干货！厌氧反应器的16个技术问答！

7、营养物质对厌氧生物处理的影响体现在哪些方面?

厌氧微生物的生长繁殖需要摄取一定比例的CNP及其他微量元素，但由于厌氧微生物对碳素养分的利用率比好氧微生物低，一般认为，厌氧法中碳氮磷的比值控制在CODcr：N:P=(200～300)：5：1即可。还要根据具体情况，补充某些必需的特殊营养元素，比如硫化物、铁、镍、锌、钴、钼等。

在厌氧处理时提供氮源，除了满足合成菌体之外，还有利于提高反应器的缓冲能力。如果氮源不足，即碳氮比太高，不仅导致厌氧菌增殖缓慢，而且使消化液的缓冲能力降低，引起pH值下降。相反，如果氮源过剩，碳氮比太低、氮不能被充分利用，将导致系统中氮的积累，引起pH值上升;如果pH值上升到8以上，就会抑制产甲烷菌的生长繁殖，使消化效率降低。一般说来，氮的浓度必须保持在40～70mg/L的范围内才能维持甲烷菌的活性。

8、pH值对厌氧处理的影响体现在哪些方面?

厌氧微生物对其活动范围内的pH值有一定的要求，产酸菌对pH值的适应范围较广，一般在4.5～8.0之间都能维持较高的活性。而甲烷菌对pH值较为敏感，适应范围较窄，在6.6～7.4之间较为适宜，最佳pH值为7.0～7.2。因此，在厌氧处理过程中，尤其是产酸和产甲烷在一个构筑物内进行时，通常要保持反应器内的pH值在6.5～7.2之间，最好保持在6.8～7.2的范围内。

厌氧处理要求的最佳pH值指的是反应器内混合液的pH值，而不是进水的pH值，因为生物化学过程和稀释作用可以迅速改变进水的pH值。反应器出水的pH值一般等于或接近反应器内部的pH值。

含有大量溶解性碳水化合物的废水进入厌氧反应器后，会因产生乙酸而引起pH值的迅速降低，而经过酸化的废水进入反应器后，pH值将会上升。含有大量蛋白质或氨基酸的废水，由于氨的形成，pH可能会略有上升。因此，对不同特性的废水，可控制不同的pH值，可能低于或高于反应器所要求的pH值。

9、维持厌氧反应器内有足够碱度的措施有哪些?

⑴ 投加碱源：增大系统缓冲能力的碱源可以使用碳酸氢钠和石灰等。

⑵ 提高回流比：正常厌氧消化处理设施的出水中含有一定的碱度，将出水回流可以有效补充反应器内的碱度。

10、什么是VFA和ALK?VFA与ALK的比值有什么意义?

VFA表示的是厌氧处理系统内的挥发性有机酸的含量，ALK则表示的是厌氧处理系统内的碱度。

厌氧消化系统正常运行时，ALK一般在1000～5000 mg/L(以CaCO3计)之间，典型值在2500～3500mg/L之间，VFA一般在50～2500mg/L之间，必须维持碱度和挥发酸浓度之间的平衡，使消化液pH保持在6.5～7.5的范围内。只要碱度和挥发酸浓度能保持平衡，当碱度超过4000mg/L时，即使VFA超过1200mg/L，系统也能正常运行。而碱度与酸度能保持平衡的主要标志就是VFA与ALK的比值保持在一定的范围内。

VFA/ALK反应了厌氧处理系统内中间代谢产物的积累程度，正常运行的厌氧处理装置的VFA/ALK一般在0.3以下，如果VFA/ALK突然升高，往往表明中间代谢产物不能被甲烷菌及时分解利用，即系统已出现异常，需要采取措施进行解决。

如果VFA/ALK刚刚超过0.3，在一定时间内，还不至于导致pH值下降，还有时间分析造成VFA/ALK升高的原因和进行控制。如果VFA/ALK超过0.5，沼气中的CO2含量开始升高，如果不及时采取措施予以控制，会很快导致pH值下降，使甲烷菌的活动受到抑制。此时应加入部分碱源，增加反应器内的碱度使pH值回升，为寻找确切的原因并采取控制措施提供时间。如果VFA/ALK超过0.8，厌氧反应器内pH值开始下降，沼气中甲烷的含量往往只有42%～45%，沼气已不能燃烧。这时候必须向反应器内大量投入碱源，控制住pH值的下降并使之回升，如果pH值持续下降到5以下，甲烷菌将全部失去活性，需要重新培养厌氧污泥。

11、为什么VFA是反映厌氧生物反应器效果的重要指标?

