小型地埋式污水處理系統(tǒng)
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厭氧生物處理的影響因素
厭氧生物處理對(duì)環(huán)境條件的要求比好氧生物處理嚴(yán)格。一般認(rèn)為，控制厭氧處理效率的基本因素有二類：一類是基礎(chǔ)因素，包括微生物量（污泥濃度）、營(yíng)養(yǎng)比、混合接觸狀況、有機(jī)負(fù)荷等；另一類是環(huán)境溫度、pH、氧化還原電位、有毒物質(zhì)等。
由厭氧生物處理的基本原理可知，厭氧過程要通過多種生理上不同的微生物類群聯(lián)合作用來完成。如果把產(chǎn)甲烷階段以前的所有微生物統(tǒng)稱為不產(chǎn)甲烷菌，則它們包括厭氧細(xì)菌和兼性細(xì)菌，尤以兼性細(xì)菌居多。與產(chǎn)甲烷菌相比，不產(chǎn)甲烷菌對(duì)pH、溫度等外界環(huán)境因素的變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，而且其增殖速度較快。而產(chǎn)甲烷菌是一群非常特殊的、嚴(yán)格厭氧的細(xì)菌，它們對(duì)外界環(huán)境條件的要求比不產(chǎn)甲烷菌嚴(yán)格，而且其繁殖的世代期較長(zhǎng)。因此，產(chǎn)甲細(xì)菌是決定厭氧消化效率和成敗的主要微生物，產(chǎn)甲烷階段是厭氧過程速率的限制步驟。正因?yàn)槿绱?，在討論厭氧消化過程的影響因素時(shí)，多以產(chǎn)甲烷菌的生理、生態(tài)特征來說明。
（1）、溫度
溫度是影響微生物生存及生物化學(xué)反應(yīng)重要的因素之一。各類微生物適宜的溫度范圍是不同的，一般認(rèn)為，產(chǎn)甲烷菌適宜的溫度范圍為5～60℃，在35℃和53℃上下可以分別獲得較高的消化效率；溫度為40～45℃時(shí)，厭氧消化效率較低。由此可見，各種產(chǎn)甲烷菌的適宜溫度區(qū)域不一致，而且適溫度范圍較小。根據(jù)產(chǎn)甲烷菌適宜溫度條件的不同，厭氧消化法可分為常溫消化、中溫消化和高溫消化三種，類型。
（1）常溫厭氧消化是指在自然氣溫下進(jìn)行廢水厭氧處理的工藝，適宜溫度范圍為10～30℃。
（2）中溫厭氧消化 適宜溫度范圍為35～38℃，若低于32℃或者高于40℃，厭氧消化效率則明顯地降低。
（3）高溫厭氧消化 適宜溫度范圍為50～55℃。
上述適宜溫度有時(shí)因其他工藝條件的不同而有某種程度的差異，如反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度較高，則溫度的影響不易顯露出來。在一定溫度范圍內(nèi)，溫度升高，則有機(jī)物去除率和產(chǎn)量會(huì)相應(yīng)提高。一般認(rèn)為，高溫消化比中溫消化沼氣產(chǎn)量約高一倍。溫度的高低不僅影響沼氣的產(chǎn)量，而且影響沼氣中甲烷的含量和厭氧消化污泥的性質(zhì)。
溫度對(duì)反應(yīng)速度的影響同樣是明顯的。一般地說，在其他工藝條件相同的情況下，溫度每上升10℃，反應(yīng)速度就大約增加2～4倍。因此，高溫消化期比中溫消化期短。溫度的急劇變化和上下波動(dòng)不利于厭氧消化處理，短時(shí)間內(nèi)溫度升降5，沼氣產(chǎn)量將明顯下降，波動(dòng)的幅度過大時(shí)，甚至?xí)Ｖ巩a(chǎn)氣；溫度的波動(dòng)還會(huì)影響沼氣中的甲烷含量，尤其高溫消化對(duì)溫度變化更為敏感。