厌氧生物处理调试运行2.doc

厌氧生物处理调试运行指 导 手 册厌氧生物处理、调试、运行指导手册1、目的：本手册用于厌氧生物降解工艺单元的运行管理。2、内容及对象：手册包括有以下 7 个内容：即:厌氧生物反应概述；厌氧技术优势和不足；反应机理；厌氧反应器类型；厌氧反应器工艺控制条件；启动方式；运行管理；问题及解 决措施； 手册适用于厌氧反应器操作人员、污水站技工、化验人员和管理人员， 亦可供相关人员参考。3、厌氧反应概述：利用微生物生命过程中的代谢活动，将有机物分解为简单无机物， 从而去除水中有机物污染的过程，称为废水的生物处理。根据代谢过 程对氧的需求，微生物又分为好氧、厌氧和介于两者间的兼性微生物。 厌氧生物处理就是利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧的情况 下，把有机物转化为无机物和少量的细胞物质，这些无机物包括大量 的生物气（即沼气）和水。厌氧是一种低成本废水处理技术，把废水治理和能源相结合，特 别适合发展中国家使用。4、厌气处理技术的优势和不足： 优势：4.1 可作为环境保护、能源回收和生态良性循环结合系统的技术，具有良好的社会、经济、环境效益。4.2 耗能少,运行费低,对中等以上(1500mg/L)浓度废水费用仅为 好氧工艺 1/3.4.3 回收能源,理论上讲 1kgCOD 可产生纯甲烷 0.35m3,燃值(3.9310-1J/m3)，高于天然气(3.9310-1J/m3)。以日排 10t COD 工厂为例,按 COD 去除 80%,甲烷为理论值 80%计算，日产沼气 2240m3,相当于2500m3 天然气或 3.85t 煤,可发电 5400Kwh.4.4 设备负荷高、占地少。4.5 剩余污泥少,仅相当于好氧工艺 1/61/10.4.6 对 N、P 等营养物需求低，好氧工艺要求 C：N:P=100:5:1,厌 氧工艺为 C:N:P=(350-500):5:1。4.7 可直接处理高浓有机废水,不需稀释。4.8 厌氧菌可在中止供水和营养条件下，保留生物活性和沉泥性 一年,适合间断和季节性运行。4.9 系统灵活,设备简单,易于制作管理，规模可大可小。厌氧不足:1、 出水污染浓度高于好氧，一般不能达标；2、 对有毒性物质敏感；3、 初次启动缓慢，最少需 8-12 周以上方能转入正常水平。5、反应机理：厌氧反应过程是对复杂物质（指高分子有机物以悬浮物和胶体形 式存在于水中）生物降解的复杂的生态系统。其反应过程可分为四个 阶段：5.1 水解阶段被细菌胞外酶分解成小分子。例如：纤维素被 纤维酶水解为纤维二糖和葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦牙糖和葡萄 糖，蛋白质被蛋白酶水解为短肽和氨基酸等，这些小分子的水解产物 能被溶解于水，并透过细胞为细胞所利用。5.2 发酵阶段小分子的化合物在发酵菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物，并分泌到细胞外。这一阶段主要产物为挥发性脂肪酸（VFA）醇类、乳酸、CO2、氢、氨、硫化氢等。5.3 产酸阶段上一阶段产物被进一步转化为乙酸、氢、碳酸以及新的细胞物质。5.4 产甲烷阶段在这一阶段乙酸、氢、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新细胞物质。