UASB反應(yīng)器的啟動與運行

1、UASB反應(yīng)器的啟動與運行1. 污泥顆?；囊饬x厭氧反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥形成的過程稱之為顆粒污泥化，顆粒污泥化是大多數(shù)UASB反應(yīng)器啟動的目標(biāo)和啟動成功的標(biāo)志。污泥的顆粒化可以使UASB反應(yīng)器允許有更高的有機物容積負(fù)荷和水力負(fù)荷。一般絮狀污泥的UASB負(fù)荷在10kgCOD/(m3d)以下，而顆粒污泥UASB反應(yīng)器負(fù)荷甚至可高達3050kgCOD/(m3d)。據(jù)Hulshoff Pol，顆粒污泥化還具有如下優(yōu)點。1) 細菌形成顆粒狀的聚集體是一個微生態(tài)系統(tǒng)，其中不同類型的種群組成了共生或互生體系，有利于形成細菌生長的生理生化條件并有利于有機物的降解。2) 顆粒的形成有利于其中的細菌對營養(yǎng)的吸收。3)

2、 顆粒使發(fā)酵菌的中間產(chǎn)物的擴散距離大大縮短，對復(fù)雜有機物的降解是很重要的。4) 在廢水突然變化時（例如pH值、毒性物的濃度等），顆粒污泥能維持一個相對穩(wěn)定的微環(huán)境，使代謝過程繼續(xù)進行。2. UASB反應(yīng)器的初次啟動初次啟動是對一個新建的UASB系統(tǒng)以未馴化的非顆粒污泥接種，使反應(yīng)器達到設(shè)計負(fù)荷和有機物去除效率的過程，通過這一過程伴隨著顆?；耐瓿?。厭氧微生物，特別是甲烷菌增值很慢，厭氧反應(yīng)器的啟動需要較長的時間，這被認(rèn)為是高速厭氧反應(yīng)器的一個不足之處。但一旦啟動完成，在停止運行后的再次啟動可以迅速完成。關(guān)于厭氧污泥的顆?；蚒ASB的初次啟動有很多深入的研究，表1是Hulshoff Pol和L

3、ettinga對第一次啟動的若干要點總結(jié)。表1 UASB反應(yīng)器初次啟動的若干認(rèn)識種泥1. 可供細菌附著的載體物質(zhì)微粒對刺激和發(fā)動細胞的聚集是有益的2. 種泥的產(chǎn)甲烷活性對啟動的影響不大，盡管質(zhì)量濃度大于60gTss/L的稠消化污泥的產(chǎn)甲烷活性小于較稀的消化污泥，前者卻有利于UASB的初次啟動3. 添加部分顆粒污泥或破碎的顆粒污泥，也可提高顆?；^程啟動過程的操作模式在啟動中必須相當(dāng)充分地洗出接種污泥中較輕的污泥，保存較重的污泥，以推動顆粒污泥在其中的形成，要點如下1. 洗出污泥不再返回反應(yīng)器2. 當(dāng)進液COD質(zhì)量濃度大于5000mg/L時采用出水循環(huán)或稀釋進液3. 逐步增加有機負(fù)荷，有機負(fù)荷的

4、增加應(yīng)當(dāng)在降解COD能被去除80后再進行4. 保持乙酸質(zhì)量濃度始終低于1000mg/L5. 啟動時稠型污泥的接種量為大約1015kgVSS/m3；質(zhì)量濃度小于40 kgVSS/m3的稀消化污泥接種量可以小一些廢水特征1. 廢水濃度 低濃度有利于顆粒化的快速形成，但濃度也應(yīng)當(dāng)足夠維持良好的細菌生長條件，最小的COD質(zhì)量濃度應(yīng)為1000 mg/L2. 污染物性質(zhì) 過量的懸浮物阻礙顆?；男纬?. 廢水成分 溶解性碳水化合物為主要底物的廢水比VFA為主的廢水顆?；^程快，當(dāng)廢水含有蛋白質(zhì)時，應(yīng)使蛋白質(zhì)盡可能降解4. 高的離子濃度（例如Ca2+、Mg2+）能引起化學(xué)沉淀（CaCO3、MgNH4PO4）

