厭氧生物處理、調試、運行指導手冊

　　1、目的：本手冊用于厭氧生物降解工藝單元的運行管理。

　　2、內容及對象：手冊包括有以下7個內容：即:

　　厭氧生物反應概述;厭氧技術優勢和不足;反應機理;厭氧反應器類型;厭氧反應器工藝控制條件;啟動方式;運行管理;問題及解決措施;

　　手冊適用于厭氧反應器操作人員、污水站技工、化驗人員和管理人員，亦可供相關人員參考。

　　3、厭氧反應概述：

　　利用微生物生命過程中的代謝活動，將**物分解為簡單無機物，從而去除水中**物污染的過程，稱為廢水的生物處理。根據代謝過程對氧的需求，微生物又分為好氧、厭氧和介于兩者間的兼性微生物。厭氧生物處理就是利用厭氧微生物的代謝過程，在無需提供氧的情況下，把**物轉化為無機物和少量的細胞物質，這些無機物包括大量的生物氣(即沼氣)和水。

　　厭氧是一種低成本廢水處理技術，把廢水治理和能源相結合，特別適合發展中國家使用。

　　4、厭氣處理技術的優勢和不足：

　　優勢：

　　4.1可作為環境保護、能源回收和生態良性循環結合系統的技術，具有良好的社會、經濟、環境效益。

　　4.2耗能少,運行費低,對中等以上(1500mg/L)濃度廢水費用僅為好氧工藝1/3.

　　4.3回收能源,理論上講1kgCOD可產生純甲烷0.35m3,燃值(3.93×10-1J/m3)，高于天然氣(3.93×10-1J/m3)。以日排10t COD工廠為例,按COD去除80%,甲烷為理論值80%計算，日產沼氣2240m3,相當于2500m3天然氣或3.85t煤,可發電5400Kwh.

　　4.4設備負荷高、占地少。

　　4.5剩余污泥少,僅相當于好氧工藝1/6～1/10.

　　4.6對N、P等營養物需求低，好氧工藝要求C：N:P=100:5:1,厭氧工藝為C:N:P=(350-500):5:1。

　　4.7可直接處理高濃**廢水,不需稀釋。

　　4.8厭氧菌可在中止供水和營養條件下，保留生物活性和沉泥性一年,適合間斷和季節性運行。

　　4.9系統靈活,設備簡單,易于制作管理，規模可大可小。

　　厭氧不足:

　　1、 出水污染濃度高于好氧，一般不能達標;

　　2、 對有毒性物質敏感;

　　3、 初次啟動緩慢，*少需8-12周以上方能轉入正常水平。

　　5、反應機理：

　　厭氧反應過程是對復雜物質(指高分子**物以懸浮物和膠體形式存在于水中)生物降解的復雜的生態系統。其反應過程可分為四個階段：

　　5.1水解階段——被細菌胞外酶分解成小分子。例如：纖維素被纖維酶水解為纖維二糖和葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解為麥牙糖和葡萄糖，蛋白質被蛋白酶水解為短肽和氨基酸等，這些小分子的水解產物能被溶解于水，并透過細胞為細胞所利用。

　　5.2發酵階段——小分子的化合物在發酵菌(即酸化菌)的細胞內轉化為更為簡單的化合物，并分泌到細胞外。這一階段主要產物為揮發性脂肪酸(VFA)醇類、乳酸、CO2、氫、氨、硫化氫等。

