1. UASB反應(yīng)器的反應(yīng)原理

UASB反應(yīng)器可分為兩個(gè)區(qū)域，反應(yīng)區(qū)和氣、液、固三相分離區(qū)。在反應(yīng)區(qū)下部是由沉淀性能良好的污泥（顆粒污泥或絮狀污泥），形成厭氧污泥床。當(dāng)廢水由反應(yīng)器底部進(jìn)入反應(yīng)器后，由于水的向上流動(dòng)和產(chǎn)生的大量氣體上升形成了良好的自然攪拌作用，并使一部分污泥在反應(yīng)區(qū)的污泥床上方，形成相對(duì)稀薄的污泥懸浮層。懸浮液進(jìn)入分離區(qū)后，氣體首先進(jìn)入集氣室被分離，含有懸浮液的廢水進(jìn)入分離區(qū)的沉降室，由于氣體已被分離，在沉降室擾動(dòng)很小，污泥在此沉降，由斜面返回反應(yīng)區(qū)。

2. UASB反應(yīng)器運(yùn)行的三個(gè)重要前提

?反應(yīng)器內(nèi)形成沉淀性能良好的顆粒污泥或絮狀污泥；

?由于產(chǎn)氣和進(jìn)水的均勻分布所形成的良好的自然攪拌作用；

?合理的三相分離器使沉淀性能良好污泥能保留在反應(yīng)區(qū)內(nèi)。

3. UASB反應(yīng)器啟動(dòng)運(yùn)行的四個(gè)階段

3.1 第一階段

UASB啟動(dòng)運(yùn)行初始階段：

?選用接種污泥：選用污水廠污泥消化池的消化污泥接種（具有一定的產(chǎn)甲烷活性）。

?接種污泥的方法（接種污泥量、接種污泥的濃度）：

方法：將含固80%的接種污泥加水?dāng)嚢韬�，均勻倒入到UASB反應(yīng)池。

接種污泥量：接種污泥量為UASB反應(yīng)器的有效容積的30%到50%，最少15%，一般為30%。接種污泥的填充量不超過(guò)UASB反應(yīng)器的有效容積的60%。

?接種污泥的濃度：初啟動(dòng)時(shí)，稀型污泥的接種量為20到30kgvSS/m3，濃度小于40kgVSS/m3的稠型硝化污泥接種量可以略小些。

亦有建議以6-8 kgVSS/m3為宜，因?yàn)橄勰嘁话銥樾鯛铙w，不宜接種太多，太多對(duì)顆粒污泥不但沒(méi)有好處，反而不利。

種泥即污泥種的意思，種泥太多是沒(méi)有必要的，顆粒污泥并非是種泥本身形成的，而是以種泥為種子，在提供充足的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)下由新繁殖的微生物形成，種泥多了，反而會(huì)與初生的顆粒污泥爭(zhēng)奪養(yǎng)分，不利于顆粒污泥的形成。

?接種污泥時(shí)的水質(zhì)：配制低濃度的廢水有利于顆粒污泥的形成，但濃度也應(yīng)當(dāng)足夠維持良好的細(xì)菌生長(zhǎng)條件，因此，初始配水最低 CODcr濃度為2000mg/L，然后逐步提高有機(jī)負(fù)荷直到可降解的 CODcr去除率達(dá)到80%為止。當(dāng)進(jìn)水 CODcr濃度高時(shí)，可采用稀釋水進(jìn)水，調(diào)節(jié)到適宜的CODcr濃度值。

3.2 第二階段（初始運(yùn)行階段，佔(zhàn)計(jì)30天左右）

初始階段是指反應(yīng)器負(fù)荷低于2kgCODcr/m³·d的運(yùn)行階段，此階段反應(yīng)器的負(fù)荷由0.1kgCODcr/m³·d開(kāi)始，逐步分多次提升到2kgCODcr/m³·d。