5、，由此導(dǎo)致形成灰分含量高的顆粒污泥環(huán)境因素1. 在中溫范圍，最佳溫度為3840；高溫范圍為50602. 反應(yīng)器內(nèi)的pH值應(yīng)始終保持在6.2以上3. N、P、S等營養(yǎng)物質(zhì)和微量元素（例如Fe、Ni、Co）應(yīng)當(dāng)滿足微生物的需要4. 毒性化合物應(yīng)當(dāng)?shù)陀谝种茲舛然驊?yīng)給予污泥足夠的馴化時間1) 接種接種的過程是相當(dāng)簡單的，由于水中的溶解氧會很快被種泥中的兼性厭氧菌消耗并形成嚴(yán)格的厭氧條件，所以啟動時不需要嚴(yán)格的厭氧條件。當(dāng)沒有現(xiàn)成的顆粒污泥時，應(yīng)用最多的種泥是污水處理廠消化池的消化污泥。稠的消化污泥對于顆粒化的形成有利，從而可加快初次啟動的速度。除了消化污泥之外，可用作接種的物料很多，例如牛糞和各類糞肥

6、，下水道污泥等。一些污水溝沉淀物和富微生物的河泥也可以被用于接種，但不應(yīng)當(dāng)有太多砂子。污泥的接種質(zhì)量濃度至少不低于10kgVSS/m3反應(yīng)器容積。接種污泥的填充量應(yīng)不超過反應(yīng)器容積的60?！拜d體物質(zhì)”對啟動初期細胞聚集體系形成是有益的，但加入任何形式的填料是不需要的。這里的“載體物質(zhì)”僅指細胞本身的菌膠團物質(zhì)，因此這種載體物質(zhì)會自然存在于各種種泥中。Hulshoff Pol在其博士論文中討論了少量Ca2+對初次啟動的作用，認(rèn)為它對顆?；陌l(fā)展是有促進作用的，原因是Ca2+的沉淀會形成這種載體內(nèi)核。但Ca2+的添加也不是必須的。一旦顆粒污泥形成，部分破裂的顆粒污泥碎片會成為新生的顆粒污泥的載體。

7、當(dāng)用非顆粒污泥接種時，則應(yīng)當(dāng)注意反應(yīng)器的操作。如前所述，為避免絮狀污泥在反應(yīng)器里大量生長從而妨礙顆粒污泥的形成，必須將絮狀污泥和分散的細小污泥由反應(yīng)器“洗出”，這是反應(yīng)器完成顆粒化的先決條件。但是洗出應(yīng)當(dāng)是緩慢的逐步進行的過程，過度的洗出會使反應(yīng)器內(nèi)污泥量減少太多而導(dǎo)致啟動失敗。表2為不同溫度下操作6m高的生產(chǎn)性UASB反應(yīng)器所得到的污泥停留時間范圍。表2 不同溫度下操作6m高的生產(chǎn)性UASB反應(yīng)器所得到的污泥停留時間范圍溫度/最大污泥負(fù)荷/kgCOD/(kgVSSd)最小SRT/d最高SRT/d101525303337400.210.471.982.803.583.743.6610043.5

8、10.57.45.85.55.630013132221717172) 啟動的階段一般把UASB的初次啟動和顆?；^程分為三個階段，分別為啟動與提高污泥活性階段、形成顆粒污泥階段、逐漸形成顆粒污泥床階段。階段1啟動的初始階段。這一階段是指反應(yīng)器負(fù)荷低于2kgCOD/(m3d)的階段。這一階段反應(yīng)器由0.51.5 kgCOD/(m3d)或污泥負(fù)荷0.050.1 kgCOD/(kgVSSd)開始。這一階段洗出的污泥僅限于種泥中非常細小的分散污泥，洗出的原因主要是水的上流速度和逐漸產(chǎn)生的少量沼氣。階段2反應(yīng)器負(fù)荷上升至25 kgCOD/(m3d)的啟動階段。在這一階段污泥的洗出量增大，其中大多為絮狀的

