一般来说，对于以产甲烷为主要目的的厌氧过程要求pH值在6.5~8.0之间，废水碱度偏低或运行负荷过高时，会引起反应器内挥发酸积累，导致产甲烷菌活力丧失而产酸菌大量繁殖，持续过久时，会导致产甲烷菌活力丧失殆尽而产乙酸菌大量繁殖，引起反应器系统的“酸化”。严重酸化发生后，反应器难以恢复至原有状态。3 S( x3 B; a4 E* q7 G; E4 N' c
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厌氧消化作用失去平衡时会显示出如下“症状”：①沼气产量下降;②沼气中甲烷含量降低;③消化液VFA增高;④有机物去除率下降;⑤消化液pH值下降;⑥碳酸盐碱度与总碱度之间的差值明显增加;⑦洗出的颗粒污泥颜色变浅没有光泽;⑧反应器出水产生明显异味;⑨ORP(氧化还原电位)值上升等。
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1、厌氧反应器酸化的原因
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" H) h. J/ Q0 u3 f9 s% ^1.厌氧反应器超负荷运行, t0 ?2 ?) u6 u4 ^, v8 V
! U9 J" F1 ]3 M4 R1 l我们都知道，在运行厌氧反应器的各项工艺控制条件中，污泥负荷是一个非常重要的控制参数。污泥负荷是指单位时间内施加给单位质量厌氧污泥的有机物的量，以kgSCOD/kgVS.d表示。对于某种废水，厌氧污泥具有一个最大的限制值，当运行的负荷超过该最大限制值，则意味着超负荷运行。& D4 u- V$ n! s! a) k m
& u. t4 l" G$ i7 _% d) [: T2 Q虽然该限制值从污泥负荷的概念上理解是针对整个厌氧污泥，实际上真正的对象是针对厌氧污泥中的产甲烷菌。超负荷运行，实际上就是负荷量超过了厌氧污泥中产甲烷菌的产甲烷能力，而此时的负荷量往往并没有超过厌氧污泥的水解酸化能力。所以就出现了反应器的VFA开始累积，浓度不断上升，出水pH值降低，去除效率下降这种污泥酸化现象的发生。& ~, n1 `2 `: v
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所以，了解厌氧反应器的污泥总量，并以此来维持合理的运行负荷，是预防厌氧反应器出现酸化的重要手段之一。
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! ]0 ~3 P u( a5 ?2.pH值、温度等运行控制条件出现严重偏差
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由于厌氧污泥中产甲烷菌对其生存条件的要求比水解酸化菌苛刻的多，所以当反应器的pH值或温度的控制范围出现很大的偏差，就会使产甲烷菌的产甲烷能力受到严重影响，而水解酸化菌所受到的影响却远远小于产甲烷菌，其结果同样会导致厌氧反应器发生酸化现象。9 y0 z3 _0 e; n3 L& `9 ]: Y5 K% D
( L4 C" l2 a9 \( ]3.毒性物质流入4 i- \9 @1 M1 B7 f
4 K' G9 g" s: p厌氧污泥相比与好氧活性污泥，更容易受到毒性物质的抑制。和上述两点所阐明的一样，事实上更容易受到毒性物质抑制的也是厌氧污泥中的产甲烷菌而非水解酸化菌。当废水中含有某种或多种毒性物质，其浓度还不足以严重抑制厌氧污泥中的水解酸化菌时，产甲烷菌就已经受到抑制，污泥酸化现象就随之发生。5 Y9 U/ s' ]1 T. E" X
6 ]* R- k4 g3 u( ^% U* [, w* i因此，应对污染源可能存在的毒性抑制物进行排查，并建立污染物排放源和污水站之间的事故排放通报机制，和潜在的毒性物质日常监测机制，是防止此类厌氧反应器酸化事故的有效应对措施。( I `( f5 Z5 c7 j! H: }( o+ s
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4.营养盐投加严重不足
