挥发酸、碱度对厌氧反应器的运行的影响以及几个常见问题

1、挥发性脂肪酸

1）VFA简介

挥发性脂肪酸简称挥发酸，英文缩写为VFA，它是有机物质在厌氧产酸菌的作用下经水解、发酵发酸而形成的简单的具有挥发性的脂肪酸，如乙酸、丙酸等。挥发酸对甲烷菌的毒性受系统pH值的影响，如果厌氧反应器中的pH值较低，则甲烷菌将不能生长，系统内VFA不能转化为沼气而是继续积累。相反在pH值为7或略高于7时，VFA是相对无毒的。挥发酸在较低pH值下对甲烷菌的毒性是可逆的。在pH值约等于5时，甲烷菌在含VFA的废水中停留长达两月仍可存活，但一般讲，其活性需要在系统pH值恢复正常后几天到几个星期才能够恢复。如果低pH值条件仅维持

12h以下，产甲烷活性可在pH值调节之后立即恢复。

2）VFA积累产生的原因

厌氧反应器出水VFA是厌氧反应器运行过程中非常重要的参数，出水VFA浓度过高，意味着甲烷菌活力还不够高或环境因素使甲烷菌活力下降而导致VFA利用不充分，积累所致。温度的突然降低或升高、毒性物质浓度的增加、pH的波动、负荷的突然加大等都会由出水VFA的升高反应出

来。进水状态稳定时，出水pH的下降也能反能反映出VFA的升高，但是pH的变化要比VFA的变化迟缓，有时VFA可升高数倍而pH尚没有明显改变。因此从监测出水VFA浓度可快速反映出反应器运行的状况，并因此有利于操作过程及时调节。过负荷是出水VFA升高的原因。因此当出

水VFA升高而环境因素（温度、进水pH、出水水质等）没有明显变化时，出水VFA的升高可由降低反应器负荷来调节，过负荷由进水COD浓度或进水流量的升高引起，也会由反应器内污泥过多流失引起。

3）VFA与反应器内pH值的关系

在UASB反应器运行过程中，反应器内的pH值应保持在6.5-7.8范围内，并应尽量减少波动。pH值在6.5以下，甲烷菌即已受到抑制，pH值低于6.0时，甲烷菌已严重抑制，反应器内产酸菌呈现优势生长。此时反应器已严重酸化，恢复十分困难。

VFA浓度增高是pH下降的主要原因，虽然pH的检测非常方便，但它的变化比VFA浓度的变化要滞后许多。当甲烷菌活性降低，或因过负荷导致VFA开始积累时，由于废水的缓冲能力，pH值尚没有明显变化，从pH值的监测上尚反映不出潜在的问题。当VFA积累至一定程度时，pH才会有明确变化。因此测定VFA是控制反应器pH降低的有效措施。

当pH值降低较多，一般低于6.5时就应采取应急措施，减少或停止进液，同时继续观察出水pH和VFA。待pH和VFA恢复正常以后，反应器在较低的负荷下运行。进水pH的降低可能是反应器内pH下降的原因，这就要看反应器内碱度的多少，因此如果反应器内pH降低，及时检查进液pH有无改变并监测反应器内碱度也是很必要的。

4）厌氧反应器启动、运行过程中需注意与VFA相关的问题

厌氧反应器运转正常的情况下，VFA的浓度小于3mmol/l，但在启动和运行过程中VFA出现一定的波动是正常的，不必太过惊慌。①厌氧反应器启动阶段，当环境因素如出水pH、罐温正常时，出水VFA过高则表时反应器负荷相对于当时的颗粒污泥活力偏高。出水VFA若高于8mmol/l，则应当停止进液，直到反应器内VFA低于3mmol/l后，再继续以原浓度、负荷进液运行。②厌氧反应器运行阶段，运行负荷的增加可能会导致出水VFA浓度的升高，当出水VFA高于8mmol/l时，不要停止进液但要仔细观察反应器内pH值、COD值的变化防止酸化”的发生。增大负荷后短时

间内，产气量可能会降低，几天后产气量会重新上升，出水VFA浓度也会下降。但如果出水VFA增大到15mmol/l则必须把降至原来水平，并保

证反应器内pH不低于6.5, 一旦降至6.5以下，则有必要加碱调节pH。

2、碱度

1）碱度简介

碱度不是碱，广义的碱度指的是水中强碱弱酸盐的浓度，它在不同的pH值下的存在形式不同（弱酸跟上的H数目不同），能根据环境释放或吸收

H离子，从而起到缓冲溶液中pH变化的作用，使系统内pH波动减小。碱度是不直接参加反应的。碱度是衡量厌氧系统缓冲能力的重要指标，是系统耐pH 冲击能力的衡量标准。因此UASB在运行过程中一般都要监测碱度的。操作合理的厌氧反应器碱度一般在2000-4000mg/l，正常范围在1000-5000mg/l。（以上碱度均以CaC03计）