9、污泥。洗出的原因是產(chǎn)氣和上流速度的增加引起的污泥床的膨脹。大量污泥洗出的結(jié)果是在留下的污泥中開始產(chǎn)生顆粒狀污泥。一般在從開始啟動到40d左右，可以在反應(yīng)器底部觀察到顆粒污泥。在這一階段污泥負(fù)荷的增加較快，這是因為污泥對廢水的馴化過程基本完成，污泥的活性增加。這一階段末期，污泥的洗出由于顆粒污泥的形成而減少，顆粒污泥的良好沉淀性能使其保留在反應(yīng)器內(nèi)。這一階段里，反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度由于絮狀污泥的洗出降低到最低的程度。而實際上，在反應(yīng)器里對較重的顆粒污泥和分散的、絮狀的污泥進行了選擇。階段3這一階段指反應(yīng)器負(fù)荷超過5 kgCOD/(m3d)。在這一階段里，絮狀污泥變得迅速減少，而顆粒污泥加速形成，直

10、到反應(yīng)器內(nèi)不再有絮狀污泥存在。在這一階段反應(yīng)器負(fù)荷可以增加到很高，當(dāng)反應(yīng)器大部分被顆粒污泥充滿時，其最大負(fù)荷可以超過50 kgCOD/(m3d)。3) 啟動前應(yīng)了解的廢水特征廢水特征對厭氧反應(yīng)器的操作有重要影響。因此必須對廢水特征有明確了解。工業(yè)廢水的種類時非常多的。即使同一類工業(yè)廢水，其性質(zhì)也會因其工藝的不同區(qū)別很大。因此對一種廢水在啟動前，首先了解廢水特征。首先要知道廢水的有機物濃度過低濃度的廢水可能并不適合于傳統(tǒng)的UASB的應(yīng)用。Lettinga等人曾認(rèn)為低于100mgCOD/L的廢水不宜于使用UASB，或者說在此濃度下UASB的使用不能充分表現(xiàn)其優(yōu)越性。近年來由于EGSB反應(yīng)器的發(fā)展和

11、UASB上流速度的有效提高，因此又提出了低于100mgCOD/L的廢水不宜于使用UASB的說法。而在較高的濃度下廢水則可能需要稀釋回流。廢水的厭氧可降解性由廢水的可降解性可以預(yù)測出UASB反應(yīng)器出水的質(zhì)量或COD的去除效率。廢水的pH值緩沖能力堿度是衡量緩沖能力的一個參數(shù)，對堿度特別小的廢水，可以加入Na2CO3提高其堿度，具體看前面所述。另一個實用的檢查廢水緩沖能力的方法是向廢水中加入相當(dāng)于COD濃度40的乙酸（COD濃度計），假如廢水pH值仍然維持6.5以上，則其緩沖能力是沒有問題的。假如pH值在加乙酸后低于6.5，則說明廢水的緩沖能力不是非常強，在操作中應(yīng)小心控制，后一種情況下，在廢水處

12、理中產(chǎn)生的NH3也能提高其緩沖能力。廢水中維持細菌生長必需的營養(yǎng)厭氧菌需要的營養(yǎng)較少，粗略地講，N和P的需求大約為COD：N：P（350500）：5：1。但由于發(fā)酵產(chǎn)酸菌的生長速率大大高于產(chǎn)甲烷菌，因此，較為精確的估算應(yīng)當(dāng)是CODBD：N：P：S約為（50/Y）：5：1：1。其中Y為細胞產(chǎn)率，對于發(fā)酵產(chǎn)酸菌，Y0.15；對于甲烷菌，Y0.03。典型地，對完全未酸化的廢水，取Y0.15；對于一個完全酸化的廢水，取Y0.03。此外，甲烷菌細胞組成中有較高濃度的鐵、鎳和鈷。在以冷凝液為主的廢水中，有時在例如玉米、土豆加工廢水中，這些元素可能非常少，在此情況下應(yīng)當(dāng)加入這些微量元素，有時也增加鋅和鉬。廢

13、水中懸浮物的含量廢水中懸浮物的含量如果太高，則可能不大適宜于UASB處理。當(dāng)廢水懸浮物質(zhì)量濃度超過3000mg/L，并且它們不能生物降解而且能滯留在反應(yīng)器內(nèi)，就會引起較大麻煩。但如果這些懸浮物能夠生物降解，或者它們不在反應(yīng)器內(nèi)滯留，則不會引起任何問題。懸浮物能否在反應(yīng)器內(nèi)滯留取決于懸浮物和污泥的顆粒大小與密度，當(dāng)反應(yīng)器形成顆粒污泥，在懸浮物不容易停留在反應(yīng)器內(nèi)。對于可以降解的懸浮物，應(yīng)當(dāng)知道它降解的速率以便計算懸浮物在反應(yīng)器里的保留量。了解廢水中是否含有有毒化合物和在厭氧過程中轉(zhuǎn)化為有毒化合物一般情況下，應(yīng)當(dāng)了解總氮（凱氏氮）和氨氮、硫酸鹽和亞硫酸鹽的濃度，并要了解在廢水產(chǎn)生的工廠里是否使用了