　　5.3產酸階段——上一階段產物被進一步轉化為乙酸、氫、碳酸以及新的細胞物質。

　　5.4產甲烷階段——在這一階段乙酸、氫、碳酸、甲酸和甲醇等被轉化為甲烷、二氧化碳和新細胞物質。原理圖如下：

　　復雜**物

　　水解、發酵

　　脂肪酸(﹥C2) 硫酸鹽還原

　　產乙酸

　　H2+CO2 乙酸

　　產甲烷 產甲烷

　　CH4+CO2

　　硫酸鹽還原 硫酸鹽還原

　　H2S+CO2

　　a、 水解階段——含有蛋白質水解、碳水化合物水解和脂類水解。

　　b、 發酵酸化階段——包括氨基酸和糖類的厭氧氧化，以及較高級脂肪酸與醇類的厭氧氧化。

　　c、 產乙酸階段——含有從中間產物中形成乙酸和氧氣，以及氫氣和二氧化碳形成乙酸。

　　d、 產甲烷階段——包括從乙酸形成甲烷，以及從氧、二氧化碳形成甲烷。廢水中有硫酸鹽時，還會有硫酸鹽還原過程，如虛線所示。

　　6、厭氧反應器類型：

　　6.1普通厭氧反應池

　　6.2厭氧接觸工藝

　　6.3升流厭氧污泥庫(UASB)反應器

　　6.4厭氧顆粒污泥膨脹庫(EGSR)

　　6.5厭氧濾料(AF)

　　6.6厭氧流化庫反應器

　　6.7厭氧折流反應器(ABR)

　　6.8厭氧生物轉盤

　　6.9厭氧混臺反應器等.

　　7、厭氧反應的工藝控制條件：

　　7.1溫度：按三種不同嗜溫厭氧菌(嗜溫5-20℃ 嗜溫20-42℃ 嗜溫42-75℃)工程上分為低溫厭氧(15-20℃)、中溫厭氧(30-35℃)、高溫厭氧(50-55℃)三種。溫度對厭氧反應尤為重要，當溫度低于**下限溫度時，每下降1℃，效率下降11%。在上述范圍，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，度產生酸積累等問題。

　　7.2 PH：厭氧水解酸化工藝，對PH要求范圍較松，即產酸菌的PH應控制4-7℃范圍內;完全厭氧反應則應嚴格控制PH，即產甲烷反應控制范圍6.5-8.0,**范圍為6.8-7.2,PH低于6.3或高于7.8,甲烷化速降低。

　　7.3氧化還原電位：水解階段氧化還原電位為-100～+100mv，產甲烷階段的**氧化還原電位為-150～-400mv。因此,應控制進水帶入的氧的含量，不能因以對厭氧反應器造成不利影響。

　　7.4營養物：厭氧反應池營養物比例為C:N:P=(350-500):5:1。

　　7.5有毒有害物：抑制和影響厭氧反應的有害物有三種：

　　7.5.1無機物:有氨、無機硫化物、鹽類、重金屬等，特別硫酸鹽和硫化物抑制作用*為嚴重;

　　7.5.2**化合物:非極性**化合物，含揮發性脂肪酸(VFA)、非極性酚化合物、單寧類化合物、芬香族氨基酸、焦糖化合物等五類。

　　7.5.3生物異型化合物,含氯化烴、甲醛、氰化物、洗滌劑、抗菌素等。

　　7.6工藝技術參數：

　　7.6.1水力停留時間:HRT

　　7.6.2**負荷

　　7.6.3污泥負荷

　　8、厭氧反應器啟動:8.1接種污泥:有顆粒污泥時,接種污泥數量大小10-15%.當沒有現成的污泥時,應用*多的是污水處理廠污泥池的消化污泥.稠的消化污泥有利于顆粒污泥形成。沒有消化污泥和顆粒污泥時，化糞池污泥、新鮮牛糞、豬糞及其它家畜糞便都可利用作菌種，也可用腐敗污泥和魚塘底泥作接種污泥，但啟動周期較長。

　　污泥接種濃度至少不低10Kg?VSS/m3反應器容積，但接種污泥填充量不大于反應器容積60%。污泥接種中應防止無機污泥、砂以及不可消化的其它物進入厭氧反應器內。

　　8.2接種污泥啟動：啟動分以下三個階段進行：

　　1、起始階段——反應池負荷從0.5-1.0kgCOD/m3d或污泥負荷0.05-0.1kgCOD/kgVSS?d開始。進入厭氧池消化降解廢水的混合液濃度不大于COD5000mg/L，并按要求控制進水，**的COD負荷為1000mg/L。進液濃度不符合應進行稀釋。