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对于某些缺乏诸如N、P或其他微量元素的废水，投加足量的营养盐非常必要。因为厌氧污泥中无论是产甲烷菌还是水解酸化菌，都需要这些元素进行新陈代谢以及合成细胞物质。" Z) M8 f/ ~: s4 M! F" x s0 V
0 O+ w. v1 K) N9 z, J6 O当废水中的某种或多种营养元素缺乏时，将会严重影响产甲烷菌的活性。这是因为，对厌氧污泥，尤其是厌氧颗粒污泥来说，产甲烷菌位于颗粒污泥的中心部位，水解酸化菌则包裹在产甲烷菌的外围，水解酸化菌较产甲烷菌更容易获得这些元素来进行新陈代谢，再加之水解酸化菌的生殖速率又远远高于产甲烷菌，使得废水中原本不足的营养元素被水解酸化菌利用殆尽，而产甲烷菌得不到这些必要的元素进行生命活动，其活性会受到极大的抑制。其结果是，反应器的酸化不可避免。2 [# ~1 K& J( v0 W7 a3 t
6 v- I3 ~1 X" I: }/ E2、“酸化”恢复措施
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1.降低负荷9 C# T9 m* k/ x! F0 T6 N& z# \
1 l7 k3 H8 b6 s) [/ }( J2 b反应器发生“酸化”的主要原因是产甲烷菌被抑制，而厌氧反应器的容积负荷是由污泥负荷决定的，甲烷菌活性降低，直接反映了污泥负荷的下降。所以在发生“酸化”时应及时控制进水，情况严重时应完全停止进水。6 d" D6 X4 | l* }* ?& Z/ O* t3 e
7 E7 i8 ?. S* w$ @3 j4 F; j2.投加碱度% w$ c1 Q$ _ ~0 Y! U2 o) v
l0 ?1 v/ n8 C- i% n厌氧反应器“酸化”时，可以向反应器中投加碱度中和过高的VFA来维持pH值的稳定，保证产甲烷菌的生存环境，防止严重“酸化”。NaHCO3、Na2CO3、NaOH、Ca(OH)2等都是常用来调节碱度的化学药剂，虽然投加NaOH或者Ca(OH)2等强碱性物质能够快速提高反应器内的pH值，但是氢氧化物会消耗产甲烷过程中所需的CO2，破坏产甲烷的进行，对产甲烷菌的恢复不利，因此不宜采用NaOH和Ca(OH)2。
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8 H; a4 O! {# T5 K2 U( k3、清水冲
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采用清水冲洗的方法因厂而异，如果直接使用生产用水必定造成浪费，所以厂区内必须有大量的循环水。而且循环水的温度必须较高，如果因冲洗导致反应器温度下降，同样会降低产甲烷菌的活性，得不偿失。
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4、外循环(好氧出水回流)- K- W& |" s! x/ g9 [
1 I3 L5 b2 ]; u0 x9 ?! x好氧系统出水回流具有如下优点：①出水回流可以快速将反应器中积累的挥发酸洗出，保证产甲烷菌的生存环境;②好氧出水COD较低，碱度较高，不会增加反应器的有机负荷;③好氧池中的温度一般在25~30℃左右，比自来水温度高得多，对反应器的罐温不会造成太大的影响;④一般好氧出水中DO较低，不会对反应器中的厌氧微生物造成影响。
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5、投加新鲜污泥. s& j% { j# F0 l1 S* o
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“酸化”情况严重时，可以选择投加新鲜污泥，这样就可以补充反应器内的甲烷菌数量，弥补反应器内产甲烷菌活性降低的不足。条件允许时，最好投加新鲜的颗粒污泥，这样可以迅速恢复厌氧反应器的运行，因为颗粒污泥中产甲烷菌活性较其它污泥强得多。但是，市场上颗粒污泥的售价及运费都非常昂贵，在工程上很难让人接受。
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