14、殺菌劑、消毒劑等。4) 初次啟動的一些要點UASB的反應(yīng)器啟動的過程實質(zhì)上是對菌種的馴化、選擇、增殖的過程。因此在啟動階段應(yīng)有一定的目標(biāo)和遵循某些基本規(guī)則。初次啟動是一個需要熟練技藝和經(jīng)驗的過程，盡管許多人已成功完成過各類UASB的啟動，但不同規(guī)模、不同設(shè)計和處理不同廢水的UASB的啟動模式和啟動花費的時間有時相當(dāng)不同，因此從根本上了解啟動的一些要點比一個啟動模式更有用。下面將敘述一下一般承認(rèn)的要點和注意事項。對啟動初期的目標(biāo)應(yīng)明確在UASB的啟動初期，特別是第一階段，不能夠片面追求反應(yīng)器的處理效率、產(chǎn)氣率的改進和出水的質(zhì)量等。因為初期的目標(biāo)是反應(yīng)器逐漸進入“工作”狀態(tài)，從微生物角度看，它實質(zhì)

15、上是使菌種由休眠狀態(tài)恢復(fù)及活化的過程，在這一過程中，理所當(dāng)然有一個停滯期存在。當(dāng)菌種從休眠中恢復(fù)到營養(yǎng)細胞的狀態(tài)后，它們還要經(jīng)歷對廢水性質(zhì)的適應(yīng)。在整個顆?；^程中，選擇、馴化、增殖過程都在進行，而原種泥中可能濃度較低的甲烷菌增長速度相對于產(chǎn)酸菌要慢得多。因此在顆粒污泥出現(xiàn)前的這一階段可能相對較長，這一階段里不可能有較大的反應(yīng)器負(fù)荷。進液的濃度廢水質(zhì)量濃度低于5000mgCOD/L時，一般不需要稀釋可直接進液，除非廢水中含高濃度的有毒物質(zhì)。當(dāng)廢水濃度過高時，最好將廢水稀釋到大約5000mgCOD/L。在沒有低濃度的其它稀釋水時，可以簡單地采用反應(yīng)器出水的循環(huán)。但出水循環(huán)在啟動階段也應(yīng)謹(jǐn)慎從事，

16、因為啟動階段的出水有時仍會有相當(dāng)濃度的未降解的COD，以這種出水不能有效稀釋進水有時反而會引起過負(fù)荷。在這種情況下如果負(fù)荷的因素更重要時，則不必采用出水的循環(huán)。當(dāng)采用出水循環(huán)時，可以參照表3給出的要點。表3 UASB出水循環(huán)的應(yīng)用要點當(dāng)廢水COD質(zhì)量濃度低于5000mg/L時，不需要出水循環(huán)；但當(dāng)亞硫酸鹽質(zhì)量濃度大于200mg/L，則應(yīng)采用循環(huán)使進液亞硫酸鹽質(zhì)量濃度低于100 mg/L當(dāng)廢水COD質(zhì)量濃度在500020000mg/L時， 采用出水循環(huán)啟動，使進液濃度在5000mg/L左右廢水COD質(zhì)量濃度超過20000mg/L時，在啟動階段可以采用其它稀釋水。高濃度廢水常常含有高的鹽濃度，這使

17、得甲烷產(chǎn)率增加很慢。因此，以其它含鹽少的或清水稀釋有利于菌的增殖，最后直接稀釋到5000mg/L。如果不能稀釋至5000 mg/L，則至少稀釋到20000 mg/L，并同時采用出水循環(huán)當(dāng)增加負(fù)荷時，必須記住出水COD濃度會有短暫的增加階段，此時采用循環(huán)時可以通過計算得出反應(yīng)器的真正負(fù)荷或進液濃度。真正進入反應(yīng)器的混合水濃度為：(cin+fcoff)/( 1+f)，其中f為循環(huán)比；cin為原水進液濃度；coff為出水濃度注：這些原則一般也適用于啟動后的正常操作。負(fù)荷增加的操作方法啟動的最初負(fù)荷可以從0.51 kgCOD/(m3d)開始，當(dāng)可生物降解的COD去除率達到80后再逐步增大負(fù)荷。為保險起