開(kāi)始采用間歇進(jìn)水，污泥負(fù)荷宜控制在0.05-0.2kgCODcr/（kgVSS·d），當(dāng)接種污泥逐漸適應(yīng)廢水后，污泥逐漸具有除去有機(jī)物的能力，當(dāng)CODcr去除率達(dá)到80%，或出水有機(jī)酸濃度低于200-300mg/L，可以提升進(jìn)水負(fù)荷大約為0.5 kgCODcr/m3·d，此時(shí)進(jìn)水由間歇進(jìn)水改為連續(xù)進(jìn)水。

提升CODcr濃度標(biāo)準(zhǔn)為：當(dāng)可生物降解的CODcr去除率達(dá)到80%后方可提高，直到2kgCOD/m3·d為初始階段。

在這段運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)有少量的非常細(xì)小的分散污泥帶出，其主要原因是水的上流速度和逐漸產(chǎn)生的少量沼氣所致。

初始運(yùn)行階段，每日測(cè)定進(jìn)出水流量、pH、CODcr、ALK、VFA、SS等項(xiàng)目，經(jīng)測(cè)定結(jié)果判斷，若出水VFA<3mmol/L， VFA/ALK=0.3以下，表示UASB系統(tǒng)運(yùn)行正常。

3.3 第三階段（顆粒污泥出現(xiàn)期，預(yù)計(jì)25天）

結(jié)束初期啟動(dòng)后，污泥已適應(yīng)廢水性質(zhì)并具有一定除去有機(jī)物的能力，這時(shí)應(yīng)及時(shí)提升污泥負(fù)荷為0.25kgCODcr/ kgVSS·d或進(jìn)水容積負(fù)荷2.0kgCODcr/m³·d，使微生物獲得足夠的營(yíng)養(yǎng)。

反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷由2kgCOD/m³·d到3.0kgCOD/m³·d的運(yùn)行階段，此階段的反應(yīng)負(fù)荷由2kgCOD/m³·d開(kāi)始，每次0.1kgCOD/m³·d有機(jī)負(fù)荷提升，也可以每次負(fù)荷增加20%，每次操作所需時(shí)間長(zhǎng)短不同，有時(shí)可長(zhǎng)達(dá)兩周，有時(shí)僅幾天，經(jīng)過(guò)多次重復(fù)操作可達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。

提升有機(jī)負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)與監(jiān)測(cè)項(xiàng)目判斷運(yùn)行正常的方法同初始運(yùn)行階段。

在這段運(yùn)行中，由于提升水量大，COD濃度高，產(chǎn)氣量和上流速度的增加引起污泥膨脹，污泥量帶岀量多，大多為細(xì)小非分散的污泥或部分絮狀污泥。這種污泥的帶出，有利于顆�；勰嗟男纬�。

3.4 第四階段（顆粒污泥培養(yǎng)期，30天左右）

本階段的任務(wù)是要實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器內(nèi)的污泥全部顆�；蚴狗磻�(yīng)器達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷，為了加速污泥的增殖，應(yīng)盡快把污泥負(fù)荷提高至0.4-0.5kgCODcr/ kgVSS·d，使微生物獲得充足養(yǎng)料，促進(jìn)其快速增長(zhǎng)。

這一階段是指反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)3.0kgCOD/m³·d，以后的穩(wěn)定運(yùn)行階段。在這段的運(yùn)行中，pH值、溫度、有機(jī)負(fù)荷、VFA、ALK等各項(xiàng)操作參數(shù)嚴(yán)格控制，逐步形成顆粒污泥。

注意：

（1）自初始階段開(kāi)始，每日監(jiān)測(cè)項(xiàng)目一次進(jìn)、出水PH值、COD、SS、VFA ALK、流量；

（2）根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析、判斷、及時(shí)調(diào)整進(jìn)水量、濃度、保持穩(wěn)定運(yùn)行。

4. UASB反應(yīng)器調(diào)試運(yùn)行控制工藝參數(shù)

4.1 反應(yīng)溫度（常溫）：20±2℃，指反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)液的溫度，高出細(xì)菌的生長(zhǎng)溫度的上限，將導(dǎo)致細(xì)菌死亡。當(dāng)溫度下降并低于溫度范圍的下限時(shí)，從整體上講，細(xì)菌不會(huì)死亡，而只是逐漸停止或減弱代謝活動(dòng)，菌種處于休眠狀態(tài)。

