1、厭氧反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)泡沫、化學(xué)沉淀等不良現(xiàn)象的原因是什么?
厭氧反應(yīng)器中有時會產(chǎn)生大量泡沫,泡沫呈半液半固狀,嚴重時可充滿氣相空間并帶入沼氣管道,導(dǎo)致沼氣系統(tǒng)的運行困難。
產(chǎn)生泡沫的主要原因是厭氧系統(tǒng)運行不穩(wěn)定,因為泡沫主要是由于CO2產(chǎn)量太大形成的,當反應(yīng)器內(nèi)溫度波動或負荷發(fā)生突變等情況發(fā)生時,均可導(dǎo)致系統(tǒng)運行的不穩(wěn)定和CO2的產(chǎn)量增加,進而導(dǎo)致泡沫的產(chǎn)生。如果將運行不穩(wěn)定因素及時排除,泡沫現(xiàn)象一般也會隨之消失。在厭氧污泥培養(yǎng)初期,由于CO2產(chǎn)量大而甲烷產(chǎn)量少,也會出現(xiàn)泡沫,隨著甲烷菌的培養(yǎng)成熟,CO2產(chǎn)量減少,泡沫一般也會逐漸消失。進水中含有蛋白質(zhì)是產(chǎn)生泡沫的一個原因,而微生物本身新陳代謝過程中產(chǎn)生的一些中間產(chǎn)物也會降低水的表面張力而生成氣泡。厭氧生物處理過程中大量產(chǎn)氣會產(chǎn)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(chǎn)氣量突然增加也可能出現(xiàn)泡沫問題。
碳酸鈣(CaCO3)沉淀:處理廢水鈣含量高或利用石灰補充堿度,都會增加產(chǎn)生碳酸鈣沉淀的可能性。高濃度的碳酸氫鹽和磷酸鹽都有利于鈣的沉淀。
鳥糞石(MgNH4PO4)沉淀:進水中含有較高濃度的溶解性正磷酸鹽、氨氮和 鎂離子時,就會生成鳥糞石沉淀。厭氧處理系統(tǒng)鳥糞石沉淀主要在管道彎頭、水泵入口和二沉池進出口等處出現(xiàn)。
2、厭氧生物處理的三個階段是怎樣的?
理論研究認為三個階段,即厭氧消化過程分為水解發(fā)酵階段、產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段、產(chǎn)甲烷階段三部分。
水解發(fā)酵階段和產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段又可合稱為酸性發(fā)酵階段。在這個階段,污水中的復(fù)雜有機物,在酸性腐化菌或產(chǎn)酸菌的作用下,分解成簡單的有機物,如有機酸,醇類等,以及CO2、NH3和H2S等無機物。由于有機酸的積累,污水的pH值下降到6以下。此后,由于有機酸和含氮化合物的分解,產(chǎn)生碳酸鹽和氨等使酸性減退,pH值回升到6.6~6.8左右。
(1)水解酸化階段。污水中復(fù)雜的大分子、不溶性的有機物在細胞外酶的作用下水解為小分子、溶解性有機物,然后滲入細胞體內(nèi),水解產(chǎn)生揮發(fā)性有機酸、醇類及醛類等。
(2)產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。在產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌的作用下,各種有機酸分解轉(zhuǎn)化為乙酸、氫和二氧化碳。
(3) 產(chǎn)甲烷階段。產(chǎn)甲烷菌將乙酸、氫及二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。
3、厭氧消化的三個階段和COD轉(zhuǎn)化率有多少?
4、水解酸化法的優(yōu)點是什么?
(1) 池體不需要密閉,也不需要三相分離器,運行管理方便簡單。
(2) 大分子有機物經(jīng)水解酸化后,生成小分子有機物,可生化性較好,即水解酸化可以改變原污水的可生化性,從而減少反應(yīng)時間和處理能耗。
(3) 水解酸化屬于厭氧處理的前期,沒有達到厭氧發(fā)酵的最終階段,因而出水中也就沒有厭氧發(fā)酵所產(chǎn)生的難聞氣味,改善了污水處理廠的環(huán)境。
(4) 水解酸化反應(yīng)所需時間較短,因此所需構(gòu)筑物體積很小,一般與沉淀池相當,可節(jié)約基建投資。
(5)時間酸化對固體有機物的降解效果較好,而且產(chǎn)生的剩余污泥很少,實現(xiàn)了污泥、污水一次處理,具有消化池的部分功能。
5、厭氧生物處理的主要特點有哪些?
