1、厭氧反應器內(nei) 出現泡沫、化學沉澱等不良現象的原因是什麽(me) ?
厭氧反應器中有時會(hui) 產(chan) 生大量泡沫,泡沫呈半液半固狀,嚴(yan) 重時可充滿氣相空間並帶入沼氣管道,導致沼氣係統的運行困難。
產生泡沫的主要原因是厭氧係統運行不穩定,因為泡沫主要是由於CO2產量太大形成的,當反應器內溫度波動或負荷發生突變等情況發生時,均可導致係統運行的不穩定和CO2的產量增加,進而導致泡沫的產生。如果將運行不穩定因素及時排除,泡沫現象一般也會隨之消失。在厭氧汙泥培養初期,由於CO2產量大而甲烷產量少,也會出現泡沫,隨著甲烷菌的培養成熟,CO2產量減少,泡沫一般也會逐漸消失。進水中含有蛋白質是產生泡沫的一個原因,而微生物本身新陳代謝過程中產生的一些中間產物也會降低水的表麵張力而生成氣泡。厭氧生物處理過程中大量產氣會產生類似好氧處理的曝氣作用而形成氣泡問題,負荷突然升高所帶來的產氣量突然增加也可能出現泡沫問題。2、厭氧生物處理的三個(ge) 階段是怎樣的?
理論研究認為三個階段,即厭氧消化過程分為水解發酵階段、產乙酸產氫階段、產甲烷階段三部分。
3、水解酸化法的優(you) 點是什麽(me) ?
⑴ 池體(ti) 不需要密閉,也不需要三相分離器,運行管理方便簡單。
⑵ 大分子有機物經水解酸化後,生成小分子有機物,可生化性較好,即水解酸化可以改變原汙水的可生化性,從(cong) 而減少反應時間和處理能耗。
⑶ 水解酸化屬於(yu) 厭氧處理的前期,沒有達到厭氧發酵的終階段,因而出水中也就沒有厭氧發酵所產(chan) 生的難聞氣味,改善了汙水處理廠的環境。
⑷ 水解酸化反應所需時間較短,因此所需構築物體(ti) 積很小,一般與(yu) 沉澱池相當,可節約基建投資。
⑸ 時間酸化對固體(ti) 有機物的降解效果較好,而且產(chan) 生的剩餘(yu) 汙泥很少,實現了汙泥、汙水一次處理,具有消化池的部分功能。
4、厭氧生物處理的主要特點有哪些?
⑴ 能耗較低:因為(wei) 厭氧生物處理不需要供氧,能源消耗約為(wei) 好氧活性汙泥法的1/10,還能產(chan) 生具有較高熱值的甲烷氣(CH4)。每去除1gCODcr可以產(chan) 生0.35標準升甲烷或0.7標準升沼氣。沼氣的熱值為(wei) 22.7KJ/L,甲烷的熱值為(wei) 39300KJ/m3,一般天然氣的熱值為(wei) 34300KJ/m3 。
⑵ 汙泥產(chan) 量低:因為(wei) 厭氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多,好氧生物處理係統每處理1kgCODcr產(chan) 生的汙泥量為(wei) 0.25~0.6kg,而厭氧生物處理係統每處理1kgCODcr產(chan) 生的汙泥量隻有0.02~0.18kg。
⑶可對好氧生物處理係統不能降解的一些大分子有機物進行徹底降解或部分降解。
⑷ 厭氧微生物對溫度、PH等環境因素的變化更為(wei) 敏感,運行管理好厭氧生物處理係統的難度較大。
⑸ 水溫適應廣:好氧處理水溫在10~35℃之間,當高溫時就需采取降溫措施;而厭氧處理水溫適應廣泛,分低溫厭氧(10~30℃)、中溫厭氧(30~40℃)和高溫厭氧(50~60℃)。
5、厭氧生物處理的影響因素有哪些?