因此在設(shè)計(jì)消化器時(shí)，常采取一定的控溫措施，盡可能使消化器在恒溫下運(yùn)行，溫度變化幅度通常不超過2～3℃∕h。然而，溫度的暫時(shí)性突然降低不會(huì)使厭氧消化系統(tǒng)遭受根本破壞，溫度一經(jīng)恢復(fù)到原來溫度時(shí)，處理效率和產(chǎn)氣量也將隨之逐漸恢復(fù)，只是溫度降低持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng)，恢復(fù)所需時(shí)間也越長(zhǎng)。
（2）、pH值
產(chǎn)酸細(xì)菌對(duì)酸堿度不及甲烷細(xì)菌敏感，其適宜pH值較廣，在4.5～8.0之間，產(chǎn)甲烷菌要求環(huán)境介質(zhì)pH在中性附近，適pH值為7.0～7.2。在厭氧生物處理中，由于產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷過程大多在同一構(gòu)筑物內(nèi)進(jìn)行，為了維持平衡，避免過多的酸積累，常使反應(yīng)器內(nèi)的pH值保持在6.5～7.5（在6.8～7.2）的范圍內(nèi)。
pH條件失常首先會(huì)使產(chǎn)生的H2和乙酸不能被正常代謝降解，從而使整個(gè)消化過程各階段間失去平衡。若pH值降到5以下，對(duì)產(chǎn)甲烷菌抑制較大，同時(shí)產(chǎn)酸作用本身也會(huì)受到影響，從而整個(gè)厭氧消化過程被破壞，即使pH恢復(fù)到7.0左右，厭氧裝置的處理能力也不易恢復(fù)。而在pH值稍高時(shí)，只要恢復(fù)中性，產(chǎn)甲烷菌卻能較快地恢復(fù)活性。所以厭氧裝置適宜在中性或稍偏堿性的狀態(tài)下運(yùn)行。
在厭氧消化過程中，pH值的變化除了受外界因素影響之外，還取決于有機(jī)物代謝過程中某些產(chǎn)物毆打增減。如產(chǎn)酸作用產(chǎn)物有機(jī)酸的增加，會(huì)使pH下降；含氮有機(jī)物分解產(chǎn)物氨的增加，會(huì)引起pH值升高。
（3）有機(jī)負(fù)荷
在厭氧生物處理中，有機(jī)負(fù)荷通常指容積有機(jī)負(fù)荷，簡(jiǎn)稱容積負(fù)荷，即消化器單位有效容積每天接受的有機(jī)物量〖以COD表示，單位為Kg∕（m³.d）〗。對(duì)是懸浮生長(zhǎng)工藝，也有用污泥負(fù)荷表示的，即單位質(zhì)量的污泥每天接受的COD量【Kg（Kg.d）】。在污泥消化中，有機(jī)負(fù)荷習(xí)慣上以投配率或進(jìn)料率表示，即每天所投加的廢水體積占消化器有效容積的百分?jǐn)?shù)。由于各種廢水濃度、揮發(fā)組分不盡一致，投配率不能反映實(shí)際的有機(jī)負(fù)荷，為此，又引入反應(yīng)器單位有效容積每天接受的揮發(fā)性固體（MLVSS）質(zhì)量這一參數(shù)【單位Kg∕（m³.d）】。
有機(jī)負(fù)荷是影響消化效率的一個(gè)重要因素，直接影響產(chǎn)氣量和處理效率。在一定范圍內(nèi)，隨著有機(jī)負(fù)荷的提高，產(chǎn)氣率即單位質(zhì)量物料的產(chǎn)氣量趨向下降，而消化器的容積產(chǎn)氣量則增多，反之亦然。這是因?yàn)檫M(jìn)料的有機(jī)物濃度是一定的，有機(jī)負(fù)荷或投配率的提高，意味著停留時(shí)間縮短，則有機(jī)物分解率將下降，從而使單位質(zhì)量物料的產(chǎn)氣量減少；然而由于反應(yīng)器相對(duì)的處理量增多了，故單位容積的產(chǎn)氣量將提高。
