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漳平市UASB厭氧反應器

在厭氧發酵過程中微生物起什么

主要其中的發酵細菌（產酸細菌）、產氫產乙酸菌、產甲烷菌等。 

1、發酵細菌（產酸細菌）：

發酵產酸細菌的主要功能兩種：①  水解——在胞外酶的下，將不溶性機物水解成可溶性機物；②  酸化——將可溶性大分子機物轉化為脂肪酸、醇類等；主要的發酵產酸細菌：梭菌屬、擬桿菌屬、丁酸弧菌屬、雙岐桿菌屬等；水解過程較緩慢，并受多種因素影響（pH、SRT、機物種類等），時回成為厭氧反應的限速步驟；產酸反應的速率較快；大多數是厭氧菌，也大量是兼性厭氧菌；可以按功能來分：纖維素分解菌、半纖維素分解菌、淀粉分解菌、蛋白質分解菌、脂肪分解菌等。 

2、產氫產乙酸菌：

產氫產乙酸細菌的主要功能是將各種高級脂肪酸和醇類氧化分解為乙酸和H2；為產甲烷細菌提供合適的基質，在厭氧系統中常常與產甲烷細菌處于共生互營關系。

主要的產氫產乙酸反應：

 注意：上述反應只在乙酸濃度很低、系統中氫分壓也很低時才能順利進行，因此產氫產乙酸反應的順利進行，常常需要后續產甲烷反應能及時將其主要的兩種產物乙酸和H2消耗掉。 

主要的產氫產乙酸細菌多為：互營單胞菌屬、互營桿菌屬、梭菌屬、暗桿菌屬等；多數是嚴格厭氧菌或兼性厭氧菌。 

3、產甲烷菌

20世紀60年代Hungate開創了嚴格厭氧微生物培養技術之后，對產甲烷細菌的研究才得以進行；產甲烷細菌的主要功能是將產氫產乙酸菌的產物——乙酸和H2/CO2轉化為CH4和CO2，使厭氧消化過程得以順利進行；主要可分為兩大類：乙酸營養型和H2營養型產甲烷菌，或稱為嗜乙酸產甲烷細菌和嗜氫產甲烷細菌；一般來說，在自然界中乙酸營養型產甲烷菌的種類較少，只Methanosarcina（產甲烷八疊球菌）和Methanothrix（產甲烷絲狀菌），但這兩種產甲烷細菌在厭氧反應器中居多，別是后者，因為在厭氧反應器中乙酸是主要的產甲烷基質，一般來說70%左右的甲烷是來自乙酸的氧化分解。

反應器原理

UASB由污泥反應區、液固三相分離器(包括沉淀區)和室三部分組成。在底部反應區內存留大量厭氧污泥，具良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的機物，把它轉化為沼。沼以微小泡形式不斷放出，微小泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的泡，在污泥床上部由于沼的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器，沼碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入室，集中在室沼，用導管導出，固液混合液經過反射進入三相分離器的沉淀區，污水中的污泥發生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿著斜壁滑回厭氧反應區內，使反應區內積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區溢流堰上部溢出，然后出污泥床。

反應器結構

反應器工作時，污水經過均勻布水 進人反應器底部，污水自下而上地通過厭氧污 泥床反應器。在反應器的底部一個高濃度 (可達100?150 g/L>、高活性的污泥層，大部 分的機物在這里被轉化為CH.,和C()2 ； III 于態產物（消化）的攪動和泡黏附污泥，

在污泥層之上形成一個污泥懸浮層；反應器的 上部設三相分離器，完成、液、固三相的分 離；被分離的消化從上部導出，被分離的污 泥則自動滑落到姑浮污泥層，出水則從澄淸區流出。由于在反應器內可以培養出大tt厭氧 顆粒污泥，使反應器的負荷很大，對一般的高濃度機污水，當水溫在30 °C左右時，負荷可 達 10?30 kgC()D/(m3 · d)。

UASB反應器三個重要的前提：①反應器內形成沉降性能良好的顆粒污泥或絮狀污泥；②產和進水的均勻分布所形成的良好的自然攪拌；③設計的三相分離器，能使沉淀性能良好的污泥保留在反應器內。良好的顆粒污泥床的形成，使得機負荷和去除率髙，不需要攪拌，能適應負荷沖擊和溫度與pH值的變化。

漳平市UASB厭氧反應器

UASB厭氧生物處理的影響因素哪些?