　　進液時不要刻意嚴格控制所有工藝參數，但應特別注意乙酸濃度，應保持在1000mg/L以下。進液采用間斷沖擊形式，即每3～4小時一次，每次5-10min，之后逐步減斷間隔時間至1小時，每次進液時間逐步增長20～30min。起始階段，進水間隔時間過長時，則應每隔1小時開動泵對污泥攪拌一次，每次3～5min。

　　2、啟動第二階段——當反應器容積負荷上升到2-5kgCOD/m3d時，這一階段洗出污泥量增大，顆粒污泥開始產生。一般講，從**段到第二段要40d時間，此時容積負荷大約為設計負荷的50%。

　　3、啟動的第三階段——從容積負荷50%上升到****，采用逐步增加進料數量和縮短進料間斷時間來實現。衡量能否獲進料量和縮短進料時間的化驗指標定控制發揮性脂肪酸VFA不大于500mg/L，當VFA超過500-1000mg/L，厭氧反應器呈現酸化狀態，超過1000mg/L則表明已經酸化，需立即采取措施停止進料，進行菌種馴化。一般來講第二段到第三段也需30-40d時間。

　　8.3啟動的要點

　　1、啟動一定要逐步進行，留有充裕的時間，并不能期望很短時間進入加料運行達到厭氧降解的目標。因為啟動實際上是使細菌從休眠狀態恢復，即活化的過程。啟動中細菌選擇、馴化、增殖過程都在進行，原厭氧污泥中濃度較低的甲烷菌的增長速度相對于產酸菌要慢的多。因此，這時負荷一般不能高，時間不能短，每次進料要少，間隔時間要長。

　　2、混合進液濃度一定要控制在較低水平，一般COD濃度為1000-5000mg/L，當超過5000mg/L，應進行出水循環和加水稀釋至要求。

　　3、若混合液中亞硫酸鹽濃度大于200mg/L時，則亦應稀釋至100mg/L以下才能進液。

　　4、負荷增加操作方式：啟動初期容積負荷可從0.2-0.5kgCOD/m3?d開始，當生物降解能力達到80%以上時，再逐步加大。若**負荷進料，厭氧過程仍不正常COD不能消化，則進料間斷時間應延長24h或2-3d，檢查消化降解的主要指標測量VFA濃度，啟動階段VFA應保持在3mmoL/L以下。

　　5、當容積負荷走到2.0kgCOD/m3d后，每次進料負荷可增大，但**不超過20%，只有當進料增大，而VFA濃度且維持不變，或仍維持在﹤3mmoL/L水平時，進料量才能不斷增大進液間隔才能不斷減少。

　　9、 厭氧生物處理中存在的問題及解決方法1、污泥生長過慢1營養物不足，微量元素不足：(增加營養物和微量元素)

　　2進液酸化度過高：(減少酸化度)

　　3種泥不足：(增加種泥)

　　2、反應器過負荷1反應器污泥量不夠：(增加種污或提高污泥產量)

　　2污泥產甲烷活性不足：(減少污泥負荷)

　　3每次進泥量過大間斷時間短：(減少每次進泥量加大進泥間隔)

　　3、污泥活性不夠1溫度不夠：(提高溫度)

　　2產酸菌生長過快：(控制產酸菌生長條件)

　　3營養或微量元素不足：(增加營養物和微量元素)

　　4無機物Ca2+引起沉淀：(減少進泥中Ca2+含量)

　　4、污泥流失1氣體集于污泥中，污泥上浮：(增加污泥負荷，增加內部水循環)

　　2產酸菌使污泥分層：(穩定工藝條件增加廢水酸化程度)

　　3污泥脂肪和蛋白過大：(采取預處理去除脂肪蛋白)

　　5、污泥擴散顆粒污泥破裂1負荷過大：(穩定負荷)

