厌氧颗粒污泥相关资料汇总

一、厌氧颗粒污泥好坏之分辨

进入夏季以来，厌氧颗粒污泥的采购逐渐增多。根据污泥的活性不同，有的颗粒污泥卖1800~2000元/吨，而有的只能卖到500~600元/吨；价格相差一倍多。那么如何判断污泥的活性，如何买到质量可靠的厌氧污泥呢？今天，我们就和大家来聊聊如何判断厌氧颗粒污泥活性的话题。

1、厌氧颗粒污泥的性能可以通过以下七个方面进行判断：

（1）.颜色

活性良好的厌氧颗粒污泥呈黑色，有明显光泽；活性差的污泥颜色发灰，缺乏光泽。

（2）.颗粒度

活性良好的厌氧颗粒污泥粒径一般在0.5 ~ 2 mm，大小均匀。造纸厂的厌氧污泥粒径通常会稍稍大一些。

（3）.弹性

用手按压厌氧污泥时，能够感受到厌氧污泥有轻微的弹性。

（4）.沉降速度

厌氧颗粒污泥的沉降速度应保持在50 ~150 m/h之间；若沉降速度过快，说明污泥中的厌氧细菌比较少，钙等无机成分比较多；沉降速度过慢，在上升流速较高或者受冲击时，容易造成污泥流失。

沉降速度计算方法：在200ml的量筒中装满清水，测量液面高度为h,然后将少量的厌氧颗粒放在水面，记录污泥从液面沉降到筒底的平均时间为S，h/S即可得到沉降速度。

（5）.颗粒度

颗粒污泥占厌氧污泥总量的60~70%，越高越好。

颗粒度的测量方法：取约200~500ml的厌氧污泥，静置后排出上清液，记录体积为V1，然后像“淘米”一样，反复用清水将絮状污泥洗出，留下颗粒污泥，记录体积为V2，V2/V1就是颗粒度。

（6）.VSS/TSS

TSS和VSS分别是指单位体积的污泥中，总固体和挥发性固体的质量。VSS/TSS通常在0.7~0.75。

VSS/TSS代表厌氧细菌在颗粒污泥中的比例，比值越高，意味着厌氧细菌的比例越高，比值高的一般可以达到0.8；比值偏低，是因为其中的惰性物质偏多，相应的活性也差一些，比值低的可以达到0.3。

（7）.厌氧污泥活性

厌氧污泥活性是厌氧颗粒污泥最为重要的一个指标，用厌氧污泥产甲烷活性表示，活性良好的厌氧污泥负荷可以达到0.3~0.5 KgCOD CH4 /(KgVSS.d)。

厌氧活性测试：首先是将乙酸、丙酸等按一定比例配置成底物，再添加含N、Co、Mn、B……的营养母液以维持厌氧污泥活性，再投加一定量的厌氧颗粒污泥样品后，模拟整个厌氧反应过程3~5个次，然后根据COD的去除率，产气速率得出污泥的产甲烷活性。

由于该测试比较复杂，试验精度要求高，国内仅有个别几家环保公司真正具有测试能力。

如下是测试装置的原理示意图:

2、 其他注意事项

? 判断厌氧污泥的活性时，一定要重视污泥活性测试。因为一些已经酸化的厌氧颗粒污泥的外观、沉降性能、VSS/TSS等指标都不错，但由于内部的产甲烷菌死亡，已经没有厌氧处理能力了。

由于钙化污泥密度大，容易沉积在厌氧反应器的底部。在颗粒污泥装车时，首先要排放掉厌氧反应器底部钙化的厌氧污泥，然后再装车，以保证污泥的品质。在完成厌氧污泥装车后，可采用静置、搅拌、晃动的方法，尽量排净污泥上层的污水，以保证足够的污泥浓度。

二、厌氧颗粒污泥的培养注意事项

首先要有接种污泥，如果是已经颗粒污泥，只需培养驯化一下就可以了；如果采用活性污泥的话就比较麻烦。

必须注意以下几点：

1、营养元素和微量元素

在当废水中N、P等营养元素不足时，不易于形成颗粒，对于已经形成的颗粒污泥会发生细胞自溶，导致颗粒破碎，因此要适当加以补充。N源不足时，可添加氮肥、含氮量高的粪便、氨基酸渣及剩余活性污泥等；P源不足时，可适当投加磷肥。铁、镍、钴和锰等微量元素是产甲烷辅酶重要的组成部分，适量补充可以增加所有种群单位质量微生物中活细胞的浓度以及它们的酶活性。

2、选择压

通常将水力负荷率和产气负荷率两者作用的总和称为系统的选择压。选择压对污泥床产生沿水流方向的搅拌作用和水力筛选作用，是UASB等一系列无载体厌氧反应器形成颗粒污泥的必要条件。