⑴ 溫度。存在兩個不同的溫度范圍(55℃左右，35℃左右)。通常所稱高溫厭氧消化和低溫厭氧消化即對應這兩個溫度范圍。

⑵ pH值。厭氧消化pH值范圍為6.8～7.2。

⑶ 機負荷。由于厭氧生物處理幾乎對污水中的所機物都降解，因此討論厭氧生物處理時，一般都以CODcr來分析研究，而不象好氧生物處理那樣必須以BOD5為依據。厭氧處理的機負荷通常以容積負荷和一定的CODcr去除率來表示。

⑷ 營養物質。厭氧法中碳氮磷的比值控制在CODcr:N:P=(200～300):5:1即可。甲烷菌對硫化氫的需要量為11.5mg/L。時需補充某些必需的殊營養元素，甲烷菌對硫化物和磷專性需要，而鐵、鎳、鋅、鈷、鉬等對甲烷菌激活。

⑸ 氧化還原電位。氧化還原電位可以表示水中的含氧濃度，非甲烷厭氧微生物可以在氧化還原電位小于+100mV的環境下生存，而適合產甲烷菌活動的氧化還原電位要低于-150mV，在培養甲烷菌的初期，氧化還原電位要不高于-330mV。

⑹ 堿度。廢水的碳酸氫鹽所形成的堿度對pH值的變化緩沖，如果堿度不足，就需要投加和石灰等堿劑來反應器內的堿度適中。

⑺ 毒物質。

⑻ 水力停留時間。水力停留時間對于厭氧工藝的影響主要是通過上流速度來表現出來的。一方面，較高的水流速度可以提高污水系統內進水區的擾動性，從而增加生物污泥與進水機物之間的接觸，提高機物的去除率。另一方面，為了維持系統中能擁足夠多的污泥，上流速度又不能過一定限值。

pH值對厭氧處理的影響體現在哪些方面?

厭氧微生物對其活動范圍內的pH值一定的要求，產酸菌對pH值的適應范圍較廣，一般在4.5～8.0之間都能維持較高的活性。而甲烷菌對pH值較為敏感，適應范圍較窄，在6.6～7.4之間較為適宜，pH值為7.0～7.2。因此，在厭氧處理過程中，尤其是產酸和產甲烷在一個構筑物內進行時，通常要保持反應器內的pH值在6.5～7.2之間保持在6.8～7.2的范圍內。

厭氧處理要求的pH值指的是反應器內混合液的pH值，而不是進水的pH值，因為生物化學過程和稀釋可以迅速改變進水的pH值。反應器出水的pH值一般等于或接近反應器內部的pH值。

含大量溶解性碳水化合物的廢水進入厭氧反應器后，會因產生乙酸而引起pH值的迅速降低，而經過酸化的廢水進入反應器后，pH值將會上升。含大量蛋白質或氨基酸的廢水，由于氨的形成，pH可能會略上升。因此，對不同性的廢水，可控制不同的pH值，可能低于或高于反應器所要求的pH值。

維持厭氧反應器內足夠堿度的措施哪些?

⑴ 投加堿源：增大系統緩沖能力的堿源可以使用和石灰等。

⑵ 提高回流比：正常厭氧消化處理設施的出水中含一定的堿度，將出水回流可以效補充反應器內的堿度。

UASB調試中常見的幾個常見問題及解答

1、 厭氧反應器是否易酸化

厭氧反應器是否易酸化?回答是否定的。UASB厭氧反應器作為一種強效的水處理設施，其系統自身著良好的調節系統，在這個調節系統中，起著關鍵的是碳酸氫根離子，即我們通常說的堿度，它的主要是調節系統的pH，防止因pH值的變化對產甲烷菌造成影響。因此只要我們科學、公道操縱，就可以確保厭氧反應器正常、強效。

2、 罐溫變化

對一個厭氧反應器來說，其操縱溫度以穩定為宜，波動范圍24h內不得過2℃。水溫對微生物的影響很大，對微生物和群體的組成、微生物細胞的增殖，內源代謝過程，對污泥的沉降性能等都影響。對中溫厭氧反應器，應該避免溫度過42℃，由于在這種溫度下微生物的衰退速度過大，從而大大降低污泥的活性。此外，在反應器溫度偏低時，應根據情況及時調整負荷與停留時間，反應器仍可穩定，但此時不能充分發揮反應器的處理能力，否則將導致反應器不能正常。罐溫的忽然變化，易造成沼中甲烷體所占比例減少，CO2增多，而且我們可以在厭氧反應器液面看到一些半固半液狀且不易破的泡。

3、 進水pH值

在厭氧反應器正常時，進水pH值一般在6.0以上。在處理因含機酸而使偏低的廢水時，正常時，進水pH值可偏低，如4~5左右;若處理因含機酸而使pH值低的廢水，應將進水pH值調到6以上。當然具體的控制還要根據反應器的緩沖能力而定，也決定于厭氧反應的馴化程度。