原理图如下：复杂有机物水解、发酵脂肪酸（C2）硫酸盐还原产乙酸H2+CO2乙酸产甲烷产甲烷CH4+CO2硫酸盐还原硫酸盐还原H2S+CO2a、 水解阶段含有蛋白质水解、碳水化合物水解和脂类水解。b、 发酵酸化阶段包括氨基酸和糖类的厌氧氧化，以及较高级脂肪酸与醇类的厌氧氧化。c、 产乙酸阶段含有从中间产物中形成乙酸和氧气，以及氢气和二氧化碳形成乙酸。d、 产甲烷阶段包括从乙酸形成甲烷，以及从氧、二氧化碳形 成甲烷。废水中有硫酸盐时，还会有硫酸盐还原过程，如虚线 所示。6、厌氧反应器类型：6.1 普通厌氧反应池6.2 厌氧接触工艺6.3 升流厌氧污泥库(UASB)反应器6.4 厌氧颗粒污泥膨胀库(EGSR)6.5 厌氧滤料(AF)6.6 厌氧流化库反应器6.7 厌氧折流反应器(ABR)6.8 厌氧生物转盘6.9 厌氧混台反应器等.7、厌氧反应的工艺控制条件：7.1 温度：按三种不同嗜温厌氧菌（嗜温 5-20嗜温 20-42嗜 温 42-75）工程上分为低温厌氧(15-20)、中温厌氧（30-35）、 高温厌氧（50-55）三种。温度对厌氧反应尤为重要，当温度低于 最优下限温度时，每下降 1，效率下降 11%。在上述范围，温度在1-3的微小波动，对厌氧反应影响不明显，但温度变化过大（急速变化），则会使污泥活力下降，度产生酸积累等问题。7.2 PH：厌氧水解酸化工艺，对 PH 要求范围较松，即产酸菌的 PH 应控制 4-7范围内；完全厌氧反应则应严格控制 PH，即产甲烷反应 控制范围 6.5-8.0,最佳范围为 6.8-7.2,PH 低于 6.3 或高于 7.8,甲烷 化速降低。7.3 氧化还原电位：水解阶段氧化还原电位为-100+100mv，产甲 烷阶段的最优氧化还原电位为-150-400mv。因此,应控制进水带入 的氧的含量，不能因以对厌氧反应器造成不利影响。7.4 营养物：厌氧反应池营养物比例为 C:N:P=(350-500):5:1。7.5 有毒有害物：抑制和影响厌氧反应的有害物有三种：7.5.1 无机物:有氨、无机硫化物、盐类、重金属等，特别硫酸 盐和硫化物抑制作用最为严重；7.5.2 有机化合物:非极性有机化合物，含挥发性脂肪酸(VFA)、非极性酚化合物、单宁类化合物、芬香族氨基酸、焦糖化合物等五类。7.5.3 生物异型化合物,含氯化烃、甲醛、氰化物、洗涤剂、抗菌素等。7.6 工艺技术参数：7.6.1 水力停留时间:HRT7.6.2 有机负荷7.6.3 污泥负荷8、厌氧反应器启动:8.1 接种污泥:有颗粒污泥时,接种污泥数量大小 10-15%.当没有现成的污泥时,应用最多的是污水处理厂污泥池的消化污泥.稠的消化污泥有利于颗粒污泥形成。没有消化污泥和颗粒污泥时，化粪池污泥、 新鲜牛粪、猪粪及其它家畜粪便都可利用作菌种，也可用腐败污泥 和鱼塘底泥作接种污泥，但启动周期较长。污泥接种浓度至少不低 10KgVSS/m3 反应器容积，但接种污泥 填充量不大于反应器容积 60%。污泥接种中应防止无机污泥、砂以及 不可消化的其它物进入厌氧反应器内。8.2 接种污泥启动：启动分以下三个阶段进行：1、起始阶段反应池负荷从 0.5-1.0kgCOD/m3d 或污泥负荷0.05-0.1kgCOD/kgVSSd 开始。进入厌氧池消化降解废水的混合液浓度不大于 COD5000mg/L，并按要求控制进水，最低的 COD 负荷为1000mg/L。进液浓度不符合应进行稀释。进液时不要刻意严格控制所有工艺参数，但应特别注意乙酸浓 度，应保持在 1000mg/L 以下。