⑴ 溫度。存在兩(liang) 個(ge) 不同的佳溫度範圍(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(liang) 個(ge) 佳溫度範圍。
⑵ pH值。厭氧消化佳pH值範圍為(wei) 6.8~7.2。
⑶ 有機負荷。由於(yu) 厭氧生物處理幾乎對汙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,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(wei) 依據。厭氧處理的有機負荷通常以容積負荷和一定的CODcr去除率來表示。
⑷ 營養(yang) 物質。厭氧法中碳氮磷的比值控製在CODcr:N:P=(200~300):5:1即可。甲烷菌對硫化氫的佳需要量為(wei) 11.5mg/L。有時需補充某些必需的特殊營養(yang) 元素,甲烷菌對硫化物和磷有專(zhuan) 性需要,而鐵、鎳、鋅、鈷、鉬等對甲烷菌有激活作用。
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於(yu) +100mV的環境下生存,而適合產(chan) 甲烷菌活動的氧化還原電位要低於(yu) -150mV,在培養(yang) 甲烷菌的初期,氧化還原電位要不高於(yu) -330mV。
⑹ 堿度。廢水的碳酸氫鹽所形成的堿度對pH值的變化有緩衝(chong) 作用,如果堿度不足,就需要投加碳酸氫鈉和石灰等堿劑來保證反應器內(nei) 的堿度適中。
⑺ 有毒物質。
⑻ 水力停留時間。水力停留時間對於(yu) 厭氧工藝的影響主要是通過上流速度來表現出來的。一方麵,較高的水流速度可以提高汙水係統內(nei) 進水區的擾動性,從(cong) 而增加生物汙泥與(yu) 進水有機物之間的接觸,提高有機物的去除率。另一方麵,為(wei) 了維持係統中能擁有足夠多的汙泥,上流速度又不能超過一定限值。
6、營養(yang) 物質對厭氧生物處理的影響體(ti) 現在哪些方麵?
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,但由於(yu) 厭氧微生物對碳素養(yang) 分的利用率比好氧微生物低,一般認為(wei) ,厭氧法中碳氮磷的比值控製在CODcr:N:P=(200~300):5:1即可。還要根據具體(ti) 情況,補充某些必需的特殊營養(yang) 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(ti) 之外,還有利於(yu) 提高反應器的緩衝(chong) 能力。如果氮源不足,即碳氮比太高,不僅(jin) 導致厭氧菌增殖緩慢,而且使消化液的緩衝(chong) 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,將導致係統中氮的積累,引起pH值上升;如果pH值上升到8以上,就會(hui) 抑製產(chan) 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的範圍內(nei) 才能維持甲烷菌的活性。
7、pH值對厭氧處理的影響體(ti) 現在哪些方麵?
厭氧微生物對其活動範圍內(nei) 的pH值有一定的要求,產(chan) 酸菌對pH值的適應範圍較廣,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(wei) 敏感,適應範圍較窄,在6.6~7.4之間較為(wei) 適宜,佳pH值為(wei) 7.0~7.2。因此,在厭氧處理過程中,尤其是產(chan) 酸和產(chan) 甲烷在一個(ge) 構築物內(nei) 進行時,通常要保持反應器內(nei) 的pH值在6.5~7.2之間,好保持在6.8~7.2的範圍內(nei) 。
厭氧處理要求的佳pH值指的是反應器內(nei) 混合液的pH值,而不是進水的pH值,因為(wei) 生物化學過程和稀釋作用可以迅速改變進水的pH值。反應器出水的pH值一般等於(yu) 或接近反應器內(nei) 部的pH值。
含有大量溶解性碳水化合物的廢水進入厭氧反應器後,會(hui) 因產(chan) 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後,pH值將會(hui) 上升。含有大量蛋白質或氨基酸的廢水,由於(yu) 氨的形成,pH可能會(hui) 略有上升。因此,對不同特性的廢水,可控製不同的pH值,可能低於(yu) 或高於(yu) 反應器所要求的pH值。
8、維持厭氧反應器內(nei) 有足夠堿度的措施有哪些?
