厭氧生物處理的影響因素

1.溫度

  厭氧過程比好氧過程對溫度變化，尤其是對低溫更加敏感，是因?yàn)閷⒁宜徂D(zhuǎn)化為甲烷的的甲烷菌比產(chǎn)乙酸菌對溫度更加敏感。低溫時(shí)揮發(fā)酸濃度增加，就是因?yàn)楫a(chǎn)酸菌的代謝速率受溫度的影響比甲烷菌受到的影響小。低溫時(shí)VFA濃度的迅速增加可能會(huì)使VFA在系統(tǒng)中累積，終超過系統(tǒng)的緩沖能力，導(dǎo)致州值的急劇下降，從而嚴(yán)重影響厭氧工藝的正常運(yùn)行和大處理能力的發(fā)揮。

  厭氧消化過程存在兩個(gè)不同的溫度范圍，一個(gè)是55℃左右，一個(gè)是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(gè)溫度范圍。溫度的急劇變化和上下波動(dòng)不利于厭氧處理的正常進(jìn)行，當(dāng)短時(shí)間內(nèi)溫度升降超過5℃，沼氣產(chǎn)量會(huì)明顯下降，甚至停止產(chǎn)氣。因此厭氧生物處理系統(tǒng)在運(yùn)行中的溫度變化幅度一般不要超過2~3℃。但與其他影響因素不同的是，溫度的短時(shí)性突然變化或波動(dòng)一般不會(huì)使厭氧處理系統(tǒng)道受根本性的破壞，溫度一經(jīng)恢復(fù)到原來的水平，處理效果和產(chǎn)氣量就能隨之恢復(fù)，不過溫度波動(dòng)持續(xù)的時(shí)間較長時(shí)，恢復(fù)所需時(shí)間也較長。

  高溫消化的反應(yīng)速率約為中溫消化的1.5~1.9倍，產(chǎn)氣率也高，但沼氣中甲烷所占的比例卻比中溫消化低。當(dāng)處理含病原菌和寄生蟲卵的污水或污泥時(shí)，采用高溫消化可以取得較理想的衛(wèi)生效果。理論上講，如果厭氧處理產(chǎn)生的甲烷全部燃燒，而且假定向污水中的傳熱效率是99%，那么每1000mg CoD。L所轉(zhuǎn)化的甲烷可使污水溫度升高3.3℃，即厭氧處理高濃度有機(jī)污水時(shí)所產(chǎn)生的甲烷燃燒后可以將污水加熱到高于其原來的溫度。照此計(jì)算，如果待處理的工業(yè)廢水溫度超過40℃、COD。值超過5000mg/L，就可以考慮采用高溫厭氧生物處理法。如果原污水本身溫度較低，COD-值也不高，采用高溫厭氧生物處理法必須補(bǔ)充很多外加能量時(shí)，從經(jīng)濟(jì)上是不劃算的。尤其是處理污水的量較大時(shí)，更要考慮加熱污水是否經(jīng)濟(jì)。

  采用高溫厭氧生物處理法時(shí)，必須考慮處理出水的去向問題。采用高溫厭氧生物處理時(shí)的出水水質(zhì)很難達(dá)標(biāo)排放（即使達(dá)標(biāo)，如此高的水溫直接排入水體也是不合法的），通常作為二級生物處理的預(yù)處理，即需要進(jìn)入曝氣池等好氧生物處理構(gòu)筑物。如果經(jīng)過高溫厭氧處理的水量在好氧處理系統(tǒng)進(jìn)水中的比例過大，有可能導(dǎo)致好氧處理系統(tǒng)水溫過高，而溫度一旦超過40℃，對好氧處理系統(tǒng)的影響將是致命的，這時(shí)候必須增加對高溫厭氧處理出水的降溫措施，增加污水處理的能耗。因此，在決定是否采用高溫厭氧生物處理法時(shí)，必須綜合考慮整個(gè)污水處理系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

2.水力停留時(shí)間
  水力停留時(shí)間對于厭氧工藝的影響主要是通過上升流速來表現(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(jìn)水區(qū)的擾動(dòng)性，從而增加生物污泥與進(jìn)水有機(jī)物之間的接觸，提高有機(jī)物的去除率。另一方面，水力負(fù)荷過大導(dǎo)致水力停留時(shí)間過短，可能造成反應(yīng)器內(nèi)的生物體流失。為了維持系統(tǒng)中能擁有足夠多的污泥，上升流速又不能超過一定限值。

  要同時(shí)保證厭氧生物處理的水力停留時(shí)間HRT和固體停留時(shí)間SRT。HRT與待處理的污水中的有機(jī)污染物性質(zhì)有關(guān)，簡單的低分子有機(jī)物要求的HRT較短，復(fù)雜的大分子有機(jī)物要求的HRT較長。試圖在HRT較短的情況下，利用懸浮生長工藝如UASB處理低濃度污水往往行不通。要想經(jīng)濟(jì)地利用厭氧技術(shù)來處理低濃度污水，必須提高SRT與HRT的比值，即設(shè)法增加反應(yīng)器內(nèi)的生物量。因此在利用厭氧法處理低濃度污水時(shí)，水力像和時(shí)間是比有機(jī)負(fù)荷更為重要的工藝控制條件。