4、 厭氧反應器內污泥流失的原因及控制措施

UASB反應器設置了三相分離器，但在污泥結團之前仍帶一定污泥，在啟動過程中逐漸將輕質污泥洗出是必要的。污泥顆粒化是一個連續漸進過程，即每次增加負荷都增大其流體流速和沼產量，從而加強了攪拌篩選，小的、輕的顆粒被沖擊出反應器，這個過程并不要使大量污泥沖出，要防止污泥過量流失。一般來說，反應器發生污泥流失可分為三種情況:1)污泥懸浮層部保持在反應器出水堰口以下，污泥的流失量將低于其增殖量。2)在穩定負荷條件下，污泥懸浮層可能上升到出水堰口處，這時應及時放剩余污泥。3)由于沖擊負荷及水質條件忽然惡化(如負荷忽然增大等)要導致污泥床的過度膨脹。在這種情況下污泥可能出現暫時性大量流失。

控制反應器的機負荷是控制污泥過量流失的主要辦法。進步污泥的沉降性能是防止污泥流失的根本途徑，但需要一個過程。為了減少出水帶走的厭氧污泥，因此UASB厭氧反應器后設置了初沉池。設置初沉池的好處在于:①可以加速反應器內污泥積累，縮短啟動時間;②往除出水懸浮物，進步出水水質;③在反應器發生沖擊而使污泥大量上浮時，可回收流失污泥，保持工藝的穩定性;④減少污泥放量。

營養物質對厭氧生物處理的影響體現在哪些方面?

厭氧微生物的生長繁殖需要攝取一定比例的CNP及其他微量元素，但由于厭氧微生物對碳素養分的利用率比好氧微生物低，一般認為，厭氧法中碳氮磷的比值控制在CODcr：N:P=(200～300)：5：1即可。還要根據具體情況，補充某些必需的殊營養元素，比如硫化物、鐵、鎳、鋅、鈷、鉬等。

在厭氧處理時提供氮源，除了滿足合成菌體之外，還利于提高反應器的緩沖能力。如果氮源不足，即碳氮比太高，不僅導致厭氧菌增殖緩慢，而且使消化液的緩沖能力降低，引起pH值下降。相反，如果氮源過剩，碳氮比太低、氮不能被充分利用，將導致系統中氮的積累，引起pH值上升;如果pH值上升到8以上，就會抑制產甲烷菌的生長繁殖，使消化效率降低。一般說來，氮的濃度必須保持在40～70mg/L的范圍內才能維持甲烷菌的活性。

pH值對厭氧處理的影響體現在哪些方面?

厭氧微生物對其活動范圍內的pH值一定的要求，產酸菌對pH值的適應范圍較廣，一般在4.5～8.0之間都能維持較高的活性。而甲烷菌對pH值較為敏感，適應范圍較窄，在6.6～7.4之間較為適宜，pH值為7.0～7.2。因此，在厭氧處理過程中，尤其是產酸和產甲烷在一個構筑物內進行時，通常要保持反應器內的pH值在6.5～7.2之間，保持在6.8～7.2的范圍內。

厭氧處理要求的pH值指的是反應器內混合液的pH值，而不是進水的pH值，因為生物化學過程和稀釋可以迅速改變進水的pH值。反應器出水的pH值一般等于或接近反應器內部的pH值。

使升流式厭氧反應器內出現顆粒污泥的方法哪幾種?

UASB反應器成功的關鍵是具顆粒污泥，使UASB反應器內出現顆粒污泥的方好以下三種：

⑴ 直接接種法：從正在的其它UASB反應器中取出一定量的顆粒污泥直接投入新的UASB反應器后，由少到多逐步加大處理的污水水量，直到設計水量。這種方法反應器投產所需時間較快，但一般只在啟動小型UASB反應器采用這種方法。

⑵ 間接接種法：將取自正在的厭氧處理裝置的厭氧活性污泥，如城市污水處理的消化污泥，投入UASB反應器后，創造厭氧微生物的生長條件，人工配制的、含適當營養成分的營養水進行培養，形成顆粒污泥后，再由少到多逐步加大被處理的污水水量，直到設計水量。

⑶ 直接培養法：將取自正在的厭氧處理裝置的厭氧活性污泥，如城市污水處理的消化污泥，投入UASB反應器后，用被處理污水直接培養，形成顆粒污泥后，再逐步加大被處理的污水水量，直到設計水量。這種方法反應器投產所需時間較多，可長達3～4個月，大型UASB反應器常采用這種方法。

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