(1) 能耗較低:因為厭氧生物處理不需要供氧,能源消耗約為好氧活性污泥法的1/10,還能產(chǎn)生具有較高熱值的甲烷氣(CH4)。每去除1gCODcr可以產(chǎn)生0.35標準升甲烷或0.7標準升沼氣。沼氣的熱值為22.7KJ/L,甲烷的熱值為39300KJ/m3,一般天然氣的熱值為34300KJ/m3 。
(2)污泥產(chǎn)量低:因為厭氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多,好氧生物處理系統(tǒng)每處理1kgCODcr產(chǎn)生的污泥量為0.25~0.6kg,而厭氧生物處理系統(tǒng)每處理1kgCODcr產(chǎn)生的污泥量只有0.02~0.18kg。
(3)可對好氧生物處理系統(tǒng)不能降解的一些大分子有機物進行徹底降解或部分降解。
(4) 厭氧微生物對溫度、PH等環(huán)境因素的變化更為敏感,運行管理好厭氧生物處理系統(tǒng)的難度較大。
(5)水溫適應(yīng)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(yīng)廣泛,分低溫厭氧(10~30℃)、中溫厭氧(30~40℃)和高溫厭氧(50~60℃)。
6、厭氧生物處理的影響因素有哪些?
(1) 溫度。存在兩個不同的最佳溫度范圍(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(yīng)這兩個最佳溫度范圍。
(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,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為依據(jù)。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。
(4) 營養(yǎng)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。有時需補充某些必需的特殊營養(yǎng)元素,甲烷菌對硫化物和磷有專性需要,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)甲烷菌活動的氧化還原電位要低于-150mV,在培養(yǎng)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保證反應(yīng)器內(nèi)的堿度適中。
(7) 有毒物質(zhì)。
(8) 水力停留時間。水力停留時間對于厭氧工藝的影響主要是通過上流速度來表現(xiàn)出來的。一方面,較高的水流速度可以提高污水系統(tǒng)內(nèi)進水區(qū)的擾動性,從而增加生物污泥與進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(tǒng)中能擁有足夠多的污泥,上流速度又不能超過一定限值。
7、營養(yǎng)物質(zhì)對厭氧生物處理的影響體現(xiàn)在哪些方面?
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,但由于厭氧微生物對碳素養(yǎng)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(jù)具體情況,補充某些必需的特殊營養(yǎng)元素,比如硫化物、鐵、鎳、鋅、鈷、鉬等。
在厭氧處理時提供氮源,除了滿足合成菌體之外,還有利于提高反應(yīng)器的緩沖能力。如果氮源不足,即碳氮比太高,不僅導(dǎo)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,如果氮源過剩,碳氮比太低、氮不能被充分利用,將導(dǎo)致系統(tǒng)中氮的積累,引起pH值上升;如果pH值上升到8以上,就會抑制產(chǎn)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的范圍內(nèi)才能維持甲烷菌的活性。
8、pH值對厭氧處理的影響體現(xiàn)在哪些方面?
厭氧微生物對其活動范圍內(nèi)的pH值有一定的要求,產(chǎn)酸菌對pH值的適應(yīng)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(yīng)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,在厭氧處理過程中,尤其是產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷在一個構(gòu)筑物內(nèi)進行時,通常要保持反應(yīng)器內(nèi)的pH值在6.5~7.2之間,最好保持在6.8~7.2的范圍內(nèi)。
厭氧處理要求的最佳pH值指的是反應(yīng)器內(nèi)混合液的pH值,而不是進水的pH值,因為生物化學(xué)過程和稀釋作用可以迅速改變進水的pH值。反應(yīng)器出水的pH值一般等于或接近反應(yīng)器內(nèi)部的pH值。
含有大量溶解性碳水化合物的廢水進入?yún)捬醴磻?yīng)器后,會因產(chǎn)生乙酸而引起pH值的迅速降低,而經(jīng)過酸化的廢水進入反應(yīng)器后,pH值將會上升。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(yīng)器所要求的pH值。
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