如前所述，厭氧處理系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)取決于產(chǎn)酸與產(chǎn)甲烷反應(yīng)速率的相對(duì)平衡。一般產(chǎn)酸速度大于產(chǎn)甲烷速度。若有機(jī)負(fù)荷過高，則產(chǎn)酸率將大于用酸（產(chǎn)甲烷）率，揮發(fā)酸將累積而使pH值下降，破壞產(chǎn)甲烷階段的正常進(jìn)行，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)甲烷作用停止，系統(tǒng)失敗，并難以調(diào)整復(fù)蘇。此外，有機(jī)負(fù)荷過高，則過高的水力負(fù)荷還會(huì)使消化系統(tǒng)中污泥的流失速率大于增長(zhǎng)速率而降低消化效率。相反，若有機(jī)負(fù)荷過低，物料產(chǎn)氣率戎或有機(jī)物去除率雖可提高，但容積產(chǎn)氣率降低，反應(yīng)器容積增大，使消化設(shè)備的利用效率降低，投資和運(yùn)行費(fèi)用提高。
有機(jī)負(fù)荷值依工藝類型、運(yùn)行條件以及廢水種類和濃度而異。在通常的情況下，常規(guī)中溫厭氧消化工藝處理高濃度工業(yè)廢水的有機(jī)負(fù)荷（COD量）為2～3kg∕（m³.d）,高溫厭氧消化工藝為4～6kg（m³.d）。上流式厭氧污泥床反應(yīng)器、厭氧濾池、厭氧流化床等新型中溫厭氧消化工藝的有機(jī)負(fù)荷為5～15kg（m³.d），有的可高達(dá)30kg（m³.d）。在處理具體廢水時(shí)，通過試驗(yàn)來確定其適宜的有機(jī)負(fù)荷。
小型地埋式污水處理系統(tǒng)二沉池出現(xiàn)細(xì)碎污泥翻滾、渾濁現(xiàn)象的原因?
①好氧池污泥負(fù)荷過小，曝氣過量，污泥自身氧化，導(dǎo)致污泥絮凝性變差，污泥結(jié)構(gòu)分散(水混濁而懸浮物多)
②好氧池污泥負(fù)荷過大，溶解氧不足，污泥吸附性能變差，有機(jī)物未能*分解掉
③二沉池負(fù)荷過高，或二沉池配水不均勻出現(xiàn)重力流現(xiàn)象，局部流速過快將污泥帶起
④二沉池回流比過大，二沉池泥層過低，水流攪動(dòng)泥層過大(此原因占少)
⑤好氧池污泥排放量過大導(dǎo)致好氧池污泥齡過短，新合成的污泥絮體難以沉降(水清澈而懸浮物多)
⑥好氧池污泥齡過長(zhǎng)，污泥老化
⑦好氧池污泥營(yíng)養(yǎng)料不足或者營(yíng)養(yǎng)料比例不均衡(N、P比例過高)
⑧好氧池污泥發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象，沉降性差、二沉池泥層高，水流將污泥帶出(SVI值過高或過低都會(huì)出現(xiàn)此情況)
⑨好氧池污水中氨氮含量過高
二沉池出現(xiàn)浮渣浮泥現(xiàn)象的原因?
①二沉池回流比小，污泥停留時(shí)間過長(zhǎng)，污泥厭氧反硝化后被氣體攜帶上浮
②好氧池進(jìn)入大量物化污泥和厭氧污泥，由于部分不能轉(zhuǎn)化為好氧污泥變?yōu)楦≡懦鱿到y(tǒng)
③好氧池污泥fu敗變質(zhì)
④好氧池泡沫多，與污泥/懸浮物等混合后到二沉池上浮
⑤好氧池污泥濃度低(污泥負(fù)荷高)或者溶解氧過高(有可能)
⑥好氧池污泥老化或者泥齡過短，絮凝性差，COD去除率和處理效果差
好氧池溶解氧不足的原因?