进液采用间断冲击形式，即每 34 小 时一次，每次 5-10min，之后逐步减断间隔时间至 1 小时，每次进液 时间逐步增长 2030min。起始阶段，进水间隔时间过长时，则应每 隔 1 小时开动泵对污泥搅拌一次，每次 35min。2、启动第二阶段当反应器容积负荷上升到 2-5kgCOD/m3d 时， 这一阶段洗出污泥量增大，颗粒污泥开始产生。一般讲，从第一段到 第二段要 40d 时间，此时容积负荷大约为设计负荷的 50%。3、启动的第三阶段从容积负荷 50%上升到 100%，采用逐步增 加进料数量和缩短进料间断时间来实现。衡量能否获进料量和缩短进料时间的化验指标定控制发挥性脂肪酸 VFA 不大于 500mg/L，当 VFA超过 500-1000mg/L，厌氧反应器呈现酸化状态，超过 1000mg/L 则表 明已经酸化，需立即采取措施停止进料，进行菌种驯化。一般来讲第 二段到第三段也需 30-40d 时间。8.3 启动的要点1、启动一定要逐步进行，留有充裕的时间，并不能期望很短时间 进入加料运行达到厌氧降解的目标 。因为启动实际上是使细菌从休 眠状态恢复，即活化的过程。启动中细菌选择、驯化、增殖过程都在 进行，原厌氧污泥中浓度较低的甲烷菌的增长速度相对于产酸菌要慢 的多。因此，这时负荷一般不能高，时间不能短，每次进料要少，间 隔时间要长。2、混合进液浓度一定要控制在较低水平，一般 COD 浓度为1000-5000mg/L，当超过 5000mg/L，应进行出水循环和加水稀释至要求。3、若混合液中亚硫酸盐浓度大于 200mg/L 时，则亦应稀释至100mg/L 以下才能进液。4、负荷增加操作方式：启动初期容积负荷可从 0.2-0.5kgCOD/m3d 开始，当生物降解能力达到 80%以上时，再逐步加大。若最低负荷进 料，厌氧过程仍不正常 COD 不能消化，则进料间断时间应延长 24h 或2-3d，检查消化降解的主要指标测量 VFA 浓度，启动阶段 VFA 应保持在 3mmoL/L 以下。5、当容积负荷走到 2.0kgCOD/m3d 后，每次进料负荷可增大，但最大不超过 20%，只有当进料增大，而 VFA 浓度且维持不变，或仍维持在3mmoL/L 水平时，进料量才能不断增大进液间隔才能不断减少。9、厌氧生物处理中存在的问题及解决方法存在问题原因解决方法1、污泥生长过慢1 营养物不足，微量元素不足；2 进液酸化度过高；3 种泥不足。1 增加营养物和微量元素；2 减少酸化度；3 增加种泥。2、反应器过负荷1 反应器污泥量不够；2 污泥产甲烷活性不足；3 每次进泥量过大间断时间短。1 增加种污或提高污泥产量；2 减少污泥负荷；3 减少每次进泥量加大进泥间隔。3、污泥活性不够1 温度不够；2 产酸菌生长过快；3 营养或微量元素不足；2+4 无机物 Ca 引起沉淀。1 提高温度；2 控制产酸菌生长条件；3 增加营养物和微量元素；4 减少进泥中 C 2+含量。a4、污泥流失1 气体集于污泥中，污泥上浮；2 产酸菌使污泥分层；3 污泥脂肪和蛋白过大。1 增加污泥负荷，增加内部水循环；2 稳定工艺条件增加废水酸化程度；3 采取预处理去除脂肪蛋白。5、污泥扩散颗粒污泥破裂1 负荷过大；2 过度机械搅拌；3 有毒物质存在。4 预酸化突然增加1 稳定负荷；2 改水力搅拌；3 废水清除毒素。4 应用更稳定酸化条件活性污泥系统管理手册活性污泥系统管理手册一、 原理：活性污泥的好氧微生物是凝聚、吸附、氧化分解废水中有机物的 生力军，其原理是生物降解。二、活性污泥的形、色、嗅活性污泥外观似棉絮状，亦称絮粒或绒粒，有良好的沉降性能。 