标签: 时间:2021年06月26日阅读次
如何高效的达到产甲烷,除了科学的工艺设计,更离不开厌氧环境的条件稳定控制,以下就是你得关注的干货:
1、预酸化度
厌氧反应器进废水中所含COD达到至少30%的预酸化度是必要的,这能使反应器内部酸化菌和产甲烷菌达到良好的混合比率。当预酸化程度过高(>50%)或过低(<30%)都会使改变这些细菌的种群比例从而影响颗粒污泥的结构。
在大多数情况下通过延长调节池/预酸化池的停留时间或添加碱提高pH值可达到较高的预酸化度。
2、负荷率
(1)负荷率的增加
在下列情况下负荷率可以增加10%或更多:
▼出水的VFA浓度小于4meq/L(VFA=乙酸60g/mol)
▼出水的pH值达到或大于6.8
▼没有发生过量的污泥被洗出
▼沼气产量与计算值相当
(2)负荷率的降低
在下列情况下负荷率必须降低:
▼出水的VFA浓度大于8meq/L
▼出水的pH值达到或低于6.2
▼发生过量的污泥被洗出(>10mL/L)
▼检查出沼气的产量过低
若出水中挥发性脂肪酸含量在5-10meq/L之间,数小时后须再取样测定,如果挥发性脂肪酸含量在降低则没有问题,但如果挥发性脂肪酸含量还在升高就必须降低负荷。在大多数厌氧装置中出水挥发性脂肪酸含量为5meq/L则表示反应器工作状态良好。在一装置中出水最低的挥发性脂肪酸含量也高于5meq/L是可能的,如果水中含有比如长链脂肪酸或其它酸。
(3)负荷变化
为保持良好的反应器工作状态就有必要使负荷的变化尽可能的小。通过控制外部循环的量就能保持水力负荷处于稳定的水平。由于反应器有其最大的水力负荷限制及外部循环流对进水pH值的影响,所以外部循环的量也是有限的。
3、挥发性脂肪酸含量
我们建议定期测定污泥层以上(大约0.5m)的挥发性脂肪酸含量。这么做可以在早阶段发现工艺失常现象(挥发性脂肪酸含量升高和pH下降)。
4、出水碱度
出水的碱度必须保持至少在10-15meq/L(碱度=碳酸钙100g/mol),这样可防止当挥发性脂肪酸积累的情况下反应器的pH骤然下降。增加再循环的量或向进水中加入碱都可维持碱度。
上面提及的数值是低限,在高浓度废水中,碱度要高出此许多。
5、 TSS(悬浮物)浓度
在大多数废水中都含有些悬浮固形物,这些颗粒通常是不可能生物转化的。在流量较低且颗粒很重的情况下,颗粒就会在反应器内发生积累。如果颗粒在反应器内堆积就会减少反应器留给微生物的空间,这样反应器的工作效率就会下降。
6、 脂肪、油和油脂
有时候废水中会有脂肪、油和油脂。在大多数情况下允许浓度为50mg/L,具体须视物质的种类而定。水中含有脂肪、油和油脂会对反应器的工作性能带来负面影响。
高浓度的脂肪、油和油脂会占据污泥颗粒从而阻碍COD的转化。当脂肪、油和油脂量的水平非常高时颗粒污泥会冲出反应器或脂肪、油和油脂还会阻塞部分反应器。
换句话说,在任何时候都必须防止脂肪、油和油脂的浓度过高。
7、稳定IC反应器的工作状态
稳定的IC反应器工作状态表现于:
产气量稳定
出水挥发性脂肪酸含量小于5meq/L
出水pH值稳定
污泥pH大于进水pH
没有污泥流失
被洗出的TSS量相对较低
COD去除率稳定
温度稳定
8、引起工艺失常可能的原因
工艺失常的原因是:
进水的pH值超出最佳范围
存在有毒物质
在生产过程中化学品的改变
污泥床混合不充分
反应器温度过高或过低
有机负荷过高
营养物不足
微量元素不足
预酸化度超出范围
进水中颗粒物浓度过高
进水中还有脂肪、油和油脂
进水中钙浓度过高
9、 超负荷
在发生一些工艺失常或超负荷后,出水的VFA浓度会立即上升。
由于挥发性脂肪酸向甲烷的转化受到阻碍,COD的去除率下降。依反应器的缓冲能力(碱度)不同,pH会下降且沼气中二氧化碳的含量会上升。
10、产甲烷活性下降
由于污泥床的pH下降及挥发性脂肪酸浓度的增加,将有更多未解离的挥发性脂肪酸使产甲烷活性进一步的降低。如果不采取适当措施消除这种状况,甚至会严重的恶性循环,VFA持续积累及pH难以控制,进而抑制甲烷菌的活性。
首先要采取的步骤是:降低反应器的负荷及提高进水的pH。只要进水的pH为7.0—7.5或更高(须检查),VFA浓度达到10—15meq/L对产甲烷活性也不会有负面影响。如果加入稀释水来降低容积负荷率,须了解稀释水温度是否大致相同的水平。
如果在一稳定的负荷率下,出水中挥发性脂肪酸含量有缓慢但持续的增长,那么水中就可能存在影响污泥活性的抑制物,就出现慢慢恶化的情况。抑制物可能来源于异常的排放而短时间内出现在水中。污泥的洗出也会引起出水的挥发性脂肪酸浓度缓慢的上升。如果更多的污泥被洗出,那最后留在反应器内的污泥会超负荷。
11、可能引起污泥洗出的原因
可能引起污泥洗出的原因是:
过多的脂肪、油和油脂,这些物质会在颗粒污泥周围形成一薄层,使底物无法进入且沼气无法从颗粒污泥中排出。
水力负荷率太高
有机负荷太高。颗粒污泥无法快速释放所产的沼气而因此上浮
在进水中有纤维或其它悬浮物。这些物质会附着在颗粒污泥上使之沉降速度减缓而可能使颗粒污泥被洗出;
预酸化程度过高。在厌氧污泥中没有足够的酸化菌,因为缺少这些菌种颗粒污泥会强度下降而在一段时间后破碎;
当然除了厌氧塔本身,复杂环境的进水条件也需要关注。。。
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