高选择压条件下，水力筛选作用能将微小的颗粒污泥与絮体污泥分开，污泥床底聚集比较大的颗粒污泥，而比重较小的絮体污泥则进入悬浮层区，或被淘汰出反应器。定向搅拌作用产生的剪切力使颗粒产生不规则的旋转运动，有利于丝状微生物的相互缠绕，为颗粒的形成创造一个外部条件。

低选择压条件下，主要是分散微生物的生长，这将产生膨胀型污泥。当这些微生物不附着在固体支撑颗粒上生长时，形成沉降性能很差的松散丝状缠绕结构。液体上升流速在2.5～3.0m/d之间内，最有利于UASB反应器内污泥的颗粒化。

3、有机负荷率和污泥负荷率

可降解的有机物为微生物提供充足的碳源和能源，是微生物增长的物质基础。在微生物关键性的形成阶段，应尽量避免进水的有机负荷率剧烈变化。

实验研究表明，由絮状污泥作为种泥的初次启动时，有机负荷率在0.2～0.4 kgCOD/(kgVSS?d)和污泥负荷率在0.1～0.25kgCOD/(kgVSS?d)时，有利于颗粒污泥的形成。

4、碱度

碱度对污泥颗粒化的影响表现在两方面：一是对颗粒化进程的影响；二是对颗粒污泥活性的影响。后者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，前者主要表现在对污泥颗粒分布及颗粒化速度的影响。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，但颗粒污泥的产甲烷活性低；进水碱度低的反应器其污泥颗粒化速度慢，但颗粒污泥的产甲烷活性高。因此，在污泥颗粒化过程中进水碱度可以适当偏高(但不能使反应器体系的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产甲烷活性。

5、接种污泥

颗粒污泥形成的快慢很大程度上决定于接种污泥的数量和性质。根据Lettinga的经验，中温型UASB反应器的污泥接种量需稠密型污泥12～15kgVSS/m3或稀薄型污泥6 kgVSS/m。高温型UASB反应器最佳接种量在6～15kgVSS/m3。过低的接种污泥量会造成初始的污泥负荷过高，污泥量的迅速增长会使反应器内各种群数量不平衡，降低运行的稳定性，一旦控制不当便会造成反应器的酸化。较多的接种菌液可大大缩短启动所需的时间，但过多的接种污泥量没有必要。

一般说来，用处理同样性质废水的厌氧反应器污泥作种泥是最有利的，但在没有同类型污泥时。不同的厌氧污泥同样对反应器的启动具有一定的影响，没有处理同样性质废水的厌氧反应器污泥作种泥时，厌氧消化污泥或粪便可优先考虑。

6、温度

温度对于UASB的启动与保持系统的稳定性具有重要的影响。UASB反应器在常温(25℃)，中温(33℃～41℃)和高温(55℃)下均能顺利启动，并形成颗粒污泥。但绝大多数UASB启动过程的研究都是在中温条件下进行的，也有少数低温启动的报道。另外，不同种群产甲烷菌对生长的温度范围，均有严格要求。因此，需要对厌氧反应的介质保持恒温。不论何种原因导致反应温度的短期突变，对厌氧发酵过程均有明显的影响。

三、加速污泥颗粒化的方法

1、 投加无机絮凝剂或高聚物

投加无机絮凝剂或高聚物为了保证反应器内的最佳生长条件，必要时可改变废水的成分，其方法是向进水中投加养分、维生素和促进剂等。

2、 投加细微颗粒物

向反应器中投加适量的细微颗粒物如粘土、陶粒、颗粒活性炭等惰性物质，利用颗粒物的表面性质，加快细菌在其表面的富积，使之形成颗粒污泥的核心载体，有利于缩短颗粒污泥的出现时间。但投加过量的颗粒会在水力冲刷和沼气搅拌下相互撞击、摩擦,造成强烈的剪切作用，阻碍初成体的聚集和粘结，对于颗粒污泥的成长有害无益。

3、 投加金属离子

适量惰性物如Ca²⁺、Mg²⁺和CO₃^2-、SO₄^2-等离子的存在，能够促进颗粒污泥初成体的聚集和粘结。多位研究者研究了颗粒化中惰性颗粒的作用。

四、影响厌氧颗粒污泥生产的九大因素

　　颗粒污泥技术具有污泥产量大，沉降速度快，微生物种类丰富，抗有机负荷冲击能力强等优点。

1.颗粒污泥产生的影响因素

（1）、基质

　　培养颗粒污泥先对基质有一定的要求。一般在培养颗粒污泥的基质中COD：N：P=110—200：5：1，而有机废液的基质可分为偏碳水化合物类和偏蛋白质类。为了能顺利培养出颗粒污泥，对于偏碳水化合物类的污水需要添加N和P，而对于偏蛋白质类的污水需要添加碳源(如葡萄糖等)。有学者研究表明，不添加碳源，颗粒污泥的形成较为困难可见，适当比例的碳源对促成颗粒污泥形成是必要的。

