機(jī)物被轉(zhuǎn)化成以揮發(fā)性脂肪酸為主的末端產(chǎn)物。酸化過程是由大量的、多種多樣的發(fā)酵細(xì)菌來完成的，在這些細(xì)菌中大部分是專性厭氧菌，只1%是兼性厭氧菌，但正是這1%的兼性菌在反應(yīng)器受到氧的沖擊時(shí)，能迅速消耗掉這些氧，保持廢水低的氧化還原電位，同時(shí)也保護(hù)了產(chǎn)甲烷菌的條件。
產(chǎn)乙酸反應(yīng)
    發(fā)酵階段的產(chǎn)物揮發(fā)性脂肪酸VFA在產(chǎn)乙酸階段進(jìn)一步降解成乙酸，其常用反應(yīng)式如以下幾種：
CH3CHOHCOO-+2H2O —> CH3COO-+HCO3-+H++2H2 ΔG’0=-4.2KJ/MOL
CH3CH2OH+H2O－> CH3COO-+H++2H2O ΔG’0=9.6KJ/MOL
CH3CH2CH2COO-+2H2O－> 2CH3COO-+H++2H2 ΔG’0=48.1KJ/MOL
CH3CH2COO-+3H2O－> CH3COO-+HCO3-+H++3H2 ΔG’0=76.1KJ/MOL
4CH3OH+2CO2－> 3CH3COO-+2H2O ΔG’0=-2.9KJ/MOL
2HCO3-+4H2+H+－>CH3COO-+4H2O ΔG’0=-70.3KJ/MOL
     從上面的反應(yīng)方程式可以看出，乙醇、丁酸和丙酸不會(huì)被降解，但由于后續(xù)反應(yīng)中氫的消耗，使得反應(yīng)能夠向右進(jìn)行，在一階段，氫的平衡顯得更加重要，同時(shí)后續(xù)的產(chǎn)甲烷過程為這一階段的轉(zhuǎn)化提供能量。實(shí)際上這一階段和前面的發(fā)酵階段都是由同一類細(xì)菌完成，都在細(xì)菌體內(nèi)進(jìn)行，并且產(chǎn)物放到水體中，界限并沒十分清楚，在設(shè)計(jì)反應(yīng)器時(shí)，沒足夠的理由把他們分開。

產(chǎn)甲烷反應(yīng)
    在厭氧反應(yīng)中，大約70%左右的甲烷由乙酸歧化菌產(chǎn)生，這也是這幾個(gè)階段中遵循莫諾方程反應(yīng)的階段。另一類產(chǎn)生甲烷的微生物是由氫和二氧化碳形成的。在正常條件下，他們大約占30%左右。其中約一般的嗜氫細(xì)菌也能利用甲酸產(chǎn)生甲烷。主要的產(chǎn)甲烷過程反應(yīng)：
CH3COO-+H2O－>CH4+HCO3- ΔG’0=-31.0KJ/MOL
HCO3-+H++4H2－>CH4+3H2O ΔG’0=-135.6KJ/MOL
4CH3OH－>3CH4+CO2+2H2O ΔG’0=-312KJ/MOL
4HCOO-+2H+－>CH4+CO2+2HCO3- ΔG’0=-32.9KJ/MOL
     一套設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)，沒按照反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行的啟動(dòng)，是不能稱之為成功的系統(tǒng)的，在這里，根據(jù)一些工程實(shí)踐以及外一些報(bào)道，筆者對(duì)厭氧處理低濃度廢水時(shí)啟動(dòng)提出一些參考性建議（針對(duì)生活污水）：
    1、啟動(dòng)時(shí)，先投加載體，在投加污泥，污泥的數(shù)量按照25KgMLVSS/m3池容計(jì)算，投加時(shí)的污泥必須通過篩網(wǎng)進(jìn)行粗渣的清除（這一點(diǎn)非常重要）；
    2、由于原水具比較好的生化性，進(jìn)水不需要馴化，但*次進(jìn)水進(jìn)滿池體后，停止進(jìn)水，通過臨時(shí)配備的水下攪拌機(jī)進(jìn)行池底強(qiáng)制攪拌，連續(xù)8個(gè)小時(shí)攪拌以上，停止攪拌靜止8個(gè)小時(shí)，通過泥管除池體標(biāo)高2米以上的污泥，再攪拌8個(gè)小時(shí)，這8個(gè)小時(shí)同時(shí)按照比例投加氮肥和磷肥，投加微量金屬元素，池內(nèi)液相中的COD；
    3、24個(gè)小時(shí)后，開始按設(shè)計(jì)負(fù)荷進(jìn)水并采取一定的出水回流，回流比根據(jù)反應(yīng)器的高度調(diào)整；（注意，出水帶出來的污泥不要回流）
    4、24個(gè)小時(shí)后，減少回流比，出水不帶泥，如果出水繼續(xù)帶你就停止回流，并進(jìn)行污泥回流，同時(shí)投加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；
    5、連續(xù)這樣一個(gè)星期，隨時(shí)監(jiān)測(cè)各項(xiàng)出水指標(biāo)，以便正確反應(yīng)反應(yīng)器內(nèi)生物的反應(yīng)狀態(tài)
    6、作一些鏡檢。

