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厭氧生物處理的影響因素有哪些呢?

標簽:工業污水處理

在部分工業污水處理過程中廢水厭氧生物處理在早期又被稱為厭氧消化、厭氧發酵;是指在厭氧條件下由多種(厭氧或兼性)微生物的共同作用下,使有機物分解并產生CH4和CO2的過程。產甲烷反應是厭氧消化過程的控制階段,因此,一般來說,在討論厭氧生物處理的影響因素時主要討論影響產甲烷菌的各項因素;主要影響因素有:溫度、pH值、氧化還原電位、營養物質、F/M比、有毒物質等。

1、溫度:

溫度對厭氧微生物的影響尤為顯著;厭氧細菌可分為嗜熱菌(或高溫菌)、嗜溫菌(中溫菌);相應地,厭氧消化分為:高溫消化(55C左右)和中溫消化(35C左右);高溫消化的反應速率約為中溫消化的1.5~1.9倍,產氣率也較高,但氣體中甲烷含量較低;當處理含有病原菌和寄生蟲卵的廢水或污泥時,高溫消化可取得較好的衛生效果,消化后污泥的脫水性能也較好;隨著新型厭氧反應器的開發研究和應用,溫度對厭氧消化的影響不再非常重要(新型反應器內的生物量很大),因此可以在常溫條件下(20~25C)進行,以節省能量和運行費用。

2、pH值和堿度:

pH值是厭氧消化過程中的重要的影響因素;重要原因:產甲烷菌對pH值的變化非常敏感,一般認為,其pH值范圍為6.8~7.2,在<6.5或>8.2時,產甲烷菌會受到嚴重抑制,而進一步導致整個厭氧消化過程的惡化;厭氧體系中的pH值受多種因素的影響:進水pH值、進水水質(有機物濃度、有機物種類等)、生化反應、酸堿平衡、氣固液相間的溶解平衡等;厭氧體系是一個pH值的緩沖體系,主要由碳酸鹽體系所控制;一般來說:系統中脂肪酸含量的增加(累積),將消耗,使pH下降;但產甲烷菌的作用不但可以消耗脂肪酸,而且還會產生,使系統的pH值回升。

堿度曾一度在厭氧消化中被認為是一個至關重要的影響因素,但實際上其作用主要是保證厭氧體系具有一定的緩沖能力,維持合適的pH值;厭氧體系一旦發生酸化,則需要很長的時間才能恢復。

3、氧化還原電位:

嚴格的厭氧環境是產甲烷菌進行正常生理活動的基本條件;非產甲烷菌可以在氧化還原電位為+100~-100mv的環境正常生長和活動;產甲烷菌的氧化還原電位為-150~-400mv,在培養產甲烷菌的初期,氧化還原電位不能高于-330mv;

4、營養要求:

厭氧微生物對N、P等營養物質的要求略低于好氧微生物,其要求COD:N:P=200-500:5:1;多數厭氧菌不具有合成某些必要的維生素或氨基酸的功能,所以有時需要投加:K、Na、Ca等金屬鹽類;微量元素Ni、Co、Mo、Fe等;有機微量物質:酵母浸出膏、生物素、維生素等。

5、F/M比:

厭氧生物處理的有機物負荷較好氧生物處理更高,一般可達5~10kgCOD/m3.d,甚至可達20~40 kgCOD/m3.d;無傳氧的限制;可以積聚更高的生物量。

產酸階段的反應速率遠高于產甲烷階段,因此必須十分謹慎地選擇有機負荷;

高的有機容積負荷的前提是高的生物量,而相應較低的污泥負荷;

高的有機容積負荷可以縮短HRT,減少反應器容積。

6、有毒物質:

常見的抑制性物質有:硫化物、氨氮、重金屬、氰化物及某些有機物;

硫化物和硫酸鹽:硫酸鹽和其它硫的氧化物很容易在厭氧消化過程中被還原成硫化物;可溶的硫化物達到一定濃度時,會對厭氧消化過程主要是產甲烷過程產生抑制作用;投加某些金屬如Fe可以去除S2-,或從系統中吹脫H2S可以減輕硫化物的抑制作用。

氨氮:氨氮是厭氧消化的緩沖劑;但濃度過高,則會對厭氧消化過程產生毒害作用;抑制濃度為50~200mg/l,但馴化后,適應能力會得到加強。

重金屬:使厭氧細菌的酶系統受到破壞。

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2018-11-21
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