4.2 pH值：pH值范圍為6.8-7.8，最佳pH值范圍為6.8-7.2。pH值范圍是指UASB反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)區(qū)的pH，而不是進(jìn)液的pH。因?yàn)閺U水進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，生物化學(xué)過(guò)程和稀釋作用可以迅速改變進(jìn)液的pH值。對(duì)pH值改變最大的影響因素是酸的形成，特別是乙酸的形成。因此含有大量溶解性碳水化合物（如糖、淀粉）的廢水進(jìn)入反應(yīng)器后pH將迅速降低。而乙酸化的廢水進(jìn)入反應(yīng)器后pH將上升，對(duì)于含大量蛋白質(zhì)或氨基酸的廢水，由于氨的形成，pH會(huì)略有上升。對(duì)不同的廢水可選擇不同的進(jìn)液pH值。

4.3 出水VFA的濃度與組成：因?yàn)棰鯢A的去除程度可以直接反映出反應(yīng)器運(yùn)行的狀況，在正常情況下，底物由酸化菌轉(zhuǎn)化為ⅥA，ⅥFA可被甲烷菌轉(zhuǎn)化甲烷，因此甲烷菌活躍時(shí)，出水VFA濃度較低，當(dāng)出水VFA濃度低于3mo1/1（或200ng乙酸/L）時(shí)，反應(yīng)器運(yùn)行狀態(tài)最為良好

4.4 營(yíng)養(yǎng)物與微量元素：主要營(yíng)養(yǎng)物氮、磷、鉀和硫等以及其他的生長(zhǎng)必須的微量元素。例如（Fe、Ni、Co）應(yīng)當(dāng)滿足微生物生長(zhǎng)的需要。一般N和P的要求大約為COD:N:P=（350-500）：5：1，但由于發(fā)酵產(chǎn)酸菌的生長(zhǎng)速率大大高于甲烷菌，因此較為精確的估算應(yīng)當(dāng)是COD：N：P：S=（50/Y）：5：1，其中Y為細(xì)胞產(chǎn)率，對(duì)于發(fā)酵產(chǎn)酸菌Y=0.15；對(duì)于產(chǎn)甲烷菌Y=0.03，此外，甲烷菌細(xì)胞組成中有較高濃度的鐵、鎳和鈷。

4.5 毒物：毒性化合物應(yīng)當(dāng)?shù)陀谝种茲舛然驊?yīng)給于污泥足夠的馴化時(shí)間。如：氨氮、無(wú)機(jī)硫化物、鹽類、重金屬、非極性有機(jī)化合物（揮發(fā)性脂肪酸）等，在運(yùn)行中都要根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行判斷，及時(shí)調(diào)整處理。

5. UASB初次啟動(dòng)過(guò)程的注意事項(xiàng)

5.1 對(duì)初期啟動(dòng)UASB目標(biāo)要明確

對(duì)UASB（第一階段）啟動(dòng)初期，不要追求反應(yīng)器的處理效率和出水質(zhì)量。初期的目標(biāo)是使反應(yīng)器逐漸進(jìn)入“工作”狀態(tài)。是使菌種由休眠狀態(tài)恢復(fù)、活化的過(guò)程。在這一過(guò)程中，當(dāng)菌種從休眠狀態(tài)中恢復(fù)到營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的狀態(tài)后，它們還要經(jīng)歷對(duì)廢水性質(zhì)的適應(yīng)。在整個(gè)馴化增殖過(guò)程中，而原種污泥中可能濃度較低甲烷菌増長(zhǎng)速度相對(duì)于產(chǎn)酸菌要慢得多。因此在顆粒污泥岀現(xiàn)前的這一段相當(dāng)長(zhǎng)。這一段不可能快，也不能有較大的負(fù)荷。

5.2 進(jìn)水COD的影響

當(dāng)廢水CODcr濃度低于2000mg/L時(shí)，一般不需要稀釋，可直接進(jìn)液，當(dāng)廢水CODcr濃度高于2000mg/L時(shí)，可采用進(jìn)水稀釋，增大進(jìn)水量，促使處理設(shè)施水流分布均勻。

