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厌氧生物处理的影响因素
点击次数:139 发布时间:2019-07-09 返回

厌氧生物处理的影响因素


1.温度


  厌氧过程比好氧过程对温度变化,尤其是对低温更加敏感,是因为将乙酸转化为甲烷的的甲烷菌比产乙酸菌对温度更加敏感。低温时挥发酸浓度增加,就是因为产酸菌的代谢速率受温度的影响比甲烷菌受到的影响小。低温时VFA浓度的迅速增加可能会使VFA在系统中累积,最终超过系统的缓冲能力,导致州值的急剧下降,从而严重影响厌氧工艺的正常运行和最大处理能力的发挥。


  厌氧消化过程存在两个不同的温度范围,一个是55℃左右,一个是35℃左右。通常所称高温厌氧消化和低温厌氧消化即对应这两个温度范围。温度的急剧变化和上下波动不利于厌氧处理的正常进行,当短时间内温度升降超过5℃,沼气产量会明显下降,甚至停止产气。因此厌氧生物处理系统在运行中的温度变化幅度一般不要超过2~3℃。但与其他影响因素不同的是,温度的短时性突然变化或波动一般不会使厌氧处理系统道受根本性的破坏,温度一经恢复到原来的水平,处理效果和产气量就能随之恢复,不过温度波动持续的时间较长时,恢复所需时间也较长。

  高温消化的反应速率约为中温消化的1.5~1.9倍,产气率也高,但沼气中甲烷所占的比例却比中温消化低。当处理含病原菌和寄生虫卵的污水或污泥时,采用高温消化可以取得较理想的卫生效果。理论上讲,如果厌氧处理产生的甲烷全部燃烧,而且假定向污水中的传热效率是100%,那么每1000mg CoD。L所转化的甲烷可使污水温度升高3.3℃,即厌氧处理高浓度有机污水时所产生的甲烷燃烧后可以将污水加热到高于其原来的温度。照此计算,如果待处理的工业废水温度超过40℃、COD。值超过5000mg/L,就可以考虑采用高温厌氧生物处理法。如果原污水本身温度较低,COD-值也不高,采用高温厌氧生物处理法必须补充很多外加能量时,从经济上是不划算的。尤其是处理污水的量较大时,更要考虑加热污水是否经济。

  采用高温厌氧生物处理法时,必须考虑处理出水的去向问题。采用高温厌氧生物处理时的出水水质很难达标排放(即使达标,如此高的水温直接排入水体也是不合法的),通常作为二级生物处理的预处理,即需要进入曝气池等好氧生物处理构筑物。如果经过高温厌氧处理的水量在好氧处理系统进水中的比例过大,有可能导致好氧处理系统水温过高,而温度一旦超过40℃,对好氧处理系统的影响将是致命的,这时候必须增加对高温厌氧处理出水的降温措施,增加污水处理的能耗。因此,在决定是否采用高温厌氧生物处理法时,必须综合考虑整个污水处理系统的经济性。

2.水力停留时间
  水力停留时间对于厌氧工艺的影响主要是通过上升流速来表现出来的。一方面,较高的水流速度可以提高污水系统内进水区的扰动性,从而增加生物污泥与进水有机物之间的接触,提高有机物的去除率。另一方面,水力负荷过大导致水力停留时间过短,可能造成反应器内的生物体流失。为了维持系统中能拥有足够多的污泥,上升流速又不能超过一定限值。


  要同时保证厌氧生物处理的水力停留时间HRT和固体停留时间SRT。HRT与待处理的污水中的有机污染物性质有关,简单的低分子有机物要求的HRT较短,复杂的大分子有机物要求的HRT较长。试图在HRT较短的情况下,利用悬浮生长工艺如UASB处理低浓度污水往往行不通。要想经济地利用厌氧技术来处理低浓度污水,必须提高SRT与HRT的比值,即设法增加反应器内的生物量。因此在利用厌氧法处理低浓度污水时,水力像和时间是比有机负荷更为重要的工艺控制条件。


3、有机负荷
  

  由于厌氧生物处理几乎对污水中的所有有机物都有分解化用,因此讨论厌氧生物处理时,一般都以CODc值来分析,而像好氧生物处理那样必须以BOD3为依据。厌氧处理的有机负着通常以容积负荷和一定的CODc去除率来表示,厌氧生物处理系统的容积负荷是好氧系统的10倍以上,可以高达5~10gCoDc/(m2·d)。厌氧处理的程度与有机负荷有关,一般是有机负荷越高,处理程度越低。但随着厌氧反应器内污泥浓度的增加,有可能在保持较低污泥负荷的条件下得到较高的容积负荷。

有机负荷对厌氧生物处理的影响主要体现在以下几个方面:
(1)厌氧生物反应器的有机负荷直接影响处理效率和产气量。在一定范围内,随着有机负荷的提高,产气量增加,但有机负荷的提高必然导致停留时间的缩短,即进水有机物分解率将下降,从而又会使单位质量进水有机物的产气量减少。
(2)厌氧处理系统的正常运转取决于产酸和产甲烷速率的相对平衡,有机负荷过高,则产酸率有可能大于产甲烷的用酸率,从而造成挥发酸VFA的积累使pH值迅速下降,阻碍产甲烷阶段的正常进行。严重时导致产甲烷作用的停顿,整个系统陷于难象状态,调整恢复起来非常困难。
(3)如果有机负荷的提高是由进水量增加而产生的,过高成水力负荷还有可能使厌氧处理系统的污泥的流失率大于其地下率,进而影响系统的处理效率。
(4)如果进水有机负荷过低,虽然产气率和有机物的去除可以提高,但设备的利用率低,投资和运行费用升高。


4.营养物质
厌氧微生物的生长繁殖需要摄取一定比例的C、N、I他微量元素,但由于厌氧9比值(200~300):5:1即可。硫么)!控制在CODc:N:P=菌对硫化氢的需要量为1一-烷菌的必须营养物质,甲烧补充某些必需的特殊营养元素。级同时还要根据具体情况,高某些系统酶的活性。一,比如铁、镍、锌、钻、铜等以提在厌氧处理时提供氮源,有利于提高反应器的缓冲馆、满足合成菌体所需之外,还
高,不仅导致厌氧菌增殖攀属”如果氮源不足,即碳氮比太低,引起pH值下降。相反,如]更器品。一消化液的缓冲能力降源过剩,碳氮比太低、氮不能被充分利用,将导致系统中领的积累,引起pH值上升;如果地值上升到8以上,就会抑制产中集故的生长装水。产甲烷菌的生长繁殖,使消化效率降低。
5.氧化还原电位
无氧环境是严格厌氧的产甲烷菌生长繁殖的最基本条件之一。产甲烷菌不像好氧菌那样具有过氧化氢酶,因而对氧和氧化剂非常敏感。水中的含氧浓度可以用氧化还原电位来间接表示。在厌氧消化过程中,非产甲烷阶段可以在兼氧条件下进行,氧化还原电位为+100mV~-100mV,而在产甲烷阶段的氧化还原电位临界值为一200mV,中温消化或常温消化的氧化还原电位必须控制在-300mV~-350mV,高温消化的氧化还原电位必须控制在-560mV~-600mV。混合液中的氧含量是影响厌氧反应器中氧化还原电位的重要因素,但不是惟一因素,挥发性有机酸浓度的高低、pH值的升降及铵离子浓度的增减等因素都会引起混合液氧化还原电位的变化。如pH值低,相应的氧化还原电位就高,pH高,相应的氧化还原电位就低。

 

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