调试运管经验：厌氧反应器酸化原因、现象及措施

查看全部 · 发表于 2021-4-15 17:56:00

凡是对厌氧生化反应器有运行经验的人都知道，污泥发生酸化后，会对反应器的运行效率带来严重的不良影响，如果不及时采取适当的调整措施，任由污泥继续酸化，甚至可能导致厌氧污泥产甲烷能力的完全丧失，从而导致反应器失效的严重后果。所以，防止厌氧反应器出现污泥酸化对于厌氧生化系统的运行人员来说是一个非常重要的任务。

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酸化原因

那么，什么情况下厌氧污泥会发生酸化呢？又如何防止呢？下面主要从以下4个方面介绍污泥酸化原因：

厌氧反应器超负荷运行

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。

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。

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。

pH值、温度等运行控制条件出现严重偏差

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。

毒性物质流入

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。

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。

营养盐投加严重不足

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。

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。

厌氧反应器运行过程中，最严重的问题就是“厌氧反应器酸化”，最严重时，需要更换整个反应器内的厌氧污泥，损失可达几十万甚至上百万。那么，当厌氧反应器发生酸化时，我们应该如何处理呢？能否在尽可能短的时间内恢复正常运行呢？

02

酸化的表现

首先，我们来了解一下厌氧反应器酸化的四个现象：

反应器内pH值明显下降

出水VFA显著上升

COD去除效率大幅降低

沼气产量持续减少

通常情况下，以上这些现象是同时发生的。一旦出现上述现象，请务必给予足够的重视。

原因分析

厌氧反应器发生酸化的根源，是厌氧污泥中产甲烷菌的产甲烷能力不足以分解水解酸化菌所产出的有机酸，同时pH值的下降会使未降解的VFA浓度上升，对产甲烷菌产生进一步的抑制，使反应器继续酸化，形成恶性循环，最终导致反应器酸化。

导致酸化的主要原因如下：

营养盐缺乏

pH条件或温度条件不合适

由于超负荷运行造成

废水中混入了毒性物质

03

处理措施

一旦发生厌氧反应器酸化，不论什么原因，都需要迅速扭转这种趋势，应当采取如下两种应急措施。

1. 大幅降低运行负荷

尽量多降低负荷，可以降低至50%，甚至暂停处理废水。

同时，若厌氧反应器设有外循环管路，则通过循环泵打循环，直至VFA恢复正常。

2. 采取多种手段，避免出水PH值降低到正常范围（6.5）以下

若厌氧反应器出水pH值降至6.5以下甚至更低，则须适当提高反应器进水的pH值，以维持反应器内合适的pH环境。（进水pH值提高的幅度视反应器内pH值下降的程度而定，有时可以将进水的pH值调整至8.0以上甚至9.0以上。）

当反应器内的pH值降低到5.0以下，说明反应器酸化已经非常严重了。这时，可以用清水置换厌氧反应器内的废水，将反应器内的VFA浓度迅速降低，同时尽快恢复反应器内正常的pH环境。

通过以上两个措施，如果反应器酸化的原因仅仅是超负荷，只要没有严重到致使厌氧污泥大量流失，在24小时至数天内，反应器中的VFA会下降到200mg/l以下，pH值会恢复至正常的水平。即使由于酸化程度过于严重或者由于其他原因导致反应器不能完全恢复，也可以使酸化程度得到缓解，为后续查明原因并采取进一步的应对措施赢得时间。

当反应器的酸化被遏制后，可以进行低负荷运行，然后根据运行情况逐步增加负荷直至反应器的运行负荷和效率恢复到酸化前的正常水平。

正如我们在文章开头提到的，厌氧污泥酸化是厌氧反应器运行中最严重的事故之一。遇到此类问题，建议广大站长和操作人员应保持冷静，根据实际情况准确做出判断，并立即采取正确措施，切不可有“等等看”、“再挺一挺”等侥幸心理，从而错过了解决问题的最佳时机。