5.3 負(fù)荷增加的操作方法

啟動(dòng)最初負(fù)荷可從0.1-2.0kgCOD/m3·d開(kāi)始，當(dāng)降解的CODcr去除率達(dá)到80%后，再逐步増大負(fù)荷。負(fù)荷不應(yīng)增加太快，只要略高于容積負(fù)荷0.1 kgCOD/m3·d即可。水力保留時(shí)間大于24小時(shí)。連續(xù)運(yùn)行，直到有氣體產(chǎn)生。5天后檢査產(chǎn)氣是否達(dá)到略高于0.1m3/m3·d。如果5天后反應(yīng)器產(chǎn)氣量仍未達(dá)到這一數(shù)值，可以停止進(jìn)水，3天后再恢復(fù)進(jìn)液，直到產(chǎn)氣量增加達(dá)到0.1m3/m3·d。

檢查出水VFA，VFA過(guò)高，則表示反應(yīng)器負(fù)荷相當(dāng)于當(dāng)時(shí)的菌種活力偏高。出水VFA若高于8mmol/L，則停止進(jìn)水，直到反應(yīng)器內(nèi)VFA低于3mmol/L后，再繼續(xù)以原濃度、原負(fù)荷進(jìn)水，如果出水VFA低于3mmol/L，說(shuō)明反應(yīng)器運(yùn)行良好。

5.4 增加負(fù)荷量

增加負(fù)荷量可以通過(guò)增大進(jìn)水量，或者降低進(jìn)水稀釋比的方法，負(fù)荷每次可提升20-30%，可以重復(fù)進(jìn)行。每次操作所需時(shí)間長(zhǎng)短不同，有時(shí)長(zhǎng)達(dá)兩周，有時(shí)僅需幾天，要根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)判斷，直到達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷為止。

5.5 水力停留時(shí)間

水力停留時(shí)間對(duì)于厭氧工藝的影響是通過(guò)上升流速來(lái)表現(xiàn)的。一方面高的液體流速増加污水系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)水區(qū)的擾動(dòng)，因此增加了生物污泥與進(jìn)水有機(jī)物之間的接觸，有利于提高去除率。在采用傳統(tǒng)的UASB系統(tǒng)的情況下，上升流速的平均值一般不超過(guò)0.5m/h。這是為保證顆粒污泥形成的重要條件之一。

5.6 VFA/ALK

運(yùn)行中要始終保持VFA/ALK=0.3以下，否則揮發(fā)性脂肪酸積累運(yùn)行失敗。

6. 厭氧生物處理的影響因素

6.1 溫度

厭氧廢水處理分為低溫、中溫和高溫三類。

迄今大多數(shù)厭氧廢水處理系統(tǒng)在中溫范圍運(yùn)行，在此范圍溫度每升高10℃，厭氧反應(yīng)速度約增加一倍。中溫工藝以30-40℃最為常見(jiàn)，其最佳處理溫度在35-40℃間。高溫工藝多在50-60℃間運(yùn)行。在上述范圍內(nèi)，溫度的微小波動(dòng)（如1-3℃）對(duì)厭氧工藝不會(huì)有明顯影響，但如果溫度下降幅度過(guò)大（超過(guò)5℃），則由于污泥活力的降低，反應(yīng)器的負(fù)荷也應(yīng)當(dāng)降低以防止由于過(guò)負(fù)荷引起反應(yīng)器酸積累等問(wèn)題，即我們常說(shuō)的“酸化”，否則沼氣產(chǎn)量會(huì)明顯下降，甚至停止產(chǎn)生，與此同時(shí)揮發(fā)酸積累，出水pH下降，COD值升高。