⑴ 投加堿源:增大係統緩衝(chong) 能力的堿源可以使用碳酸氫鈉和石灰等。
⑵ 提高回流比:正常厭氧消化處理設施的出水中含有一定的堿度,將出水回流可以有效補充反應器內(nei) 的堿度。
9、什麽(me) 是VFA和ALK?VFA與(yu) ALK的比值有什麽(me) 意義(yi) ?
VFA表示的是厭氧處理係統內(nei) 的揮發性有機酸的含量,ALK則表示的是厭氧處理係統內(nei) 的堿度。
厭氧消化係統正常運行時,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酸濃度之間的平衡,使消化液pH保持在6.5~7.5的範圍內(nei) 。隻要堿度和揮發酸濃度能保持平衡,當堿度超過4000mg/L時,即使VFA超過1200mg/L,係統也能正常運行。而堿度與(yu) 酸度能保持平衡的主要標誌就是VFA與(yu) ALK的比值保持在一定的範圍內(nei) 。
VFA/ALK反應了厭氧處理係統內(nei) 中間代謝產(chan) 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(chan) 物不能被甲烷菌及時分解利用,即係統已出現異常,需要采取措施進行解決(jue) 。
如果VFA/ALK剛剛超過0.3,在一定時間內(nei) ,還不至於(yu) 導致pH值下降,還有時間分析造成VFA/ALK升高的原因和進行控製。如果VFA/ALK超過0.5,沼氣中的CO2含量開始升高,如果不及時采取措施予以控製,會(hui) 很快導致pH值下降,使甲烷菌的活動受到抑製。此時應加入部分堿源,增加反應器內(nei) 的堿度使pH值回升,為(wei) 尋找確切的原因並采取控製措施提供時間。如果VFA/ALK超過0.8,厭氧反應器內(nei) pH值開始下降,沼氣中甲烷的含量往往隻有42%~45%,沼氣已不能燃燒。這時候必須向反應器內(nei) 大量投入堿源,控製住pH值的下降並使之回升,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(yang) 厭氧汙泥。
10、為(wei) 什麽(me) VFA是反映厭氧生物反應器效果的重要指標?
VFA表示的是厭氧處理係統內的揮發性有機酸的含量,而揮發性有機酸是厭氧生物處理係統的中間產物。
升流式厭氧汙泥反應器的英文是Upflow Anaerobic Sludge Blan-ket,簡稱為UASB,其基本特征是在反應器的上部設置氣、固、液三相分離器,下部為汙泥懸浮區和汙泥床區。
膨脹顆粒汙泥床的英文是Expanded Granular Sludge bed,簡寫為EGSB,是在UASB反應器的基礎上發展而來的。EGSB反應器與UASB反應器的結構非常相似,所不同的是EGSB反應器中采用高達2.5~6m3/(m2·h)的水力負荷,這遠大於UASB常用的約0.5~2.5m3/(m2·h)的水力負荷。因此,在EGSB反應器中,顆粒汙泥床處於部分或全部“膨脹化”狀態,即汙泥床的體積由於顆粒之間的平均距離的加大而增加。為了提高水力負荷(即上流速度),EGSB反應器采用較大的高度與直徑比和較大的回流比。
顆粒汙泥的形成實際上是微生物固定化的一種形式,其外觀為具有相對規則的球形或橢圓形黑色顆粒。顆粒汙泥的粒徑一般為0.1~3mm,個別大的有5mm,密度為1.04~1.08g/cm3,比水略重,具有良好的沉降性能和降解水中有機物的產甲烷活性。
UASB反應器運行成功的關鍵是具有顆粒汙泥,使UASB反應器內出現顆粒汙泥的方法有以下三種:
培養結束後,成熟的汙泥呈深灰到黑色,有焦油氣味但無硫化氫氣味,pH值在7.0~7.5之間,汙泥容易脫水和幹化。對進水的處理效果高,產氣量大,沼氣中甲烷成分高。
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