　　2過度機械攪拌：(改水力攪拌)

　　3有毒物質存在：(廢水清除毒素)。

　　4預酸化突然增加：(應用更穩定酸化條件)

　　活性污泥系統管理手冊一、原理：活性污泥的好氧微生物是凝聚、吸附、氧化分解廢水中**物的生力軍，其原理是生物降解。

　　二、活性污泥的形、色、嗅活性污泥外觀似棉絮狀，亦稱絮粒或絨粒，有良好的沉降性能。正常活性污泥呈黃褐色。供氧曝氣不足，可能有厭氧菌產生，污泥發黑發臭。溶解氧過高或進水過淡，負荷過低色澤轉淡。良好活性污泥帶泥土味。

　　三、培菌前的準備工作：1、認真消化施工設計圖紙資料及管理運行手冊;

　　2、檢查熟悉系統裝備及管線閥門，指示記錄儀表;

　　3、清理施工時遺留在池內雜物;

　　4、加注清水或泵抽河水作池滲漏試驗，單臺調試后聯動試車，調好出水堰板至污水處理可正常工作。

　　四、培菌方法：1、所謂活性污泥培養，就是為活性污泥的微生物提供一定的生長繁殖條件，即營養物，溶解氧，適宜溫度和酸堿度。

　　(1)營養物：即水中碳、氮、磷之比應保持100∶5∶1。

　　(2)溶解氧：就好氧微生物而言，環境溶解氧大于0.3mg/l，正常代謝活動已經足夠。但因污泥以絮體形式存在于曝氣池中，以直徑500μm活性污泥絮粒而言，周圍溶解氧濃度2mg/l時，絮粒中心已低于0.1mg/l，抑制了好氧菌生長，所以曝氣池溶解氧濃度常需高于3-5mg/l，常按5-10mg/l控制。調試一般認為，曝氣池出口處溶解氧控制在2mg/l較為適宜。

　　(3)溫度：任何一種細菌都有一個*適生長溫度，隨溫度上升，細菌生長加速，但有一個**和**生長溫度范圍，一般為10-45℃，適宜溫度為15-35℃，此范圍內溫度變化對運行影響不大。

　　(4)酸堿度：一般PH為6-9。特殊時，進水**可為PH 9-10.5，超過上述規定值時，應加酸堿調節。

　　2、培菌法：

　　(1)生活污水培菌法：在溫暖季節，先使曝氣池充滿生活污水，悶曝(即曝氣而不進污水)數十小時后，即可開始進水。引進水量由小到大逐漸調節，連續運行數天即可見活性污泥出現，并逐漸增多。為加快培養進程，在培菌初期投加一些濃質糞便水或米泔水等，以提高營養物濃度。特別注意，培菌時期(尤其初期)由于污泥尚未大量形成，污泥濃度低，故應控制曝氣量，應大大低于正常期曝氣量。

　　(2)干泥接種培菌法：**取水質相同已正常運行的污水系統脫水后的干污泥作菌種源進行接種培養。一般按曝氣池總溶積1%的干泥量，加適量水搗碎，然后再加適量工業廢水和濃糞便水。按上述的方法培菌，污泥即可很快形成并增加至所需濃度。

　　(3)數級擴大培菌法：根據微生物生長繁殖快的特點，仿照發酵工業中菌種→種子罐→發酵罐數級擴大培菌工藝，分級擴大培菌。如某工程設計為三級曝氣池，此時可先在一個池中培菌，在少量接種條件下，在一個曝氣池內培菌，成功后直接擴大至二三級。

　　(4)工業廢水直接培菌法：某些工業廢水，如罐頭食品、豆制品、肉類加工廢水，可直接培菌;另一類工業廢水，營養成分尚全，但濃度不夠，需補充營養物，以加快培養進程。所加營養物品常有：淀粉漿料、食堂米泔水、面湯水(碳源);或尿素、硫氨、氨水(氮源)等，具體情況應按不同水質而定。