注：以上所謂溫度指厭氧反應(yīng)器內(nèi)溫度。

6.2 pH

厭氧處理的這一pH范圍是指反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)區(qū)的pH，而不是進(jìn)液的pH，因?yàn)閺U水進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，生物化學(xué)過(guò)程和稀釋作用可以迅速改變進(jìn)液的pH值。反應(yīng)器出液的pH一般等于或接近于反應(yīng)器內(nèi)的pH。對(duì)pH值改變最大的影響因素是酸的形成，特別是乙酸的形成。因此含有大量溶解性碳水化合物（例如糖、淀粉）等廢水進(jìn)入反應(yīng)器后H將迅速降低，而己酸化的廢水進(jìn)入反應(yīng)器后pH將上升，對(duì)于含大量蛋白質(zhì)或氨基酸的廢水，由于氨的形成，pH會(huì)略上升。反應(yīng)器出液的pH一般會(huì)等于或接近于反應(yīng)器內(nèi)的pH，pH值是廢水厭氧處理最重要的影響因素之一，厭氧處理中，水解菌與產(chǎn)酸菌對(duì)pH有較大范圍的適應(yīng)性，大多數(shù)這類細(xì)菌可以在pH為5.0-8.5范圍生長(zhǎng)良好，一些產(chǎn)酸菌在p小于5.0時(shí)仍可生長(zhǎng)。但通常對(duì)pH敏感的甲烷菌適宜的生長(zhǎng)pH為6.5-7.8，這也是通常情況下厭氧處理所應(yīng)控制的pH范圍。

進(jìn)水pH條件失常首先表現(xiàn)在使產(chǎn)甲烷作用受到抑制（表現(xiàn)為沼氣產(chǎn)生量降低，出水COD值升高），即使在產(chǎn)酸過(guò)程中形成的有機(jī)酸不能被正常代謝降解，從而使整個(gè)消化過(guò)程各個(gè)階段的協(xié)調(diào)平衡喪失。如果pH持續(xù)下降到5以下，不僅對(duì)產(chǎn)甲烷菌形成毒害，對(duì)產(chǎn)酸菌的活動(dòng)也產(chǎn)生抑制，進(jìn)而可以使整個(gè)厭氧消化過(guò)程停滯，而對(duì)此過(guò)程的恢復(fù)將需要大量的時(shí)間和人力物力。pH值在短時(shí)間內(nèi)升髙過(guò)8，一般只要恢復(fù)中性，產(chǎn)甲烷菌就能很快恢復(fù)活性，整個(gè)厭氧處理系統(tǒng)也能恢復(fù)正常。

6.3 有機(jī)負(fù)荷和水力停留時(shí)間

有機(jī)負(fù)荷的變化可體現(xiàn)為進(jìn)水流量的變化和進(jìn)水CODcr值的變化。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(duì)平衡，有機(jī)負(fù)荷過(guò)高，則產(chǎn)酸率有可能大于產(chǎn)甲烷的速率，從而造成揮發(fā)酸的積累，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)可導(dǎo)致“酸化”。而且如果有機(jī)負(fù)荷的提高是由進(jìn)水量增加而產(chǎn)生的，過(guò)高的水力負(fù)荷還有可能使厭氧處理系統(tǒng)的污泥流失率大于其增長(zhǎng)率，進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)的處理效率。

水力停留時(shí)間對(duì)于厭氧工藝的影響主要是通過(guò)上升流速來(lái)表現(xiàn)出來(lái)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，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(guò)一定限值，通常采用UASB法處理廢水時(shí)，為形成顆粒污泥，厭氧反應(yīng)器內(nèi)的上升流速一般不低于0.5m/h。

6.4 懸浮物

懸浮物在反應(yīng)器污泥中的積累對(duì)于UASB系統(tǒng)是不利的。懸浮物使污泥中細(xì)菌比例相對(duì)減少，因此污泥的活性降低。由于在一定的反應(yīng)器內(nèi)能保持一定量的污泥，懸浮物的積累最終使反應(yīng)器產(chǎn)甲烷能力和負(fù)荷下降。注意：針對(duì)于調(diào)節(jié)池內(nèi)的浮渣及進(jìn)入污水處理廠的污水中的懸浮物質(zhì)，我們?cè)谌粘９ぷ鳟?dāng)中需采取必要的措施和手段將其除去。

