厌氧反应器调试与厌氧颗粒污泥驯化
一. 在集水池补充投加营养元素,以利于颗粒污泥生长。投加量: 氢氧化钙 60kg/d, 硫酸亚铁 30 kg/d,氯化钾 18 kg/d,氯化镁 9 kg/d,氯化镍 0.2 kg/d,钼酸铵 0.1kg/d。碳氮磷比例应
为100:5:1
二. IC 反应器监控
1. 预酸化
厌氧反应器进废水中所含 COD 达到至少 30%的预酸化度是必要的,这能使反应器内部酸化菌和产甲烷菌达到良好的混合比率。当预酸化程度过高 (>50%) 或过低 (<30%)都会
使改变这些细菌的种群比例从而影响颗粒污泥的结构。在大多数情况下通过延长调节池/预酸化池的停留时间或添加碱提高 pH 值可达到较高的预酸化度。
2.负荷率
a、负荷率的增加
在下列情况下负荷率可以增加 10%或更多 :○ 1 出水的 VFA 浓度小于200mg/L;○2 出水的 pH 值达到或大于 6.8;○3 COD 去除率达到 85%以上;○4 沼气产量与计算值相当。
b、 负荷率的降低
在下列情况下负荷率必须降低 :○1 出水的 VFA 浓度大于 400mg/L;
○ 2出水的 pH 值达到或低于 6.5;○3 COD 去除率低于 75%;○4 检查出沼气的产量过低。
若出水中挥发性脂肪酸含量在 200~400mg/L 之间,数小时后须再取样测定,如果挥发性脂肪酸含量在降低则没有问题,但如果挥发性脂肪酸含量还在升高就必须降低负荷。在大多
数厌氧装置中出水挥发性脂肪酸含量≤200mg/L 则表示反应器工作状态良好。
c、负荷变化
为保持良好的反应器工作状态就有必要使负荷的变化尽可能的小。通过控制外部循环的量就能保持水力负荷处于稳定的水平。由于反应器有其最大的水力负荷限制及外部循环流对
进水 pH 值的影响, 所以外部循环的量也是有限的。
3. 出水碱度
出水的碱度必须保持至少在 2000mg/L 以上,这样可防止当挥发性脂肪酸积累的情况下反应器的 pH 骤然下降。增加再循环的量或向进水中加入碱都可维持碱度。
4. SS (悬浮物) 浓度
如果该类废水都含大量的悬浮物,这些悬浮物 COD 很高,如此类物质大量进入反应器,会使反应器负荷突然增大很多,容易引起反应器酸化。该类悬浮物会包裹颗粒污泥,使
颗粒污泥内部微生物接触不到营养物质而发生细胞自溶,产生沼气无法排出,造成颗粒污泥空心或破碎,这种空心化或破碎颗粒污泥会随水流漂出反应器,使得反应器内颗粒污泥数量 减少。很不利于反应器稳定运行。
此外,悬浮物在反应器内不能完全降解,大部分会流出反应器,增加后续处理设施负荷。所以,必须严格控制进入反应器内的 SS 含量。
5. 稳定IC 反应器的工作状态
稳定的IC 反应器工作状态表现于 :○1 产气量稳定; ○2 出水挥发性脂肪酸含量小于 200mg/L;○3 出水 pH 值稳定且 pH >6.8 ;○4 进水 pH>6.8;○5 没有污泥流失; ○6 COD 去除率稳定;○7 温度稳定
6. 引起反应器失常可能的原因
○ 1 进水的 pH 值低于或高于最佳范围;○2 存在杀菌或有毒有害物质
3 污泥床混合不充分;○4 反应器温度过高或反应器短时间温度变化幅度太大;○5 有机负荷过高或负荷变化频繁;○6 营养物及微量元素不足;○7 进水中 SS 浓度过高;
7. 超负荷
在发生一些工艺失常或超负荷后,出水的 VFA 浓度会立即上升。
pH 会下降且沼气中二氧化碳的含量会上升,PH 过低影响甲烷菌的活性,甲烷菌受抑制后利用挥发性脂肪酸的速率降低, COD 的去除率下降。
8.产甲烷活性下降
由于污泥床的 pH 下降及挥发性脂肪酸浓度的增加,使甲烷菌产甲烷活性进一步的降低。如果不采取适当措施消除这种状况,甚至会严重到反应器“酸化”,俗称酸罐事故。发生该种
情况后,要采取的步骤是:
降低反应器的负荷及提高进水的pH。
只要进水的pH 为7.0 ~7.5 或更高(须检查),VFA 浓度达到 500-600mg/L 对产甲烷活性也不会有太大负面影响。
如果加入稀释水来降低负荷率必须使稀释水温度与罐内温度相同。
9. 可能引起污泥流失的原因
○ 1 过多的蛋白与纤维 SS,这些物质会在包裹颗粒污泥,使底物无法进入且沼气无法从颗粒污泥中排出,也会使颗粒污泥沉降速度降低,造成颗粒污泥漂出反应器。○
2 水力负荷率太高。
○3 有机负荷太高。颗粒污泥无法快速释放所产的沼气而因此上浮 。
三、 厌氧颗粒污泥菌种驯化及负荷提升
