厭氧反應(yīng)的影響因素及分析

厭氧微生物的生長繁殖需要攝取一定比例的CNP及其他微量元素，但由于厭氧微生物對碳素養(yǎng)分的利用率比好氧微生物低，一般認(rèn)為，厭氧法中碳氮磷的比值控制在CODcr：N:P=(200～300)：5：1即可。

還要根據(jù)具體情況，補(bǔ)充某些必需的特殊營養(yǎng)元素，比如硫化物、鐵、鎳、鋅、鈷、鉬等。

在厭氧處理時(shí)提供氮源，除了滿足合成菌體之外，還有利于提高反應(yīng)器的緩沖能力。如果氮源不足，即碳氮比太高，不僅導(dǎo)致厭氧菌增殖緩慢，而且使消化液的緩沖能力降低，引起pH值下降。相反，如果氮源過剩，碳氮比太低、氮不能被充分利用，將導(dǎo)致系統(tǒng)中氮的積累，引起pH值上升;如果pH值上升到8以上，就會抑制產(chǎn)甲烷菌的生長繁殖，使消化效率降低。一般說來，氮的濃度必須保持在40～70mg/L的范圍內(nèi)才能維持甲烷菌的活性。

厭氧微生物對其活動范圍內(nèi)的pH值有一定的要求，產(chǎn)酸菌對pH值的適應(yīng)范圍較廣，一般在4.5～8.0之間都能維持較高的活性。而甲烷菌對pH值較為敏感，適應(yīng)范圍較窄，在6.6～7.4之間較為適宜，最佳pH值為7.0～7.2。因此，在厭氧處理過程中，尤其是產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷在一個(gè)構(gòu)筑物內(nèi)進(jìn)行時(shí)，通常要保持反應(yīng)器內(nèi)的pH值在6.5～7.2之間，最好保持在6.8～7.2的范圍內(nèi)。厭氧處理要求的最佳pH值指的是反應(yīng)器內(nèi)混合液的pH值，而不是進(jìn)水的pH值，因?yàn)樯锘瘜W(xué)過程和稀釋作用可以迅速改變進(jìn)水的pH值。反應(yīng)器出水的pH值一般等于或接近反應(yīng)器內(nèi)部的pH值。含有大量溶解性碳水化合物的廢水進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器后，會因產(chǎn)生乙酸而引起pH值的迅速降低，而經(jīng)過酸化的廢水進(jìn)入反應(yīng)器后，pH值將會上升。含有大量蛋白質(zhì)或氨基酸的廢水，由于氨的形成，pH可能會略有上升。因此，對不同特性的廢水，可控制不同的pH值，可能低于或高于反應(yīng)器所要求的pH值。

1.投加堿源：增大系統(tǒng)緩沖能力的堿源可以使用碳酸氫鈉和石灰等。2.提高回流比：正常厭氧消化處理設(shè)施的出水中含有一定的堿度，將出水回流可以有效補(bǔ)充反應(yīng)器內(nèi)的堿度。

VFA表示的是厭氧處理系統(tǒng)內(nèi)的揮發(fā)性有機(jī)酸的含量，ALK則表示的是厭氧處理系統(tǒng)內(nèi)的堿度。厭氧消化系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，ALK一般在1000～5000 mg/L(以CaCO3計(jì))之間，典型值在2500～3500mg/L之間，VFA一般在50～2500mg/L之間，必須維持堿度和揮發(fā)酸濃度之間的平衡，使消化液pH保持在6.5～7.5的范圍內(nèi)。只要堿度和揮發(fā)酸濃度能保持平衡，當(dāng)堿度超過4000mg/L時(shí)，即使VFA超過1200mg/L，系統(tǒng)也能正常運(yùn)行。而堿度與酸度能保持平衡的主要標(biāo)志就是VFA與ALK的比值保持在一定的范圍內(nèi)。VFA/ALK反應(yīng)了厭氧處理系統(tǒng)內(nèi)中間代謝產(chǎn)物的積累程度，正常運(yùn)行的厭氧處理裝置的VFA/ALK一般在0.3以下，如果VFA/ALK突然升高，往往表明中間代謝產(chǎn)物不能被甲烷菌及時(shí)分解利用，即系統(tǒng)已出現(xiàn)異常，需要采取措施進(jìn)行解決。如果VFA/ALK剛剛超過0.3，在一定時(shí)間內(nèi)，還不至于導(dǎo)致pH值下降，還有時(shí)間分析造成VFA/ALK升高的原因和進(jìn)行控制。如果VFA/ALK超過0.5，沼氣中的CO2含量開始升高，如果不及時(shí)采取措施予以控制，會很快導(dǎo)致pH值下降，使甲烷菌的活動受到抑制。此時(shí)應(yīng)加入部分堿源，增加反應(yīng)器內(nèi)的堿度使pH值回升，為尋找確切的原因并采取控制措施提供時(shí)間。如果VFA/ALK超過0.8，厭氧反應(yīng)器內(nèi)pH值開始下降，沼氣中甲烷的含量往往只有42%～45%，沼氣已不能燃燒。這時(shí)候必須向反應(yīng)器內(nèi)大量投入堿源，控制住pH值的下降并使之回升，如果pH值持續(xù)下降到5以下，甲烷菌將全部失去活性，需要重新培養(yǎng)厭氧污泥。

VFA表示的是厭氧處理系統(tǒng)內(nèi)的揮發(fā)性有機(jī)酸的含量，而揮發(fā)性有機(jī)酸是厭氧生物處理系統(tǒng)的中間產(chǎn)物。厭氧生物處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對廢水中或污泥中有機(jī)物的有效處理，最終是通過產(chǎn)甲烷過程來實(shí)現(xiàn)的，而產(chǎn)甲烷菌所能利用的有機(jī)物就是揮發(fā)性有機(jī)酸VFA。如果厭氧生物反應(yīng)器的運(yùn)轉(zhuǎn)正常，那么其中的VFA含量就會維持在一個(gè)相當(dāng)穩(wěn)定的范圍內(nèi)。VFA過低會使甲烷能利用的物料減少，厭氧反應(yīng)器對有機(jī)物的分解程度降低;而VFA過高超過甲烷菌所能利用的數(shù)量，又會造成VFA的過度積累，進(jìn)而使反應(yīng)器內(nèi)的pH下降，影響甲烷菌正常功能的發(fā)揮。同時(shí)甲烷菌因各種原因受到傷害后，也會降低對VFA的利用率，反過來造成VFA的積累，形成惡性循環(huán)。因此，所有的厭氧反應(yīng)器都應(yīng)把VFA作為一個(gè)控制指標(biāo)來分析化驗(yàn)和及時(shí)掌握。