7. UASB反應(yīng)器常見(jiàn)故障

7.1 污泥顆�；囊饬x

顆粒污泥即我們常說(shuō)的厭氧污泥，它的形成實(shí)際上是微生物固定化的一種形式，其外觀為具有相對(duì)規(guī)則的球形或橢圓形黑色顆粒。光學(xué)顯微鏡下觀察，顆粒污泥呈多孔結(jié)構(gòu)，表面有一層透明膠狀物，其上附著甲烷菌。顆粒污泥靠近外表面部分的細(xì)胞密度最大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散，粒徑大的顆粒污泥內(nèi)部往往有一個(gè)空腔。

大而空的顆粒污泥容易破碎，其破碎的碎片成為新生顆粒污泥的內(nèi)核，一些大的顆粒污泥還會(huì)因內(nèi)部產(chǎn)生的氣體不易釋放出去而容易上浮，以至被水流帶走，只要量不大，這也為一種正�，F(xiàn)象。

厭氧反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥形成的過(guò)程稱之為顆粒污泥化，顆粒污泥化是大多數(shù)UASB反應(yīng)器啟動(dòng)的目標(biāo)和成功的標(biāo)志。污泥的顆�；梢允筓ASB反應(yīng)器允許有更高的有機(jī)物容積負(fù)荷和水力負(fù)荷。

厭氧反應(yīng)器內(nèi)的顆粒污泥其實(shí)是一個(gè)完美的微生物水處理系統(tǒng)。這些微生物在厭氧環(huán)境中將難降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳等氣體與水系統(tǒng)分離并實(shí)現(xiàn)菌體增殖，通過(guò)這種方式污水得到凈化。

這里面涉及到兩類關(guān)系極為密切的厭氧菌：產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌。產(chǎn)酸菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性有機(jī)酸，而產(chǎn)甲烷菌利用這些有機(jī)酸，把他們轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳等氣體，這時(shí)污水得到凈化。

在這個(gè)過(guò)程中，對(duì)于凈化污水來(lái)說(shuō)，起關(guān)鍵作用的是甲烷菌，而甲烷菌對(duì)于環(huán)境的變化是相當(dāng)敏感的，一旦溫度、pH、有毒物質(zhì)侵入、負(fù)荷等因素變化，均易引發(fā)其活力的下降，導(dǎo)致?lián)]發(fā)酸積累，揮發(fā)酸積累的直接后果是系統(tǒng)pH值下降，如此循環(huán)，厭氧反應(yīng)器開(kāi)始“酸化”。

7.2 什么是“酸化？

UASB反應(yīng)器在運(yùn)行過(guò)程中由于進(jìn)水負(fù)荷、水溫、有毒物質(zhì)進(jìn)入等原因變化而導(dǎo)致?lián)]發(fā)性脂肪酸在厭氧反應(yīng)器內(nèi)積累，從而出現(xiàn)產(chǎn)氣量減小、出水 CODcr值增加、岀水pH值降低的現(xiàn)象，稱之為“酸化”。

發(fā)生“酸化”的反應(yīng)器，其顆粒污泥中的產(chǎn)甲烷菌受到嚴(yán)重抑制，不能將乙酸轉(zhuǎn)化為甲烷，此時(shí)系統(tǒng)出水CODcr值甚至高于進(jìn)水 CODcr值，厭氧反應(yīng)器處于癱瘓狀態(tài)。

7.3 揮發(fā)酸、堿度對(duì)厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行的影響

（1）揮發(fā)性脂肪酸VFA簡(jiǎn)介

揮發(fā)性脂肪酸簡(jiǎn)稱揮發(fā)酸，英文縮寫為VFA，它是有機(jī)物質(zhì)在厭氧產(chǎn)酸菌的作用下經(jīng)水解、發(fā)酵發(fā)酸而形成的簡(jiǎn)單的具有揮發(fā)性的脂肪酸，如乙酸、丙酸等。