①好氧池污泥濃度上升較快或者污泥老化導(dǎo)致耗氧量增加
②厭氧池出水懸浮物很多，進(jìn)入好氧池后消耗大量的溶解氧
③鼓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障停止運(yùn)行或風(fēng)機(jī)壓力不夠(出現(xiàn)此情況較少)
④厭氧池出水COD突然升高很多，或進(jìn)水突然增大，沖擊負(fù)荷大，導(dǎo)致好氧池負(fù)荷變大
⑤曝氣頭損壞或堵塞比較嚴(yán)重，好氧池泡沫多
好氧池發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象的原因?
①好氧池溶解氧長(zhǎng)期偏低或者長(zhǎng)期偏高(有可能)
②原水或厭氧出水的硫化物含量過高導(dǎo)致硫細(xì)菌大量繁殖
③好氧池負(fù)荷長(zhǎng)期偏低或偏高
④好氧池水溫偏高
⑤營(yíng)養(yǎng)料不均衡或缺乏營(yíng)養(yǎng)(N、P偏低)
⑥進(jìn)水pH值問題
⑦好氧池污泥的泥齡過長(zhǎng),耗氧量增加導(dǎo)致溶解氧不足
半軟性填料
半軟性填料由填料單片、塑料套管和中心繩三部分組成，所有組成部分均采用耐酸、耐堿、耐老化性能較好的低密度聚乙烯為原料。經(jīng)熔融注塑成由中心孔向外放射的形狀，針刺得圓形單片是半軟性填料的主體，由中心繩依次穿過各單片的中心孔，單片間嵌套塑料管以固定距串連成所需長(zhǎng)度。
半軟性填料具有特殊的結(jié)構(gòu)和水力性能，孔隙率大（大于96%），流阻小，并且當(dāng)水流通過填料層時(shí)可產(chǎn)生明顯的湍流流態(tài)，提高水與生物膜的接觸效率，增大了去除污染物的能力。該填料有一定的剛性及柔性，具有較強(qiáng)的重新布水、布?xì)饽芰?。?duì)于鼓風(fēng)曝氣中的大氣泡供氣而言，它具有多層次、反復(fù)切割氣泡的作用，從而提高了氧的轉(zhuǎn)移率。比表面積大（可達(dá)到130m2/m3)，為微生物的生長(zhǎng)提供了充足的空間。具有傳質(zhì)效率高、節(jié)能、不易堵塞、耐腐蝕、耐老化等特點(diǎn)。
組合填料
組合填料集中了軟性及半軟性的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，填料單元中間是一個(gè)尺寸較小的半軟性填料，周邊連接軟化纖維束。這類填料大多是在中心環(huán)的結(jié)構(gòu)和纖維束的數(shù)量上有所不同，主要有以下幾種：
1、組合式雙環(huán)填料
以塑料環(huán)作為骨架，中間是一格尺寸比較小的半軟性填料，外圍連接軟化的纖維束，維綸絲緊繃在塑料環(huán)上。在污水中絲束分散均勻，易掛膜、脫膜，對(duì)污水濃度變化適應(yīng)性好。
廢水厭氧生物處理是環(huán)境工程與能源工程中的一項(xiàng)重要技術(shù)改革，過去，它在構(gòu)筑物型式上主要采用普通消化池，由于存在水力停留時(shí)間長(zhǎng)、有機(jī)負(fù)荷低等缺點(diǎn)，較長(zhǎng)時(shí)期限制了它在廢水處理中的應(yīng)用。70年代以來，世界能源短缺日益突出，從節(jié)約和利用能源上考慮，廢水厭氧處理技術(shù)受到重視，開發(fā)了各種新型處理工藝和設(shè)備，大大提高了厭氧反應(yīng)器內(nèi)活性污泥的持留量，使處理時(shí)間大大縮短，處理效率有了很多提高。目前，厭氧生化法不僅可用于處理有機(jī)污泥和高濃度有機(jī)廢水，也可用于處理中、低濃度有機(jī)廢水，包括城市污水。