　　(5)有毒或難降解工業廢水培菌：有毒或難降解工業廢水，只能先以生活污水培菌，然后再將工業廢水逐步引入，逐步馴化的方式進行。

　　(6)直接引進種菌種培菌：有些特殊水質菌種難于培養，還可利用當地科研力量，利用專業的工業微生物研究所培養菌種后再接種培養，如PVA(聚乙烯醇)好氧消化即有專門好氧菌。此法，投資大，周期長，只有特殊情況才用。

　　3、馴化：在培菌階段后期，將生活污水和外加營養物量，逐漸減少，工業廢水比例逐漸增加，**全部轉為受納工業廢水，這個過程稱為馴化。理論上講，細菌對**物分解必須有酶參與，而且每種酶都要有足夠數量。馴化時，每變化一次配比時，需要保持數天，待運行穩定后(指污泥濃度未減少，處理效果正常)，才可再次變動配比，直至馴化結束。

　　五、運行管理

　　1、巡視：指每班人員必須定時到處理裝置規定位置進行觀察、檢測，以保證運行效果。

　　2、二沉池觀察污泥狀態：主要觀察二沉池泥面高低、上清液透明程度，有無漂泥，漂泥粒大小等。上清液清澈透明----運行正常，污泥狀態良好;上清液混濁----負荷高，污泥對**物氧化、分解不徹底;泥面上升----污泥膨脹，污泥沉降性差;污泥成層上浮----污泥中毒;大塊污泥上浮----沉淀池局部厭氧，導致污泥腐敗;細小污泥漂浮----水溫過高、C/N不適、營養不足等原因導致污泥解絮。

　　3、曝氣池觀察：曝氣池全面積內應為均勻細氣泡翻騰，污泥負荷適當。運行正常時，泡沫量少，泡沫外呈新鮮乳白色泡沫。曝氣池中有成團氣泡上升，表明液面下有曝氣管或氣孔堵塞;液面翻騰不均勻，說明有死角;污泥負荷高，水質差，泡沫多;泡沫呈白色，且數量多，說明水中洗滌劑多;泡沫呈茶色、灰色說明泥齡長或污泥被打破吸附在泡沫上，應增加排泥;泡沫呈其它顏色，水中有染料類物質或發色物污染;負荷過高，**物分解不完全，氣泡較粘，不易破碎。

　　4、污泥觀察：生化處理中除要求污泥有很強的“活性“，除具有很強氧化分解**物能力外，還要求有良好沉降凝聚性能，使水經二沉池后徹底進行“泥”(污泥)“水”(出水)分離。

　　(1)污泥沉降性SV30是指曝氣池混合液靜止30min后污泥所占體積，體積少，沉降性好，城市污水廠SV30常在15-30%之間。污泥沉降性能與絮粒直徑大小有關，直徑大沉降性好，反之亦然。污泥沉降性還與污泥中絲狀菌數量有關，數量多沉降性差，數量少沉降性好。

　　(2)污泥沉降性能還與其它幾個指標有關，它們是污泥體積指數(SVI)，混合液懸浮物濃度(MLSS)、混合液揮發性懸浮濃度(MLVSS)、出水懸浮物(ESS)等。

　　(3)測定水質指標來指導運行：BOD/COD之值是衡量生化性重要指標，BOD/COD≥0.25表示可生化性好，BOD/COD≤0.1表示生化性差。進出水BOD/COD變化不大，BOD也高，表示系統運行不正常;反之，出水的BOD/COD比進水BOD/COD下降快，說明運行正常。出水懸浮物(ESS)高，ESS≥30mg/l時則表示污泥沉降性不好，應找原因糾正，ESS≤30mg/l則表示污泥沉降性能良好。

