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厭氧反應的影響因素及分析厭氧生物處理的影響因素有哪些? 1.溫度:存在兩個(gè)不同的最佳溫度范圍(55℃左右,35℃左右)。通常所稱(chēng)高溫厭氧消化和低溫厭氧消化即對應這兩個(gè)最佳溫度范圍。2.pH值:厭氧消化最佳pH值范圍為6.8~7.2。3.有機負荷:由于厭氧生物處理幾乎對污水中的所有有機物都有降解作用,因此討論厭氧生物處理時(shí),一般都以CODcr來(lái)分析研究,而不象好氧生物處理那樣必須以BOD5為依據。厭氧處理的有機負荷通常以容積負荷和一定的CODcr去除率來(lái)表示。4.營(yíng)養物質(zhì):厭氧法中碳氮磷的比值控制在CODcr:N:P=(200~300):5:1即可。甲烷菌對硫化氫的最佳需要量為11.5mg/L。有時(shí)需補充某些必需的特殊營(yíng)養元素,甲烷菌對硫化物和磷有專(zhuān)性需要,而鐵、鎳、鋅、鈷、鉬等對甲烷菌有激活作用。5.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(huán)境下生存,而適合產(chǎn)甲烷菌活動(dòng)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。6.堿度:廢水的碳酸氫鹽所形成的堿度對pH值的變化有緩沖作用,如果堿度不足,就需要投加碳酸氫鈉和石灰等堿劑來(lái)保證反應器內的堿度適中。7.有毒物質(zhì)。8.水力停留時(shí)間:水力停留時(shí)間對于厭氧工藝的影響主要是通過(guò)上流速度來(lái)表現出來(lái)的。一方面,較高的水流速度可以提高污水系統內進(jìn)水區的擾動(dòng)性,從而增加生物污泥與進(jìn)水有機物之間的接觸,提高有機物的去除率。另一方面,為了維持系統中能擁有足夠多的污泥,上流速度又不能超過(guò)一定限值。營(yíng)養物質(zhì)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(cháng)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,補充某些必需的特殊營(yíng)養元素,比如硫化物、鐵、鎳、鋅、鈷、鉬等。 在厭氧處理時(shí)提供氮源,除了滿(mǎn)足合成菌體之外,還有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(guò)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(huì )抑制產(chǎn)甲烷菌的生長(cháng)繁殖,使消化效率降低。一般說(shuō)來(lái),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(dòng)范圍內的pH值有一定的要求,產(chǎn)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,最佳pH值為7.0~7.2。因此,在厭氧處理過(guò)程中,尤其是產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷在一個(gè)構筑物內進(jìn)行時(shí),通常要保持反應器內的pH值在6.5~7.2之間,最好保持在6.8~7.2的范圍內。 厭氧處理要求的最佳pH值指的是反應器內混合液的pH值,而不是進(jìn)水的pH值,因為生物化學(xué)過(guò)程和稀釋作用可以迅速改變進(jìn)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。 含有大量溶解性碳水化合物的廢水進(jìn)入厭氧反應器后,會(huì )因產(chǎn)生乙酸而引起pH值的迅速降低,而經(jīng)過(guò)酸化的廢水進(jìn)入反應器后,pH值將會(huì )上升。含有大量蛋白質(zhì)或氨基酸的廢水,由于氨的形成,pH可能會(huì )略有上升。因此,對不同特性的廢水,可控制不同的pH值,可能低于或高于反應器所要求的pH值。 維持厭氧反應器內有足夠堿度的措施有哪些?1.投加堿源:增大系統緩沖能力的堿源可以使用碳酸氫鈉和石灰等。 2.提高回流比:正常厭氧消化處理設施的出水中含有一定的堿度,將出水回流可以有效補充反應器內的堿度。 什么是VFA和ALK?VFA與ALK的比值有什么意義?VFA表示的是厭氧處理系統內的揮發(fā)性有機酸的含量,ALK則表示的是厭氧處理系統內的堿度。 厭氧消化系統正常運行時(shí),ALK一般在1000~5000 mg/L(以CaCO3計)之間,典型值在2500~3500mg/L之間,VFA一般在50~2500mg/L之間,必須維持堿度和揮發(fā)酸濃度之間的平衡,使消化液pH保持在6.5~7.5的范圍內。只要堿度和揮發(fā)酸濃度能保持平衡,當堿度超過(guò)4000mg/L時(shí),即使VFA超過(guò)1200mg/L,系統也能正常運行。而堿度與酸度能保持平衡的主要標志就是VFA與ALK的比值保持在一定的范圍內。 VFA/ALK反應了厭氧處理系統內中間代謝產(chǎn)物的積累程度,正常運行的厭氧處理裝置的VFA/ALK一般在0.3以下,如果VFA/ALK突然升高,往往表明中間代謝產(chǎn)物不能被甲烷菌及時(shí)分解利用,即系統已出現異常,需要采取措施進(jìn)行解決。 如果VFA/ALK剛剛超過(guò)0.3,在一定時(shí)間內,還不至于導致pH值下降,還有時(shí)間分析造成VFA/ALK升高的原因和進(jìn)行控制。如果VFA/ALK超過(guò)0.5,沼氣中的CO2含量開(kāi)始升高,如果不及時(shí)采取措施予以控制,會(huì )很快導致pH值下降,使甲烷菌的活動(dòng)受到抑制。此時(shí)應加入部分堿源,增加反應器內的堿度使pH值回升,為尋找確切的原因并采取控制措施提供時(shí)間。如果VFA/ALK超過(guò)0.8,厭氧反應器內pH值開(kāi)始下降,沼氣中甲烷的含量往往只有42%~45%,沼氣已不能燃燒。這時(shí)候必須向反應器內大量投入堿源,控制住pH值的下降并使之回升,如果pH值持續下降到5以下,甲烷菌將全部失去活性,需要重新培養厭氧污泥。 為什么VFA是反映厭氧生物反應器效果的重要指標?VFA表示的是厭氧處理系統內的揮發(fā)性有機酸的含量,而揮發(fā)性有機酸是厭氧生物處理系統的中間產(chǎn)物。 厭氧生物處理系統實(shí)現對廢水中或污泥中有機物的有效處理,最終是通過(guò)產(chǎn)甲烷過(guò)程來(lái)實(shí)現的,而產(chǎn)甲烷菌所能利用的有機物就是揮發(fā)性有機酸VFA。如果厭氧生物反應器的運轉正常,那么其中的VFA含量就會(huì )維持在一個(gè)相當穩定的范圍內。 VFA過(guò)低會(huì )使甲烷能利用的物料減少,厭氧反應器對有機物的分解程度降低;而VFA過(guò)高超過(guò)甲烷菌所能利用的數量,又會(huì )造成VFA的過(guò)度積累,進(jìn)而使反應器內的pH下降,影響甲烷菌正常功能的發(fā)揮。同時(shí)甲烷菌因各種原因受到傷害后,也會(huì )降低對VFA的利用率,反過(guò)來(lái)造成VFA的積累,形成惡性循環(huán)。 因此,所有的厭氧反應器都應把VFA作為一個(gè)控制指標來(lái)分析化驗和及時(shí)掌握。 |