菌种驯化阶段是让微生物逐渐适应新的基质的过程,所以负荷一般较低。初始的反应器负荷为2.0kgCOD/m3.d,这一过程大约需要持续 1 周。
1. 污泥培养
厌氧反应器接种污泥后,补满低浓度的废水(IC 厌氧罐内控制 PH 值在 6.8—7.5 之间,水温 33℃左右,COD 在 1000mg/l 以下)开始启动回流泵,要求容积负荷(不高于
2.0kgCOD/(m3·d))和上升流速(2.5m/h)循环运行 2-3 天,使颗粒污泥混匀,达到膨胀状态。并开始连续对反应器内的出水监测 PH 值、温度、COD、VFA、碱度、氨氮、SS
等指标。厌氧反应器开始进水需要调节PH 值到 6.8—7.5 之间,采用碳酸钠或液碱在集水罐内调节。以上各项指标趋于正常后, 开始增加废水量正式启动。
2. 负荷提高
驯化阶段完成后,进入污泥培养阶段,每次的提高幅度为1kgCOD/m3.d。同时逐步提高循环量,增大上升流速。当COD 去除率大于或等于80%或者挥发性脂肪酸小于 200mg/L 时,
开始再次提高负荷。在反应器有机负荷提高的过程中,应确保反应器中的菌种处于良好的生长环境中,同时随时监测出水的 COD、VFA、碱度、氨氮等指标。
3. 稳定运行
在达到设计负荷,开始进入稳定运行阶段,在稳定运行中必须保证反应器负荷稳定,避免出现负荷变化大的情况。
以上各个阶段的调试运行周期需根据现场情况和检测数据进行调整。
4. 注意事项
(1)接种颗粒污泥时应注意在反应器中先充入一定量的废水。
(2)污泥驯化时负荷应由小至大,待运行稳定后逐步增大废水水量,提高污泥有机负荷直至满负荷运转。
(3)进水的 PH 值及负荷必须稳定,指标检测必须及时准确。
5.运行控制指标
1) 进水温度控制在 35-37℃。测定点分水包。
2) 进水 PH 值控制在 6.8-7.5,测定点在分水包。如分水包 PH 值较低,可通过在加碱调节。
3) 进水量需稳定,不要随意增减。
4) 出水控制指标:挥发酸控制在 400mg/L 以下,最佳 200mg/L 以
下;COD 去除率 85%以上,PH 值 6.8-7.5,碱度 2000mg/L 以上。
5) 负 荷 提 升 在 出 水 指 标 在 正 常 情 况 下 , 每 次 提 升0.5-1.0kgCOD/m3.d。稳定运行 2-3 天后可再次提升。运行过程中尽量避免负荷大的变化。
6. 工艺故障处理
问题 |
结果 |
措施 |
1. 超负荷 |
污泥和出水 pH 下降。 出水中脂肪酸含量上升。 产气量起初上升,尔后下降。污泥被洗出。 |
减少进循环池的水量使 COD 负荷下降 。 如果污泥的 pH 已经偏低,需暂时提高进水的 pH。 |
2. pH 超 出范围 -进水 -污泥/出水 |
如果进水 pH 过高或过低,则应停运废水泵;污泥/出水的 pH 低于进水的 pH。出水的 pH 逐渐下降。 |
投加酸碱调节 PH
。校准 pH 仪表 。 两种情况都需降低 COD 负 荷 。 |
3. 进水含有脂肪/油 |
污泥被洗出。由于污泥被洗出,留在反应器内的污泥可能会超负荷 。 (见1) |
停止反应器供水。检查反应器污泥泥位。如果已找出原因并已解决可 启动系统 。 |
4. 进水中 |
污泥被洗出。由于污泥被洗出,反应 |
优化预处理。 |
问题 |
结果 |
措施 |
含 有 颗 粒 物 |
器可能会超负荷(见1)。污泥 pH 下降。 在停止进水 5 小时后仍会产气 。 |
在最坏的情况下暂时停 止循环供水 。 |
5. 进水温度 超 出 范围 |
如果进水温度过高,则应立即停止进水泵。如果进水温度太低,则污泥活性下降。如果进水温度下降而负荷保持不变,反应器会过负荷。 |
加入冷水或热水使进水温度达到优化的温度范围(32~37℃)。若预处理部分温度高,则预处理的脂肪脱除会受到负面影响,因而若进水中有脂肪需特别注意。降 低 COD 负荷。 |
6. 硫化物毒性 |
产甲烷活性的下降会造成产气量低, 出水的挥发性脂肪酸含量高,出水
pH 低及最终污泥失活。 |
提高进水的 pH。 注意可能产生的碳酸钙沉淀。 |
7. 污 泥 无机 物 浓度太高 |
污泥中只有一小部分是活性有机物质。污泥的活性(kgCOD/kgTSS)下降。污泥床混合不良及污泥床的重量发生变化。 |
降低进水的 pH。注意可能产生的硫化物毒性问题。 从反应器底部排出一部 分重污泥。 |