　　5、曝氣池控制主要因素：

　　(1)維持曝氣池合適的溶解氧，一般控制1-4mg/l，正常狀態下監測曝氣池出水端DO 2mg/l為宜。

　　(2)保持水中合適的營養比，C(BOD)?N?P=100?5?1

　　(3)維持系統中污泥的合適數量，控制污泥回流比，依據不同運行方式，回流比在0-****之間，一般不少于30-50%。

　　六、污泥性狀異常及分析：

　　異常現象癥狀 分析及診斷 解決對策

　　曝氣池有臭味 曝氣池供氧不足，DO值低，

　　出水氨氮有時偏高 增加供氧，使曝氣池出水DO高于2mg/l

　　污泥發黑 曝氣池DO過低，**物厭氧分解析出H2S，其與Fe生成FeS 增加供氧或加大污泥回流

　　污泥變白 絲狀菌或固著型纖毛蟲大量繁殖 如有污泥膨脹，參照污泥膨脹對策

　　進水PH過低，曝氣池PH≤6絲狀型菌大量生成 提高進水PH

　　沉淀池有大快黑色污泥上浮 沉淀池局部積泥厭氧，產生CH4.CO2，氣泡附于泥粒使之上浮，出水氨氮往往較高 防止沉淀池有死角，排泥后在死角處用壓縮空氣沖或高壓水清洗

　　二沉池泥面升高，初期出水特別清澈，流量大時污泥成層外溢 SV>90% SVI>20mg/l污泥中絲狀菌占優勢，污泥膨脹。投加液氯，提高PH，用化學法殺死絲狀菌;投加顆粒碳粘土消化污泥等活性污泥“重量劑”;提高DO;間歇進水

　　二沉池泥面過高 絲狀菌未過量生長MLSS值過高增加排液

　　二沉池表面積累一層解絮污泥 微型動物死亡，污泥絮解，出水水質惡化，COD、BOD上升，OUR低于8mgO2/gVSS.h，進水中有毒物濃度過高，或PH異常。停止進水，排泥后投加營養物，或引進生活污水，使污泥復壯，或引進新污泥菌種

　　異常現象癥狀 分析及診斷 解決對策

　　二沉池有細小污泥不斷外漂 污泥缺乏營養，使之瘦小OUR<8mgO2/gVSS.h;進水中氨氮濃度高，C/N比不合適;池溫超過40℃;翼輪轉速過高使絮粒破碎。投加營養物或引進高濃度BOD水，使F/M>0.1,停開一個曝氣池。

　　二沉池上清液混濁，出水水質差 OUR>20mgO2/gVSS.h污泥負荷過高，**物氧化不完全 減少進水流量，減少排泥

　　曝氣池表面出現浮渣似厚粥覆蓋于表面 浮渣中見諾卡氏菌或纖發菌過量生長，或進水中洗滌劑過量清除浮渣，避免浮渣繼續留在系統內循環，增加排泥

　　污泥未成熟，絮粒瘦小;出水混濁，水質差;游動性小型鞭毛蟲多 水質成分濃度變化過大;廢水中營養不平衡或不足;廢水中含毒物或PH不足 使廢水成分、濃度和營養物均衡化，并適當補充所缺營養。

　　污泥過濾困難 污泥解絮 按不同原因分別處置

　　污泥脫水后

　　泥餅松 **物腐敗 及時處置污泥

　　凝聚劑加量不足 增加劑量

　　曝氣池中泡沫

　　過多，色白 進水洗滌劑過量 增加噴淋水或消泡劑

　　曝氣池泡沫不易破碎，發粘 進水負荷過高，**物分解不全 降低負荷

　　曝氣池泡沫

　　茶色或灰色 污泥老化，泥齡過長解絮污泥附于泡沫上 增加排泥

　　進水PH下降 厭氧處理負荷過高，**酸積累降低負荷

　　好氧處理中負荷過低 增加負荷

　　出水色度上升 污泥解絮，進水色度高 改善污泥性狀

　　出水BOD

　　COD升高 污泥中毒 污泥復壯

　　進水過濃 提高MLSS

　　進水中無機還原物(S2O3 H2S)過高增加曝氣強度

　　COD測定受Clˉ影響 排除干擾