正常活性污泥呈黄褐色。供氧曝气不足，可能有厌氧菌产生，污泥发 黑发臭。溶解氧过高或进水过淡，负荷过低色泽转淡。良好活性污泥 带泥土味。三、培菌前的准备工作：1、认真消化施工设计图纸资料及管理运行手册；2、检查熟悉系统装备及管线阀门，指示记录仪表；3、清理施工时遗留在池内杂物；4、加注清水或泵抽河水作池渗漏试验，单台调试后联动试车，调好出水堰板至污水处理可正常工作。四、培菌方法：1、所谓活性污泥培养，就是为活性污泥的微生物提供一定的生长繁殖条件，即营养物，溶解氧，适宜温度和酸碱度。（1）营养物：即水中碳、氮、磷之比应保持 10051。（2）溶解氧：就好氧微生物而言，环境溶解氧大于 0.3mg/l，正常代谢活动已经足够。但因污泥以絮体形式存在于曝气池中，以直径500m 活性污泥絮粒而言，周围溶解氧浓度 2mg/l 时，絮粒中心已低于 0.1mg/l，抑制了好氧菌生长，所以曝气池溶解氧浓度常需高于 35mg/l，常按 510mg/l 控制。调试一般认为，曝气池出口处溶解 氧控制在 2mg/l 较为适宜。（3）温度：任何一种细菌都有一个最适生长温度，随温度上升，细 菌生长加速，但有一个最低和最高生长温度范围，一般为 1045C， 适宜温度为 1535C，此范围内温度变化对运行影响不大。（4）酸碱度：一般 PH 为 69。特殊时，进水最高可为 PH 910.5，超过上述规定值时，应加酸碱调节。2、培菌法：（1）生活污水培菌法：在温暖季节，先使曝气池充满生活污水，闷 曝（即曝气而不进污水）数十小时后，即可开始进水。引进水量由小 到大逐渐调节，连续运行数天即可见活性污泥出现，并逐渐增多。为 加快培养进程，在培菌初期投加一些浓质粪便水或米泔水等，以提高 营养物浓度。特别注意，培菌时期（尤其初期）由于污泥尚未大量形成，污泥浓度低，故应控制曝气量，应大大低于正常期曝气量。（2）干泥接种培菌法：最好取水质相同已正常运行的污水系统脱水 后的干污泥作菌种源进行接种培养。一般按曝气池总溶积 1的干泥 量，加适量水捣碎，然后再加适量工业废水和浓粪便水。按上述的方 法培菌，污泥即可很快形成并增加至所需浓度。（3）数级扩大培菌法：根据微生物生长繁殖快的特点，仿照发酵工 业中菌种种子罐发酵罐数级扩大培菌工艺，分级扩大培菌。如某 工程设计为三级曝气池，此时可先在一个池中培菌，在少量接种条件 下，在一个曝气池内培菌，成功后直接扩大至二三级。（4）工业废水直接培菌法：某些工业废水，如罐头食品、豆制品、 肉类加工废水，可直接培菌；另一类工业废水，营养成分尚全，但浓 度不够，需补充营养物，以加快培养进程。所加营养物品常有：淀粉 浆料、食堂米泔水、面汤水（碳源）；或尿素、硫氨、氨水（氮源） 等，具体情况应按不同水质而定。（5）有毒或难降解工业废水培菌：有毒或难降解工业废水，只能先以生活污水培菌，然后再将工业废水逐步引入，逐步驯化的方式进行。（6）直接引进种菌种培菌：有些特殊水质菌种难于培养，还可利用 当地科研力量，利用专业的工业微生物研究所培养菌种后再接种培 养，如 PVA（聚乙烯醇）好氧消化即有专门好氧菌。此法，投资大， 周期长，只有特殊情况才用。3、驯化：在培菌阶段后期，将生活污水和外加营养物量，逐渐减少，工业废水比例逐渐增加，最后全部转为受纳工业废水，这个过程称为驯化。理论上讲，细菌对有机物分解必须有酶参与，而且每种酶都要有足够数量。驯化时，每变化一次配比时，需要保持数天，待运 行稳定后（指污泥浓度未减少，处理效果正常），才可再次变动配比， 直至驯化结束。