18、見，反應(yīng)器開始負(fù)荷不應(yīng)太高，只要容積負(fù)荷略高于0.2 kgCOD/(m3d)即可，水力時間大于24h。反應(yīng)器開始操作，在最低的負(fù)荷下連續(xù)運轉(zhuǎn)直到有氣體產(chǎn)生，5d后，檢查產(chǎn)氣是否達到略高于0.1m3/(m3d)。如果5d后反應(yīng)器的產(chǎn)氣量仍未達到這一數(shù)值，可以停止進液3d后再恢復(fù)進液，直到產(chǎn)氣量增加。如果產(chǎn)氣量已達到0.1m3/(m3d)，則下一步是檢查出水的VFA 濃度了。出水VFA 濃度是非常重要的參數(shù)，出水VFA濃度過高，意味著甲烷菌活力還不夠高或環(huán)境因素使甲烷菌活力下降而導(dǎo)致VFA利用不充分。啟動階段，當(dāng)環(huán)境因素例如pH值、溫度等正常時，出水VFA過高則表明反應(yīng)器負(fù)荷相對于當(dāng)時的菌種活力偏

19、高。出水VFA若高于8mmol/L，則應(yīng)當(dāng)停止進液，直到反應(yīng)器內(nèi)VFA低于3mmol/L后，再繼續(xù)以原濃度、原負(fù)荷進液。如果出水VFA低于3mmol/L，說明反應(yīng)器運行狀態(tài)良好，反應(yīng)器可以以原負(fù)荷繼續(xù)運行。這一階段需要運行很長時間而不改變負(fù)荷，運行時間可能有1個月之久。由于上流速度和產(chǎn)氣量很小，基本上沒有污泥洗出。出水VFA需至少每兩天測一次，直到連續(xù)進液多日，出水VFA始終保持在3mmol/L以下后，再采用增加負(fù)荷的措施。增加負(fù)荷可以通過增大進液量或者降低進液稀釋比的方法進行。負(fù)荷每次可增加30。如果廢水經(jīng)過很大程度的稀釋，則可以把稀釋比降低30，仍維持HRT不變，則負(fù)荷也就增加了30。負(fù)荷

20、的增加必須使出水VFA比原先略有上升，當(dāng)出水VFA高于8mmol/L，此時不停止進液但要觀察反應(yīng)器內(nèi)pH值的變化防止“酸化”的發(fā)生。增大負(fù)荷后的短時間內(nèi)，產(chǎn)氣量也有可能降低，這是因為細小的甲烷菌微粒被洗出。幾天后產(chǎn)氣量會重新上升，出水VFA濃度也會下降。但是如果出水VFA增大到15 mmol/L，則必須把負(fù)荷降至原來的水平，并保證反應(yīng)器內(nèi)pH值不低于6.5，萬一pH值下降至6.5以下，有必要加入堿調(diào)節(jié)pH值。待一切恢復(fù)正常后，可以把負(fù)荷提高的幅度降至20。以上負(fù)荷增加的步驟可以重復(fù)進行直到負(fù)荷達到2.0 kgCOD/(m3d)，也就是說，負(fù)荷增大的步驟可能重復(fù)810次。每次操作所需要時間可能長

21、短不一，有時可能長達兩周，有時僅有幾天。當(dāng)負(fù)荷達2.0 kgCOD/(m3d)以上時，每次負(fù)荷可增加20，增加負(fù)荷的時機（出水VFA濃度小于3mmol/L）及方式如前所述。負(fù)荷達到5.0 kgCOD/(m3d)后，除了依照前面所述的方法操作外，也應(yīng)當(dāng)每周再檢查一次反應(yīng)器中污泥的活性和污泥沿反應(yīng)器高度的濃度變化。顆?；芸赡茉谪?fù)荷達到5.0 kgCOD/(m3d)前后很快形成，其中反應(yīng)器的負(fù)荷可以較快地增加。表4給出了一些促進顆?；纬傻牟僮饕c。表4 當(dāng)負(fù)荷上升至2.0 kgCOD/(m3d)后促進顆?；纬傻膯硬僮饕c出水VFA一旦低于3 mmol/L即增加反應(yīng)器負(fù)荷使細小分散的污泥洗出，