2）碱度对UASB颗粒污泥的影响

碱度对UASB颗粒污泥的影响表现在两个方面：一是对颗粒化进程的影响；二是对颗粒污泥产甲烷活性（SMA）的影响。碱度对颗粒污泥活性的影响主要表现在通过调节pH值（即通过碱度的缓冲作用使pH值变化较小）使得产甲烷菌呈不同的生长活性。在一定的碱度范围内，进水碱度高的反应器污泥颗粒化速度快，但颗粒污泥的SMA低；进水碱度低的反应器其污泥颗粒化速度慢，但颗粒污泥的SMA高。因此，在污泥颗粒化过程中进水

碱度可以适当偏高（但不能使反应器的pH >8.2,这主要是因为此时产甲烷菌会受到严重抑制）以加速污泥的颗粒化，使反应器快速启动；而在颗粒化过程基本结束时，进水碱度应适当偏低以提高颗粒污泥的SMA。

几个常见问题

1、厌氧反应器是否极易酸化

厌氧反应器是否极易酸化？回答是否定的。UASB厌氧反应器作为一种高效的水处理设施，其系统自身有着良好的调节系统，在这个调节系统中，

起着关键作用的是碳酸氢根离子，即我们通常说的碱度，它的主要作用是调节系统的pH，防止因pH值的变化对产甲烷菌造成影响。因此只要我

们科学、合理操作，就可以确保厌氧反应器正常、高效运行。

2、罐温变化

对一个厌氧反应器来说，其操作温度以稳定为宜，波动范围24h内不得超过2C。水温对微生物的影响很大，对微生物和群体的组成、微生物细胞

的增殖，内源代谢过程，对污泥的沉降性能等都有影响。对中温厌氧反应器，应该避免温度超过42C,因为在这种温度下微生物的衰退速度过大，

从而大大降低污泥的活性。此外，在反应器温度偏低时，应根据运行情况及时调整负荷与停留时间，反应器运行仍可稳定，但此时不能充分发挥反应器的处理能力，否则将导致反应器不能正常运行。

罐温的突然变化，易造成沼气中甲烷气体所占比例减少，C02增多，而且我们可以在厌氧反应器液面看到一些半固半液状且不易破的气泡。

3、进水pH值

在厌氧反应器正常运行时，进水pH值一般在6.0以上。在处理因含有有机酸而使偏低的废水时，正常运行时，进水pH值可偏低，如4~5左右；

若处理因含无机酸而使pH值低的废水，应将进水pH值调到6以上。当然具体的控制还要根据反应器的缓冲能力而定，也决定于厌氧反应的驯化程度。

4、厌氧反应器内污泥流失的原因及控制措施

UASB反应器设置了三相分离器，但在污泥结团之前仍带有一定污泥，在启动过程中逐渐将轻质污泥洗出是必要的。污泥颗粒化是一个连续渐进过程，即每次增加负荷都增大其流体流速和沼气产量，从而加强了搅拌筛选作用，小的、轻的颗粒被冲击出反应器，这个过程并不要使大量污泥冲出，

要防止污泥过量流失。一般来说，反应器发生污泥流失可分为三种情况： 1 ）污泥悬浮层顶部保持在反应器出水堰口以下，污泥的流失量将低于其

增殖量。2）在稳定负荷条件下，污泥悬浮层可能上升到出水堰口处，这时应及时排放剩余污泥。3）由于冲击负荷及水质条件突然恶化（如负荷突

然增大等）要导致污泥床的过度膨胀。在这种情况下污泥可能出现暂时性大量流失。

控制反应器的有机负荷是控制污泥过量流失的主要办法。提高污泥的沉降性能是防止污泥流失的根本途径，但需要一个过程。为了减少出水带走的厌氧污泥，因此公司UASB厌氧反应器后设置了初沉池。设置初沉池的好处在于：①可以加速反应器内污泥积累，缩短启动时间；②去除出水悬浮物，提高出水水质；③在反应器发生冲击而使污泥大量上浮时，可回收流失污泥，保持工艺的稳定性；④减少污泥排放量。

5、颗粒污泥的搅拌