五、运行管理1、巡视：指每班人员必须定时到处理装置规定位置进行观察、检 测，以保证运行效果。2、二沉池观察污泥状态：主要观察二沉池泥面高低、上清液透明 程度，有无漂泥，漂泥粒大小等。上清液清澈透明-运行正常，污 泥状态良好；上清液混浊-负荷高，污泥对有机物氧化、分解不彻 底；泥面上升-污泥膨胀，污泥沉降性差；污泥成层上浮-污泥 中毒；大块污泥上浮-沉淀池局部厌氧，导致污泥腐败；细小污泥 漂浮-水温过高、CN 不适、营养不足等原因导致污泥解絮。3、曝气池观察：曝气池全面积内应为均匀细气泡翻腾，污泥负荷 适当。运行正常时，泡沫量少，泡沫外呈新鲜乳白色泡沫。曝气池中 有成团气泡上升，表明液面下有曝气管或气孔堵塞；液面翻腾不均匀， 说明有死角；污泥负荷高，水质差，泡沫多；泡沫呈白色，且数量多， 说明水中洗涤剂多；泡沫呈茶色、灰色说明泥龄长或污泥被打破吸附 在泡沫上，应增加排泥；泡沫呈其它颜色，水中有染料类物质或发色 物污染；负荷过高，有机物分解不完全，气泡较粘，不易破碎。4、污泥观察：生化处理中除要求污泥有很强的“活性“，除具有很强氧化分解有机物能力外，还要求有良好沉降凝聚性能，使水经二沉池后彻底进行“泥”（污泥）“水”（出水）分离。（1）污泥沉降性 SV30 是指曝气池混合液静止 30min 后污泥所占体积， 体积少，沉降性好，城市污水厂 SV30 常在 1530之间。污泥沉降性 能与絮粒直径大小有关，直径大沉降性好，反之亦然。污泥沉降性还 与污泥中丝状菌数量有关，数量多沉降性差，数量少沉降性好。（2）污泥沉降性能还与其它几个指标有关，它们是污泥体积指数（SVI），混合液悬浮物浓度（MLSS）、混合液挥发性悬浮浓度（MLVSS）、出水悬浮物（ESS）等。（3）测定水质指标来指导运行：BODCOD 之值是衡量生化性重要指 标，BODCOD0.25 表示可生化性好，BODCOD0.1 表示生化性差。 进出水 BODCOD 变化不大，BOD 也高，表示系统运行不正常；反之， 出水的 BODCOD 比进水 BODCOD 下降快，说明运行正常。出水悬浮 物（ESS）高，ESS30mg/l 时则表示污泥沉降性不好，应找原因纠 正，ESS30mg/l 则表示污泥沉降性能良好。5、曝气池控制主要因素：（1）维持曝气池合适的溶解氧，一般控制 14mg/l，正常状态下监测曝气池出水端 DO 2mg/l 为宜。（2）保持水中合适的营养比，C（BOD）NP10051（3）维持系统中污泥的合适数量，控制污泥回流比，依据不同运行 方式，回流比在 0100之间，一般不少于 3050。六、污泥性状异常及分析：异常现象症状分析及诊断解决对策曝气池有臭味曝气池供 O2 不足，DO 值低，出水氨氮有时偏高污泥发黑曝气池 DO 过低，有机物厌氧分解析出 H2S，其与 Fe 生成 FeS增加供氧，使曝气池出水 DO 高于2mg/l增加供氧或加大污泥回流丝状菌或固着型纤毛虫大量繁殖如有污泥膨胀，参照污泥膨胀对策污泥变白进水 PH 过低，曝气池 PH6 丝状型菌大量生成提高进水 PH沉淀 池 有 大 快黑 色污泥上浮二沉池泥面升高， 初 期 出 水 特别 清 澈，流量大时污泥 成层外溢沉淀池局部积泥厌氧，产生 CH4.CO2，气泡附于泥粒使之上浮，出水氨氮往 往较高SV90 SVI20mg/l 污泥中丝状菌占优势，污泥膨胀。防止沉淀池有死角，排泥后在死角处用压缩空气冲或高压水清洗投加液氯，提高 PH，用化学法杀死 丝状菌；投加颗粒碳粘土消化污泥 等活性污泥“重量剂”；提高 DO；间