22、不使這些洗出的污泥返回反應(yīng)器使反應(yīng)器保持最佳的細菌生長條件。一般地，pH6.87.5；溫度3038（中溫范圍）或5358（高溫范圍）；保證微生物生長所需要的營養(yǎng)與微量元素為防止過負(fù)荷，在每次增加負(fù)荷時應(yīng)總是小于50啟動6周后，以顯微鏡和放大鏡作污泥的鏡檢，在4001000放大倍數(shù)下應(yīng)當(dāng)看到污泥中的絲狀物當(dāng)HRT達到大約5d后，開始降低稀釋用水的量；在HRT小于20時，對于COD質(zhì)量濃度小于15g/L的廢水，稀釋不再是必需的；如果廢水COD質(zhì)量濃度大于15g/L，則需要出水循環(huán)3. UASB反應(yīng)器的二次啟動UASB反應(yīng)器的二次啟動是相對于初次啟動說的。所謂初次啟動是指用顆粒污泥以外的其它污泥作為

23、種泥啟動一個UASB反應(yīng)器的過程。而二次啟動是指使用顆粒污泥作為種泥對UASB反應(yīng)器的啟動。顆粒污泥是UASB啟動的理想的種泥，使用顆粒污泥的二次啟動大大縮短了啟動時間，即使對于性質(zhì)不同的廢水，顆粒污泥也能很快適應(yīng)。使用顆粒污泥接種允許有較大的接種量，較大的接種量可縮短啟動的時間。啟動時間的長短很大程度上取決于顆粒污泥的來源，即顆粒污泥在原反應(yīng)器中的培養(yǎng)條件（溫度、pH值等）以及原來處理的廢水種類。新啟動的反應(yīng)器在選擇種泥時，應(yīng)盡量地選用與所處理水種類相近的廢水種類，廢水種類與性質(zhì)越接近，所需馴化的時間越少。同時應(yīng)盡量采用同一溫度范圍的種泥，例如采用高溫種泥不利于中溫反應(yīng)器的啟動，而中溫的種泥

24、啟動高溫反應(yīng)器也較慢。二次啟動采用較大的接種量，顆粒污泥的活性比其它種泥高得多，二次啟動的初始反應(yīng)器負(fù)荷可以較高，有關(guān)報道推薦初始的反應(yīng)器負(fù)荷可為3 kgCOD/(m3d)。二次啟動進液濃度在開始時一般與初次啟動相當(dāng)，但可以相對迅速地增大進液濃度。負(fù)荷和濃度增加的模式與初次啟動類似，但相對容易。產(chǎn)氣、出水VFA等仍是重要的控制參數(shù)，COD去除率、pH值等也是重要的監(jiān)測指標(biāo)。二次啟動在原則上如上所述，但啟動中可能遇到某些以外的問題或現(xiàn)象，這些問題如果處理得當(dāng)，會有利于新的顆粒污泥的形成和加快啟動過程。表5是關(guān)于UASB反應(yīng)器的二次啟動過程可能出現(xiàn)的問題及解決辦法。表5 UASB反應(yīng)器的二次啟動過

25、程可能出現(xiàn)的問題及解決辦法問題與現(xiàn)象原因解決辦法1. 污泥生長過于緩慢營養(yǎng)與微量元素不足進液預(yù)酸化程度過高污泥負(fù)荷過低顆粒污泥洗出（4，5條）顆粒污泥的分裂（6條）增加進液營養(yǎng)與微量元素濃度減少預(yù)酸化程度增加反應(yīng)器負(fù)荷2. 反應(yīng)器過負(fù)荷反應(yīng)器中污泥量不足污泥產(chǎn)甲烷活性不足降低負(fù)荷；提高污泥量增加種泥量或促進污泥生產(chǎn)；適當(dāng)減少污泥洗出減少污泥負(fù)荷，增加污泥活性（3條）3. 污泥產(chǎn)甲烷活性不足營養(yǎng)或微量元素缺乏產(chǎn)酸菌生長過于旺盛有機懸浮物在反應(yīng)器中積累反應(yīng)器中溫度降低廢水中存在有毒物質(zhì)或形成抑制活性的環(huán)境條件（6條）無機物例如Ca2+等引起沉淀添加營養(yǎng)或微量元素增加廢水預(yù)酸化程度降低反應(yīng)器負(fù)荷降低