揮發(fā)酸對(duì)甲烷菌的毒性受系統(tǒng)pH值的影響，如果厭氧反應(yīng)器中的pH值較低，則甲烷菌將不能生長(zhǎng)，系統(tǒng)內(nèi)VFA不能轉(zhuǎn)化為沼氣而是繼續(xù)積累。相反在pH值為7或略高于7時(shí)，VFA是相對(duì)無(wú)毒的。揮發(fā)酸在較低pH值下對(duì)甲烷菌的毒性是可逆的。在pH值約等于5時(shí)，甲烷菌在含VFA的廢水中停留長(zhǎng)達(dá)兩月仍可存活，但一般講，其活性需要在系統(tǒng)pH值恢復(fù)正常后幾天到幾個(gè)星期才能夠恢復(fù)。如果低pH值條件僅維持12h以下，產(chǎn)甲烷活性可在pH值調(diào)節(jié)之后立即恢復(fù)。

（2）VFA積累產(chǎn)生的原因

厭氧反應(yīng)器出水VFA是厭氧反應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程中非常重要的參數(shù)，出水VFA濃度過(guò)高，意味著甲烷菌活力還不夠高，或環(huán)境因素使甲烷菌活力下降而導(dǎo)致VA利用不充分，積累所致。溫度的突然降低或升高、毒性物質(zhì)濃度的增加、pH的波動(dòng)、負(fù)荷的突然加大等都會(huì)由出水VFA的升高反應(yīng)出來(lái)。進(jìn)水狀態(tài)穩(wěn)定時(shí)，出水pH的下降也能反能反映出VFA的升高，但是pH的變化要比VFA的變化遲緩，有時(shí)VFA可升高數(shù)倍而pH尚沒(méi)有明顯改變。因此從監(jiān)測(cè)出水VFA濃度可快速反映出反應(yīng)器運(yùn)行的狀況，并因此有利于操作過(guò)程及時(shí)調(diào)節(jié)。過(guò)高的負(fù)荷是出水VFA升高的原因。因此當(dāng)出水FA升高而環(huán)境因素（溫度、進(jìn)水pH、出水水質(zhì)等）沒(méi)有明顯變化時(shí)，出水FA的升高可由降低反應(yīng)器負(fù)荷來(lái)調(diào)節(jié)，過(guò)負(fù)荷由進(jìn)水COD濃度或進(jìn)水流量的升高引起，也會(huì)由反應(yīng)器內(nèi)污泥過(guò)多流失引起。

（3）VFA與反應(yīng)器內(nèi)pH值的關(guān)系

在UASB反應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程中，反應(yīng)器內(nèi)的pH值應(yīng)保持在6.5-7.8范圍內(nèi)，并應(yīng)盡量減少波動(dòng)。pH值在6.5以下，甲烷菌即已受到抑制，pH值低于6.0時(shí)，甲烷菌己嚴(yán)重抑制，反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)酸菌呈現(xiàn)優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)。此時(shí)反應(yīng)器已嚴(yán)重酸化，恢復(fù)十分困難。

VFA濃度增高是pH下降的主要原因，雖然pH的檢測(cè)非常方便，但它的變化比VFA濃度的變化要滯后許多。當(dāng)甲烷菌活性降低，或因過(guò)負(fù)荷導(dǎo)致VFA開(kāi)始積累時(shí)，由于廢水的緩沖能力，pH值尚沒(méi)有明顯變化，從pH值的監(jiān)測(cè)上尚反映不出潛在的問(wèn)題。當(dāng)VFA積累至一定程度時(shí)，pH才會(huì)有明確變化。因此測(cè)定VFA是控制反應(yīng)器pH降低的有效措施。

當(dāng)pH值降低較多，一般低于6.5時(shí)就應(yīng)采取應(yīng)急措施，減少或停止進(jìn)液，同時(shí)繼續(xù)觀察出水pH和VFA。待pH和VFA恢復(fù)正常以后，反應(yīng)器在較低的負(fù)荷下運(yùn)行。進(jìn)水pH的降低可能是反應(yīng)器內(nèi)pH下降的原因，這就要看反應(yīng)器內(nèi)堿度的多少，因此如果反應(yīng)器內(nèi)pH降低，及時(shí)檢查進(jìn)液pH有無(wú)改變并監(jiān)測(cè)反應(yīng)器內(nèi)堿度也是很必要的。

