厭氧生物處理也稱厭氧消化,就是在無氧且無硝酸鹽存在的條件下,由兼性微生物及專性厭氧微生物的作用,使復雜有機物分解成無機物,產(chǎn)生CH4,CO2以及少量的H2S,NH3,H2等,凈化或穩(wěn)定處理廢水(或污泥)的過程。厭氧處理的反應是由多種不同性質、不同功能的微生物協(xié)同發(fā)揮作用的連續(xù)微生物過程,遠比好氧生物處理中的微生物過程復雜。主要影響因素有:溫度、pH值、氧化還原電位、營養(yǎng)物質、F/M比、有毒物質等。
1、溫度:溫度對厭氧微生物的影響尤為明顯,一般在常溫條件下(20~25°C)進行,以節(jié)省能量和運行費用,當溫度低于下限溫度時,每下降1℃,效率下降11%。溫度在1-3℃的微小波動,對厭氧反應影響不明顯,但溫度變化過大(急速變化),則會使污泥活力下降,度產(chǎn)生酸積累等問題。
2、pH值和堿度:pH值是厭氧消化過程中的最重要的影響因素;通常pH值調節(jié)為6.8~7.2范圍內,因產(chǎn)甲烷菌對pH值的變化非常敏感,pH值在<6.5或>8.2時,產(chǎn)甲烷菌會受到嚴重抑制,而進一步導致整個厭氧消化過程的惡化;堿度主要作用是保證厭氧體系具有一定的緩沖能力,維持合適的pH值;厭氧體系是一個pH值的緩沖體系,主要由碳酸鹽體系所控制。厭氧體系一旦發(fā)生酸化,則需要很長的時間才能恢復。
3、氧化還原電位:嚴格的厭氧環(huán)境是產(chǎn)甲烷菌進行正常生理活動的基本條件;非產(chǎn)甲烷菌可以在氧化還原電位為+100~ -100mv的環(huán)境正常生長和活動;產(chǎn)甲烷菌的理想氧化還原電位為-150~ -400mv,在培養(yǎng)產(chǎn)甲烷菌的初期,氧化還原電位不能高于-330mv。
4、營養(yǎng)要求:厭氧微生物對N、P等營養(yǎng)物質的要求略低于好氧微生物,其要求COD:N:P = 200:5:1;多數(shù)厭氧菌不具有合成某些必要的維生素或氨基酸的功能,有時需要投加:K、Na、Ca等金屬鹽類;微量元素Ni、Co、Mo、Fe等;有機微量物質:酵母浸出膏、生W素、維生素等。
5、F/M比:厭氧生物處理的有機物負荷較好氧生物處理更高,一般可達5~10kgCOD/m3.d,甚至可達50~80 kgCOD/m3.d;無傳氧的限制;可以積聚更高的生物量。產(chǎn)酸階段的反應速率遠高于產(chǎn)甲烷階段,因此必須十分謹慎地選擇有機負荷;高的有機容積負荷的前提是高的生物量,而相應較低的污泥負荷;高的有機容積負荷可以縮短HRT,減少反應器容積。
6、有毒物質:常見的抑制性物質有硫化物、氨氮、重金屬、Q化物及某些有機物。硫酸鹽和其它硫的氧化物很容易在厭氧消化過程中被還原成硫化物;可溶的硫化物達到一定濃度時,會對厭氧消化過程主要是產(chǎn)甲烷過程產(chǎn)生抑制作用;投加某些金屬如Fe可以去除S2-,或從系統(tǒng)中吹脫H2S可以減輕硫化物的抑制作用。氨氮是厭氧消化的緩沖劑,但濃度過高,則會對厭氧消化過程產(chǎn)生毒害作用,抑制濃度為50~200mg/l,馴化后適應能力會得到增強。
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