26、懸浮物的濃度增加溫度減少進液中Ca2+濃度；在UASB前采用沉淀池4. 顆粒污泥洗出氣體聚集于空的顆粒中，在低溫、低負(fù)荷、低進液濃度下易形成大而空的顆粒污泥由于顆粒形成分層結(jié)構(gòu)，產(chǎn)酸菌在顆粒污泥外大量覆蓋使產(chǎn)氣聚集在顆粒內(nèi)顆粒污泥因廢水中含大量蛋白質(zhì)和脂肪而有上浮趨勢增大污泥負(fù)荷，采用內(nèi)部水循環(huán)以增大水對顆粒的剪切力，使顆粒尺寸減小應(yīng)用更穩(wěn)定的工藝條件，增加廢水預(yù)酸化的程度采用預(yù)酸化（沉淀或化學(xué)絮凝）去除蛋白質(zhì)與脂肪5. 絮狀污泥或表面松散“起毛”的顆粒污泥形成并洗出由于進液中的懸浮的產(chǎn)酸菌的作用顆粒污泥聚集在一起在顆粒表面或以懸浮狀態(tài)大量地生長產(chǎn)酸菌表面“起毛”的顆粒形成，產(chǎn)酸菌大量附著于顆

27、粒表面從進液中去除懸浮物，減少預(yù)酸化程度增加預(yù)酸化程度，加強廢水與污泥混合的強度增加預(yù)酸化程度，降低污泥負(fù)荷6. 顆粒污泥破裂分散負(fù)荷或進液濃度的突然變化預(yù)酸化程度突然增加，使產(chǎn)酸菌呈“饑餓”狀態(tài)有毒物質(zhì)存在于廢水中采用更穩(wěn)定的工藝應(yīng)用更穩(wěn)定的預(yù)酸化條件廢水脫毒預(yù)處理；延長馴化時間；稀釋進液過強的機械力作用由于選擇壓力過小而形成絮狀污泥降低負(fù)荷和上流速度，以降低水流的剪切力采用出水循環(huán)增大選擇壓力，使絮狀污泥洗出4. UASB反應(yīng)器啟動后的運行UASB反應(yīng)器的運行是在高負(fù)荷下的生物化學(xué)過程，這一過程由厭氧微生物的生命過程完成。因此反應(yīng)器的運行從根本上講必須滿足微生物對環(huán)境條件的需求，這些環(huán)境條

28、件應(yīng)盡量接近微生物的最佳生長條件，同時也應(yīng)力求避免大的波動。具體的環(huán)境條件和有關(guān)廢水特征的影響因素可參考前面所述。在實際運行中，進出液的COD濃度、進液流量，進水與出水的pH值、反應(yīng)器內(nèi)的pH值，產(chǎn)氣量及其組成，出水VFA濃度及其組成，反應(yīng)器內(nèi)的溫度都是被監(jiān)測的指標(biāo)。1) 出水的VFA濃度與組成出水的VFA濃度在反應(yīng)器內(nèi)的控制中被認(rèn)為是最重要的參數(shù)，這是因為VFA的除去程度可以直接反映出反應(yīng)器運行狀況，同時也應(yīng)為VFA濃度的分析較為快速和靈敏地反映出反應(yīng)器行為的微小變化。在正常情況下，底物由酸化菌轉(zhuǎn)化為VFA，VFA可以被甲烷菌轉(zhuǎn)化為甲烷。因此甲烷菌活躍時，出水VFA濃度較低。當(dāng)出水VFA質(zhì)量

29、濃度低于200mg乙酸/L時，反應(yīng)器的運行狀態(tài)最為良好。任何不利于甲烷菌生長的因素都會導(dǎo)致產(chǎn)生VFA濃度的上升，這是因為甲烷菌活性降低使VFA積累所致。溫度的突然降低或過高、毒性物質(zhì)濃度的增加、pH值的波動、負(fù)荷的突然加大等都會由出水VFA的升高反映出來。進水狀態(tài)穩(wěn)定時，出水pH值的下降也能反映出VFA的升高，但是pH值的變化要比VFA的變化遲緩，有時VFA可升高數(shù)倍而pH值尚沒有明顯改變。因此從監(jiān)測出水VFA濃度可快速反映出反應(yīng)器運行的狀況，并因此有利于操作過程的及時調(diào)節(jié)。過負(fù)荷常是出水VFA升高的原因。因此當(dāng)出水VFA的升高而環(huán)境因素（溫度、進水pH值、出水水質(zhì)等）沒有變化時，出水VFA的