3、有機(jī)負(fù)荷
  

  由于厭氧生物處理幾乎對污水中的所有有機(jī)物都有分解化用，因此討論厭氧生物處理時(shí)，一般都以CODc值來分析，而像好氧生物處理那樣必須以BOD3為依據(jù)。厭氧處理的有機(jī)負(fù)著通常以容積負(fù)荷和一定的CODc去除率來表示，厭氧生物處理系統(tǒng)的容積負(fù)荷是好氧系統(tǒng)的10倍以上，可以高達(dá)5~10gCoDc/(m2·d)。厭氧處理的程度與有機(jī)負(fù)荷有關(guān)，一般是有機(jī)負(fù)荷越高，處理程度越低。但隨著厭氧反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度的增加，有可能在保持較低污泥負(fù)荷的條件下得到較高的容積負(fù)荷。

有機(jī)負(fù)荷對厭氧生物處理的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）厭氧生物反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷直接影響處理效率和產(chǎn)氣量。在一定范圍內(nèi)，隨著有機(jī)負(fù)荷的提高，產(chǎn)氣量增加，但有機(jī)負(fù)荷的提高必然導(dǎo)致停留時(shí)間的縮短，即進(jìn)水有機(jī)物分解率將下降，從而又會(huì)使單位質(zhì)量進(jìn)水有機(jī)物的產(chǎn)氣量減少。
（2）厭氧處理系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)取決于產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷速率的相對平衡，有機(jī)負(fù)荷過高，則產(chǎn)酸率有可能大于產(chǎn)甲烷的用酸率，從而造成揮發(fā)酸VFA的積累使pH值迅速下降，阻礙產(chǎn)甲烷階段的正常進(jìn)行。嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致產(chǎn)甲烷作用的停頓，整個(gè)系統(tǒng)陷于難象狀態(tài)，調(diào)整恢復(fù)起來非常困難。
（3）如果有機(jī)負(fù)荷的提高是由進(jìn)水量增加而產(chǎn)生的，過高成水力負(fù)荷還有可能使厭氧處理系統(tǒng)的污泥的流失率大于其地下率，進(jìn)而影響系統(tǒng)的處理效率。
（4）如果進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷過低，雖然產(chǎn)氣率和有機(jī)物的去除可以提高，但設(shè)備的利用率低，投資和運(yùn)行費(fèi)用升高。

4.營養(yǎng)物質(zhì)
厭氧微生物的生長繁殖需要攝取一定比例的C、N、I他微量元素，但由于厭氧9比值（200~300）：5:1即可。硫么）！控制在CODc:N:P=菌對硫化氫的需要量為1一-烷菌的必須營養(yǎng)物質(zhì)，甲燒補(bǔ)充某些必需的特殊營養(yǎng)元素。級同時(shí)還要根據(jù)具體情況，高某些系統(tǒng)酶的活性。一，比如鐵、鎳、鋅、鉆、銅等以提在厭氧處理時(shí)提供氮源，有利于提高反應(yīng)器的緩沖館、滿足合成菌體所需之外，還
高，不僅導(dǎo)致厭氧菌增殖攀屬”如果氮源不足，即碳氮比太低，引起pH值下降。相反，如]更器品。一消化液的緩沖能力降源過剩，碳氮比太低、氮不能被充分利用，將導(dǎo)致系統(tǒng)中領(lǐng)的積累，引起pH值上升；如果地值上升到8以上，就會(huì)抑制產(chǎn)中集故的生長裝水。產(chǎn)甲烷菌的生長繁殖，使消化效率降低。
5.氧化還原電位
無氧環(huán)境是嚴(yán)格厭氧的產(chǎn)甲烷菌生長繁殖的基本條件之一。產(chǎn)甲烷菌不像好氧菌那樣具有過氧化氫酶，因而對氧和氧化劑非常敏感。水中的含氧濃度可以用氧化還原電位來間接表示。在厭氧消化過程中，非產(chǎn)甲烷階段可以在兼氧條件下進(jìn)行，氧化還原電位為+100mV~-100mV，而在產(chǎn)甲烷階段的氧化還原電位臨界值為一200mV，中溫消化或常溫消化的氧化還原電位必須控制在-300mV~-350mV，高溫消化的氧化還原電位必須控制在-560mV～-600mV?；旌弦褐械难鹾渴怯绊憛捬醴磻?yīng)器中氧化還原電位的重要因素，但不是惟一因素，揮發(fā)性有機(jī)酸濃度的高低、pH值的升降及銨離子濃度的增減等因素都會(huì)引起混合液氧化還原電位的變化。如pH值低，相應(yīng)的氧化還原電位就高，pH高，相應(yīng)的氧化還原電位就低。