VFA表示的是厌氧处理系统内的挥发性有机酸的含量，而挥发性有机酸是厌氧生物处理系统的中间产物。

厌氧生物处理系统实现对废水中或污泥中有机物的有效处理，最终是通过产甲烷过程来实现的，而产甲烷菌所能利用的有机物就是挥发性有机酸VFA。如果厌氧生物反应器的运转正常，那么其中的VFA含量就会维持在一个相当稳定的范围内。

VFA过低会使甲烷能利用的物料减少，厌氧反应器对有机物的分解程度降低;而VFA过高超过甲烷菌所能利用的数量，又会造成VFA的过度积累，进而使反应器内的pH下降，影响甲烷菌正常功能的发挥。同时甲烷菌因各种原因受到伤害后，也会降低对VFA的利用率，反过来造成VFA的积累，形成恶性循环。

因此，所有的厌氧反应器都应把VFA作为一个控制指标来分析化验和及时掌握。

12、什么是升流式厌氧污泥反应器UASB?

升流式厌氧污泥反应器的英文是Upflow Anaerobic Sludge Blan-ket,简称为UASB，其基本特征是在反应器的上部设置气、固、液三相分离器，下部为污泥悬浮区和污泥床区。

13、什么是膨胀颗粒污泥床EGSB?

膨胀颗粒污泥床的英文是Expanded Granular Sludge bed，简写为EGSB，是在UASB反应器的基础上发展而来的。EGSB反应器与UASB反应器的结构非常相似，所不同的是EGSB反应器中采用高达2.5～6m3/(m2·h)的水力负荷，这远大于UASB常用的约0.5～2.5m3/(m2·h)的水力负荷。因此，在EGSB反应器中，颗粒污泥床处于部分或全部“膨胀化”状态，即污泥床的体积由于颗粒之间的平均距离的加大而增加。为了提高水力负荷(即上流速度)，EGSB反应器采用较大的高度与直径比和较大的回流比。

14、什么是颗粒污泥?

颗粒污泥的形成实际上是微生物固定化的一种形式，其外观为具有相对规则的球形或椭圆形黑色颗粒。颗粒污泥的粒径一般为0.1～3mm，个别大的有5mm，密度为1.04～1.08g/cm3，比水略重，具有良好的沉降性能和降解水中有机物的产甲烷活性。

在光学显微镜下观察，颗粒污泥呈多孔结构，表面有一层透明胶状物，其上附着甲烷菌。颗粒污泥靠近外表面部分的细胞密度较大，内部结构松散、细胞密度较小，粒径较大的颗粒污泥往往有一个空腔，这是由于颗粒污泥内部营养不足使细胞自溶而引起的。大而空的颗粒污泥容易破碎，其破碎的碎片成为新生颗粒污泥的内核，一些大的颗粒污泥还会因内部产生的气体不易释放出去而容易上浮。

15、使升流式厌氧反应器内出现颗粒污泥的方法有哪几种?

UASB反应器运行成功的关键是具有颗粒污泥，使UASB反应器内出现颗粒污泥的方法有以下三种：

⑴ 直接接种法：从正在运行的其它UASB反应器中取出一定量的颗粒污泥直接投入新的UASB反应器后，由少到多逐步加大处理的污水水量，直到设计水量。这种方法反应器投产所需时间最快，但一般只有在启动小型UASB反应器采用这种方法。

⑵ 间接接种法：将取自正在运行的厌氧处理装置的厌氧活性污泥，如城市污水处理厂的消化污泥，投入UASB反应器后，创造厌氧微生物最佳的生长条件，有人工配制的、含有适当营养成分的营养水进行培养，形成颗粒污泥后，再由少到多逐步加大被处理的污水水量，直到设计水量。

⑶ 直接培养法：将取自正在运行的厌氧处理装置的厌氧活性污泥，如城市污水处理厂的消化污泥，投入UASB反应器后，用被处理污水直接培养，形成颗粒污泥后，再逐步加大被处理的污水水量，直到设计水量。这种方法反应器投产所需时间较多，可长达3～4个月，大型UASB反应器常采用这种方法。

16、厌氧污泥培养成熟后有何特征?

培养结束后，成熟的污泥呈深灰到黑色，有焦油气味但无硫化氢气味，pH值在7.0～7.5之间，污泥容易脱水和干化。对进水的处理效果高，产气量大，沼气中甲烷成分高。培养成熟的厌氧消化污泥的基本指标和参数见下表。