厭氧廢水處理系統(tǒng)研究

　目前,約 80%的世界能源供給依靠化石能源。在有機廢水處理的過程中,既可以去除污染物,又能夠回收生物氣的技術(shù)越來越受到青睞。廢水厭氧發(fā)酵處理過程具有去除污染物和回收生物氣的雙重作用,可回收利用的生物氣主要為甲烷和氫氣。pH 值是污水厭氧處理系統(tǒng)中zui重要的參數(shù)之一,它會影響到系統(tǒng)微生物的活性、營養(yǎng)的攝取和產(chǎn)氣性能。厭氧發(fā)酵在實際運行過程中,常需要投加大量堿性物質(zhì)以維持較高的堿度和適宜 pH 值(7. 0 左右) ,這會增加運行成本。有文獻(xiàn)報道一些耐酸產(chǎn)甲烷細(xì)菌(如Methanobacteriaceae、Methanomicrobiales 和 Methanosarcinaceae)能在 pH 為 4. 4 的條件下存活,TAC-ONI 等也曾報道由于產(chǎn)甲烷細(xì)菌對酸性條件的適應(yīng),當(dāng)產(chǎn)甲烷系統(tǒng) pH 從 7. 0 下降到 4. 5 時,與對照組相比,系統(tǒng)產(chǎn)甲烷活性增加了 30% 。如果能在較低的 pH 條件(如 pH 低于 4. 5)進行厭氧發(fā)酵以處理有機廢水,可減少堿性藥劑的投加量從而節(jié)約運行成本,也能拓寬厭氧處理工藝的應(yīng)用領(lǐng)域。在厭氧發(fā)酵過程中,較高的有機負(fù)荷容易造成有機酸的大量積累,引起 pH 值大幅度下降,嚴(yán)重影響發(fā)酵性能,這一現(xiàn)象在厭氧發(fā)酵系統(tǒng)中被稱為“酸化”。

　　研究發(fā)現(xiàn),厭氧發(fā)酵系統(tǒng)酸化會引起 pH 下降、產(chǎn)氣速率下降、COD 去除率降低,嚴(yán)重時會引起整個系統(tǒng)崩潰。在低 pH 值厭氧發(fā)酵系統(tǒng)也會出現(xiàn)酸化現(xiàn)象,而目前針對酸化的研究主要為中性 pH 厭氧發(fā)酵系統(tǒng),對低 pH 厭氧發(fā)酵系統(tǒng)中酸化的研究對實際應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。

　　本文利用已經(jīng)培養(yǎng)出顆粒污泥的厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器( anaerobic internal circulation reactor,AICR) ,通過提高有機負(fù)荷使系統(tǒng)出現(xiàn)酸化,在此過程中研究了酸化前后反應(yīng)器運行參數(shù)的變化以及酸化后的厭氧顆粒污泥中微生物的組成情況,旨在探明酸化對低 pH 值厭氧系統(tǒng)的危害,為實際厭氧污水處理系統(tǒng)提供借鑒。