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UASB厌氧反应器在高浓度工业废水中的应用分析之七--反应器“酸化”及形成的原因

作者:lyhb来源:漓源环保 浏览次数: 日期:2017.07.05

一.什么是“酸化”
      UASB反应器在运行过程中由于进水负荷、水温、有毒物质进入等原因变化而导致挥发性脂肪酸在厌氧反应器内积累,从而出现产气量减小、出水COD值增加、出水pH值降低的现象,称之为“酸化”。发生“酸化”的反应器其颗粒污泥中的产甲烷菌受到严重抑制,不能将乙酸转化为甲烷,此时系统出水COD值甚至高于进水COD值,厌氧反应器处于瘫痪状态。
二、挥发酸、碱度对厌氧反应器的运行的影响
      UASB厌氧反应器启动分为初次启动和二次启动。初次启动指用颗粒污泥以外的其它污泥作为种泥启动的一个UASB厌氧反应器的启动过程。二次启动是指使用颗粒污泥作为种泥对UASB厌氧反应器的启动过程。我们着重介绍了进水负荷、反应器内温度、pH值、悬浮物质对厌氧反应器的影响,现将挥发酸(VFA)、碱度在厌氧反应器的运行过程中的作用及对pH值、产气量的影响等问题介绍如下:
      1、挥发性脂肪酸
      1)VFA简介
      挥发性脂肪酸简称挥发酸,英文缩写为VFA,它是有机物质在厌氧产酸菌的作用下经水解、发酵发酸而形成的简单的具有挥发性的脂肪酸,如乙酸、丙酸等。挥发酸对甲烷菌的毒性受系统pH值的影响,如果厌氧反应器中的pH值较低,则甲烷菌将不能生长,系统内VFA不能转化为沼气而是继续积累。相反在pH值为7或略高于7时,VFA是相对无毒的。挥发酸在较低pH值下对甲烷菌的毒性是可逆的。
      2)VFA积累产生的原因
      厌氧反应器出水VFA是厌氧反应器运行过程中非常重要的参数,出水VFA浓度过高,意味着甲烷菌活力还不够高或环境因素使甲烷菌活力下降而导致VFA利用不充分,积累所致。温度的突然降低或升高、毒性物质浓度的增加、pH的波动、负荷的突然加大等都会由出水VFA的升高反应出来。进水状态稳定时,出水pH的下降也能反能反映出VFA的升高,但是pH的变化要比VFA的变化迟缓,有时VFA可升高数倍而pH尚没有明显改变。因此从监测出水VFA浓度可快速反映出反应器运行的状况,并因此有利于操作过程及时调节。过负荷是出水VFA升高的原因。因此当出水VFA升高而环境因素(温度、进水pH、出水水质等)没有明显变化时,出水VFA的升高可由降低反应器负荷来调节,过负荷由进水COD浓度或进水流量的升高引起,也会由反应器内污泥过多流失引起。
      3)VFA与反应器内pH值的关系
      在UASB反应器运行过程中,反应器内的pH值应保持在6.5-7.8范围内,并应尽量减少波动。pH值在6.5以下,甲烷菌即已受到抑制,pH值低于6.0时,甲烷菌已严重抑制,反应器内产酸菌呈现优势生长。此时反应器已严重酸化,恢复十分困难。
      VFA浓度增高是pH下降的主要原因,虽然pH的检测非常方便,但它的变化比VFA浓度的变化要滞后许多。当甲烷菌活性降低,或因过负荷导致VFA开始积累时,由于废水的缓冲能力,pH值尚没有明显变化,从pH值的监测上尚反映不出潜在的问题。当VFA积累至一定程度时,pH才会有明确变化。因此测定VFA是控制反应器pH降低的有效措施。
      当pH值降低较多,一般低于6.5时就应采取应急措施,减少或停止进液,同时继续观察出水pH和VFA。待pH和VFA恢复正常以后,反应器在较低的负荷下运行。进水pH的降低可能是反应器内pH下降的原因,这就要看反应器内碱度的多少,因此如果反应器内pH降低,及时检查进液pH有无改变并监测反应器内碱度也是很必要的。
      4)厌氧反应器启动、运行过程中需注意与VFA相关的问题
      厌氧反应器运转正常的情况下,VFA的浓度小于100mg/l,但在启动和运行过程中VFA出现一定的波动是正常的,不必太过惊慌。①厌氧反应器启动阶段,当环境因素如出水pH、罐温正常时,出水VFA过高则表时反应器负荷相对于当时的颗粒污泥活力偏高。出水VFA若高于500mg/l,则应当停止进液,直到反应器内VFA低于150mg/l后,并保证反应器内pH不低于7,一旦降至7以下,则有必要加碱调节pH,再继续以原浓度、负荷进液运行。②厌氧反应器运行阶段,运行负荷的增加可能会导致出水VFA浓度的升高,当出水VFA高于250mg/l时,不要停止进液但要仔细观察反应器内pH值、COD值的变化防止“酸化”的发生。增大负荷后短时间内,产气量可能会降低,几天后产气量会重新上升,出水VFA浓度也会下降。

 

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