（4）厭氧反應(yīng)器啟動(dòng)、運(yùn)行過(guò)程中需注意與VFA相關(guān)的問(wèn)題

厭氧反應(yīng)器運(yùn)轉(zhuǎn)正常的情況下，VFA的濃度小于3mmol/L，但在啟動(dòng)和運(yùn)行過(guò)程中VFA出現(xiàn)一定的波動(dòng)是正常的，不必太過(guò)驚慌。

①厭氧反應(yīng)器啟動(dòng)階段，當(dāng)環(huán)境因素如出水pH、罐溫正常時(shí)，出水VFA過(guò)高則表時(shí)反應(yīng)器負(fù)荷相對(duì)于當(dāng)時(shí)的顆粒污泥活力偏高。出水VFA若高于8mmol/L，則應(yīng)當(dāng)停止進(jìn)液，直到反應(yīng)器內(nèi)FA低于3mol/L后，再繼續(xù)以原濃度、負(fù)荷進(jìn)液運(yùn)行。

②厭氧反應(yīng)器運(yùn)行階段，運(yùn)行負(fù)荷的增加可能會(huì)導(dǎo)致出水VFA濃度的升高，當(dāng)出水VFA高于8mmol/L時(shí)，不要停止進(jìn)液但要仔細(xì)觀察反應(yīng)器內(nèi)pH值、 CODcr值的變化防止“酸化”的發(fā)生。增大負(fù)荷后短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)氣量可能會(huì)降低，幾天后產(chǎn)氣量會(huì)重新上升，出水VFA濃度也會(huì)下降。但如果出水VFA增大到15mmol/L，則必須降至原來(lái)水平，并保證反應(yīng)器內(nèi)pH不低于6.5，一旦降至6.5以下，則有必要加堿調(diào)節(jié)pH。

（5）堿度

①堿度簡(jiǎn)介：堿度不是堿，廣義的堿度指的是水中強(qiáng)堿弱酸鹽的濃度，它在不同的pH值下的存在形式不同（弱酸根上的H數(shù)目不同），能根據(jù)環(huán)境釋放或吸收H離子，從而起到緩沖溶液中pH變化的作用，使系統(tǒng)內(nèi)pH波動(dòng)減小。

堿度是不直接參加反應(yīng)的。堿度是衡量厭氧系統(tǒng)緩沖能力的重要指標(biāo)，是系統(tǒng)耐pH沖擊能力的衡量標(biāo)準(zhǔn)。因此UASB在運(yùn)行過(guò)程中一般都要監(jiān)測(cè)堿度的。操作合理的厭氧反應(yīng)器堿度一般在2000-4000mg/L，正常范圍在1000-5000mg/L。（以上堿度均以CaCO3計(jì)）。

②堿度對(duì)UASB顆粒污泥的影響：堿度對(duì)UASB顆粒污泥的影響表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是對(duì)顆�；M(jìn)程的影響；二是對(duì)顆粒污泥產(chǎn)甲烷活性（SMA）的影響。

堿度對(duì)顆粒污泥活性的影響主要表現(xiàn)在通過(guò)調(diào)節(jié)pH值（即通過(guò)堿度的緩沖作用使pH值變化較�。┦沟卯a(chǎn)甲烷菌呈不同的生長(zhǎng)活性。在一定的堿度范圍內(nèi)，進(jìn)水堿度高的反應(yīng)器污泥顆�；俣瓤�，但顆粒污泥的SMA低；進(jìn)水堿度低的反應(yīng)器其污泥顆粒化速度慢，但顆粒污泥的SMA高。因此，在污泥顆�；^(guò)程中進(jìn)水堿度可以適當(dāng)偏高（但不能使反應(yīng)器的pH>8.2，這主要是因?yàn)榇藭r(shí)產(chǎn)甲烷菌會(huì)受到嚴(yán)重抑制）以加速污泥的顆�；狗磻�(yīng)器快速啟動(dòng)；而在顆�；^(guò)程基本結(jié)束時(shí)，進(jìn)水堿度應(yīng)適當(dāng)偏低以提高顆粒泥的SMA。