30、升高可由降低反應(yīng)器負(fù)荷來調(diào)節(jié)，過負(fù)荷可能由進水COD濃度或進水量的升高引起，也會由反應(yīng)器內(nèi)污泥過多流失引起。出水VFA濃度的上升直接影響廢水處理的效果，過高的出水VFA濃度表明反應(yīng)器內(nèi)大量的VFA積累，因此是反應(yīng)器pH值下降或?qū)е?“酸化”的前期訊號。一般認(rèn)為，當(dāng)VFA的質(zhì)量濃度超過800mg/L時，反應(yīng)器即面臨酸化危險，應(yīng)立即降低負(fù)荷或暫停進液，并檢查環(huán)境因素有無改變。在正常運行中，應(yīng)保持出水VFA濃度在400mg/L以下，而以200mg/L以下為最佳。出水VFA的組成也是反應(yīng)器運行中監(jiān)測的指標(biāo)之一。正常運行中，VFA濃度較低，出水VFA以乙酸為主，占VFA總量90以上，只有少量丙酸與丁酸。

31、當(dāng)乙酸不能很好被甲烷菌利用時，底物會轉(zhuǎn)化為較多的丙酸與丁酸。因此出水VFA的組成也能反映反應(yīng)器的運行狀況。2) pH值在UASB反應(yīng)器運行過程中，反應(yīng)器內(nèi)的pH值應(yīng)保持在6.57.8范圍之內(nèi)，并且應(yīng)盡量減少波動。PH值在6.5以下，甲烷菌即已受到抑制，pH值低于6.0時，甲烷菌已嚴(yán)重抑制，反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)酸菌呈現(xiàn)優(yōu)勢生長，此時反應(yīng)器已嚴(yán)重酸化，恢復(fù)十分困難。VFA濃度增高是pH值下降的主要原因，雖然pH值的檢測非常方便，但它的變化比VFA濃度的變化要滯后許多。當(dāng)甲烷菌活性降低，或因過負(fù)荷導(dǎo)致VFA開始積累時，由于廢水的緩沖能力，pH值尚沒有明顯變化，從pH值的監(jiān)測上尚反映不出潛在的問題。當(dāng)VFA積累

32、至一定程度時，pH值才會有明顯變化。因此測定VFA是控制反應(yīng)器pH值降低的有效措施。當(dāng)pH值降低較多時，應(yīng)立即采取措施，減少或停止進液是常采用的應(yīng)急措施。在pH值和VFA濃度恢復(fù)正常后，反應(yīng)器在較低的負(fù)荷下運行。進行pH的降低可能是反應(yīng)器內(nèi)pH值下降的原因，因此如果反應(yīng)器內(nèi)pH值降低，應(yīng)立即檢查進液pH值有無改變。3) 產(chǎn)氣量與組成產(chǎn)氣量也是非常重要的監(jiān)測指標(biāo)。首先，產(chǎn)氣量能夠迅速反映出反應(yīng)器運行狀態(tài)；其次，產(chǎn)氣量可以從進水反應(yīng)器的COD總量、COD的去除率等數(shù)據(jù)估算出來，實際產(chǎn)氣量應(yīng)當(dāng)與估算接近并維持穩(wěn)定。當(dāng)產(chǎn)氣量突然減少，而反應(yīng)器負(fù)荷沒有變化時，說明運行不正常導(dǎo)致甲烷菌活性降低。pH值的變化，溫度的降低，有毒物質(zhì)等均可能是產(chǎn)氣突然下降的原因。在穩(wěn)定的UASB反應(yīng)器中，當(dāng)廢水組成變化時，產(chǎn)氣量也會發(fā)生迅速的變化。產(chǎn)氣的組成也能反映出反應(yīng)器的運行狀態(tài)。當(dāng)正常運行時，甲烷在產(chǎn)氣中約占6080，這一比例與廢水成分有關(guān)。當(dāng)運行中產(chǎn)氣甲烷比例明顯下降，可能是甲烷菌活力下降造成。當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)酸