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，从而去除水中冇机物污染的过程，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。厌氧是一种低成木废水处理技术，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，具冇良好的社会、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lkgCOD可产生纯甲烷0.35m3,燃值(3.93X10・lJ/m3),高于天然气(3.93X10-lJ/m3)o以日排10tCOD工厂为例，按COD去除80%,甲烷为理论值80%计算，日产沼气2240m34f当丁2500m3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1/6〜1/10.4.6对N、P等营养物需求低，好氧工艺要求C：N:P=100:5:lz厌氧工艺为C:N:P=(350-500):5:lo4.7可直接处理高浓有机废水，不需稀释。 4.8厌氧菌可在屮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、出水污染浓度高于好氧，一般不能达标；2、对有毒性物质嫩感；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了。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。这一阶段主耍产物为挥发性脂肪酸（VFA）醇类、乳酸、C02、氮、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a、水解阶段——含有蛋白质水解、碳水化合物水解和脂类水解。a、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。b、产乙酸阶段——含冇从屮间产物屮形成乙酸和氧气，以及氢气和二氧化碳形成乙酸。c、产甲烷阶段——包括从乙酸形成甲烷，以及从氧、二氧化碳形成甲烷。废水屮有硫酸盐吋，述会有硫酸盐述原过程，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°C嗜温20-42°C嗜温42-75°C)工程上分为低温厌氧(15-20°C).中温厌氧(30・35°C)、高温厌氧(50-55°C)三种。温度对厌氧反应尤为重要，当温度低于最优下限温度时，每下降1°C,效率下降ll%o在上述范围，温度在的微小波动，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。7.2PH：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°C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。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述原电位为・150〜-400mvo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：厌氧反应池营养物比例为C:N:P=(350-500):5:1o7.5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、重金屈等，特别硫酸盐和硫化物抑制作用最为严重；7.5.2冇机化合物:非极性冇机化合物，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，含氯化坯、甲醛、氤化物、洗涤剂、抗菌素等。7.6工艺技术参数：7.6.1水力停留时间:HRT 7.6.2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：冇颗粒污泥吋，接种污泥数量大小10・15%・当没冇现成的污泥时，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lOKg-VSS/m3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/m3d或污泥负荷0.05-0.1kgCOD/kgVSS-d开始。进入厌氧池消化降解废水的混合液浓度不大于COD5000mg/L,并按要求控制进水，最低的COD负荷为1000mg/Lc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3〜4小时一次，每次5-10min,Z后逐步减断间隔时间至1小时，每次进液时间逐步增长20〜30mino起始阶段,进水间隔时间过长时，则应每隔1小吋开动泵对污泥搅拌一次，每次3〜5min。2、启动第二阶段——当反应器容积负荷上升到2-5kgCOD/m3d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荷的50%o3、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來实现。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则表明己经酸化，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。&3启动的要点 1、启动一定要逐步进行，留有充裕的吋间，并不能期望很短吋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。启动屮细菌选择、驯化、增殖过程都在进行，原灰氧污泥屮浓度较低的叩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、若混合液屮亚硫酸盐浓度大于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/m3•d开始，当生物降解能力达到80%以上吋，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。