個(gè)人經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下：

1、池內(nèi)升溫。

對(duì)反應(yīng)器的污泥進(jìn)行升溫， 可以用加熱的清水也可以用稀釋后的低濃度的廢水(一般COD<2000mg/l)進(jìn)行加熱。進(jìn)水溫度控制在39±2(中溫消化)，不要過42℃，注意升溫控制每天不要過2℃，直至反應(yīng)器溫度升高到37±2，這時(shí)標(biāo)志反應(yīng)器升溫結(jié)束，37±2也就是以后反應(yīng)器控制的進(jìn)水溫度。

2、正式進(jìn)水調(diào)試。

對(duì)于厭氧反應(yīng)器的調(diào)試我是這樣定義的：厭氧調(diào)試沒固定的，真正的厭氧調(diào)試可能給出多的還是建議。針對(duì)項(xiàng)目具體設(shè)計(jì)情況和具體水質(zhì)水量情況而具體對(duì)待。至少我每個(gè)項(xiàng)調(diào)試都是變化的，感覺的還是靠臨場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，別是要根據(jù)表面現(xiàn)象結(jié)合分析數(shù)據(jù)做出及時(shí)調(diào)整。因此在此我愿與大家共同分享一下我的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，此次說出來的都是可以普遍使用的。

3、 進(jìn)水初期建議低濃度進(jìn)水，然后逐步提升負(fù)荷。

之所以低濃度進(jìn)水，主要考慮是較低的濃度對(duì)于剛接種的污泥來說會(huì)一個(gè)更好的適應(yīng)，也會(huì)降低廢水中毒物質(zhì)對(duì)接種污泥的毒害性，隨著污泥慢慢馴化，它的適應(yīng)能力會(huì)逐漸增強(qiáng)，抗毒害性和沖擊性也會(huì)逐步增強(qiáng)。等到反應(yīng)器產(chǎn)量比較大時(shí)，如果考慮進(jìn)行沼利用時(shí)，這時(shí)可以將水封上的放空閥關(guān)閉，直接供給用戶(提醒：供用戶使用前一定要進(jìn)行安置換直至沼組分的檢驗(yàn)確認(rèn)合格后方可同意用戶使用)。即使不利用，這時(shí)也要關(guān)閉放空閥，通過火炬燃燒放，不可直接到大中。多低濃度進(jìn)水為好及負(fù)荷提升依據(jù)，我接下來再講。

4、要充分發(fā)揮調(diào)節(jié)池，進(jìn)水盡可能穩(wěn)定是至關(guān)重要的。

不要僅依賴化驗(yàn)數(shù)據(jù)出來才去被動(dòng)的調(diào)整。我在這引導(dǎo)一下大家：譬如平時(shí)養(yǎng)成勤聽水封產(chǎn)情況、反應(yīng)器表面泡變化情況、污泥上翻情況、柜升降變化情況、火炬火長(zhǎng)變化情況、沼產(chǎn)量變化情況等表面現(xiàn)象來綜合分析判斷反應(yīng)器進(jìn)水可能出現(xiàn)高低情況。如發(fā)現(xiàn)異常情況要及時(shí)迅速查明原因及時(shí)解決，不可拖延時(shí)間。必要時(shí)可以提前采取應(yīng)急措施加以預(yù)防。

5、部位

水封液位、沼壓力表(防止水封液位太高，污泥外翻)、厭氧反應(yīng)器出水(SV)(控制污泥洗出)(在線PH)、進(jìn)水溫度、進(jìn)水流量、進(jìn)水(在線PH、T℃)。為什么要做和如何做我接下來就說這些事。

6、定期泥樣觀察

要定期取不同部位的泥樣進(jìn)行觀察，做做SV30，并用清水淘洗，觀察污泥顆粒化進(jìn)程，隨時(shí)調(diào)整進(jìn)水負(fù)荷。

厭氧生物反應(yīng)器維持強(qiáng)效率的基本條件

(1)適宜的pH值：為使厭氧順利進(jìn)行，反應(yīng)器中的pH值必須在6.5～8.2之間。

(2)充足的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)：反應(yīng)器內(nèi)氮的濃度必須在40～70mg/L范圍內(nèi)才能滿足需要，而磷和硫化物維持較低的濃度即可滿足需要。甲烷菌對(duì)硫化物和磷專性需要，必須在反應(yīng)器內(nèi)其含量，時(shí)需要向進(jìn)水中投加磷肥和硫酸鹽。

(3)必要的微量專性營(yíng)養(yǎng)元素：對(duì)甲烷菌激活的專性營(yíng)養(yǎng)元素鐵、鈷、鎳、鋅、錳、鉬、銅甚至硒、硼等很多種，缺少其中一種就可能嚴(yán)重影響整個(gè)生物處理過程。

(4)合適的溫度：厭氧反應(yīng)一般在30～37℃的中溫條件下。

(5)對(duì)毒性適應(yīng)能力：必須完成厭氧微生物對(duì)毒物質(zhì)適應(yīng)性的馴化。

(6)充足的代謝時(shí)間：要同時(shí)厭氧生物處理的水力停留時(shí)間HRT和固體停留時(shí)間SRT。

(7)適量的碳源：來自進(jìn)水中的機(jī)物要滿足異養(yǎng)型甲烷菌用于生物合成所需要的碳源，同時(shí)反應(yīng)器內(nèi)的溶解性C02要滿足自養(yǎng)型甲烷菌所需要的碳源。

上虞市IC厭氧反應(yīng)器

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