（2）、温度

废水中的厌氧处理主要依靠微生物活动来达到处理的目的，不同微生物的生长需要不同的温度范围，温度稍有几度的差别，就可在两类主要种群之间造成不平衡。因此，温度对颗粒污泥的培养很重要。

颗粒污泥在低温(15—25℃)、中温(30—40℃)和高温(50—60℃)都有过成功的经验。一般情况，高温中温的培养时间较短，但由于高温下NH3与某些化合物混合毒性会增加，因而导致其应用上受一定的限制；中温一般控制在35℃左右，在其它条件适当的情况下，经1—3个月可成功的培养出颗粒污泥；低温下培养颗粒污泥的研究较少，但有文献报道在使用颗粒污泥低温驯化后处理低浓度制药废水的实验中，COD的去处率达90%，取得了较好的效果，因而低温培养颗粒污泥将是今后的研究的重点之一。

（3）、pH值

　　厌氧处理过程中，水解产酸菌对pH值有较大的适应范围，而产甲烷菌则对pH值的变化敏感，其适宜pH值范围是6.8—7.2。如果反应器内的pH值超过这个范围，则会导致产甲烷菌受到抑制，并出现酸积累，进而使整个反应器酸化。因此，反应器内pH值范围应控制在产甲烷菌最适的范围内。

　　由于不同性质的废水有不同的pH值，为了保证反应器内pH值的稳定，防止酸积累而产生的对产甲烷菌的抑制，可采用向废水中添加化学药品如NaHCO₃、Na₂CO₃等物质。

（4）、碱度

　　一般认为，进水水质中碱度通常应在1000mg/L(以CaCO3计)左右，而对于以碳水化合物为主的废水，进水碱度：COD>1：3是必要的。有研究表明，在颗粒污泥培养初期，控制出水碱度在1000mg/L(以CaCO3计)以上能成功培养出颗粒污泥。在颗粒污泥成熟后，对进水的碱度要求并不高，这对降低处理成本具有积意义。

（5）、微量元素及惰性

　　微量元素对微生物良好的生长也有重要作用。其中Fe，Co，Ni，Zn等对提高污泥活性，促进颗粒污泥形成是有益的。此外，惰性颗粒作为菌体附着的核，对颗粒化起着积的作用。另外，有研究表明，投加活性炭可大大缩短污泥颗粒化的时间，在投加活性炭后颗粒污泥的粒径大，并使反应器运行更加稳定。

（6）、SO₄^2-

关于SO₄^2-对颗粒污泥的形成目前尚在讨论中。据Sam-Soon的胞外多聚物假说，局部氢的高分压是诱导微生物产生胞外多聚物从而与细菌表面之间的相互作用，通过带电基团的静电吸引及物理接触等架桥作用，构成一种包含多种组分的生物絮体，从而形成颗粒污泥的必要条件，而有硫酸盐存在时，由于硫酸盐还原菌对氢的快速利用，使反应器无法建立高的氢分压，从而不利于形成颗粒污泥。

但有些国内外学者发现处理含高硫酸盐废水时，会有非常薄的丝状体产生，它可作为产甲烷丝菌附着的原始核，从此开始颗粒的形成；硫酸盐还原产生的硫化物与一些金属离子结合形成不溶性颗粒，可能成为颗粒污泥生长的二次核。

（7）、接种污泥及接种量

一般来说，对接种污泥无特殊要求，但接种污泥的不同对形成颗粒污泥的快慢有直接影响。因此，保证污泥的沉降性能好、厌氧微生物种类丰富、活性高，对加快颗粒污泥的形成是十分有利的。对接种污泥的量，有学者研究认为，厌氧污泥接种量为11.5kgVSS/m3(按反应区容积计算)左右时，对于迅速培养出厌氧颗粒污泥是合适的。

（8）、启动方式

采用低浓度进水，结合逐步提高水力负荷的启动方式有利于污泥颗粒化。这是因为低浓度进水可以有效避免抑制性生化物质的过度积累，同时较高的水力负荷可加强水力筛分作用。

（9）、水力负荷

水力负荷太低，会导致大量分散污泥过度生长，从而影响污泥的沉降性能，甚至会导致污泥膨胀。但水力负荷过大，会对颗粒污泥造成剪切并会剥落未聚集细胞体的胞外多糖粘滞层而阻碍粘附聚集。

　　因此，在启动初期，应采用较小的水力负荷，使絮体污泥能够相互粘结，有利于形成颗粒污泥的初生体。当出现一定量的污泥后，提高水力负荷，冲走部分絮体污泥，使密度较大的颗粒污泥沉降到反应器底部，形成颗粒污泥层。

五、厌氧污泥中毒特点及处理方法

厌氧颗粒污泥中毒、失去活性，其后果是严重的。如果长时间不能恢复，废水无法处理，将影响生产甚至造成停产；即使及时外购厌氧颗粒污泥，其运输时间加上厌氧启动时间至少也需要15-20天，另外厌氧颗粒污泥价格昂贵，运费高，会给企业带来较大的经济损失。因此，将现有的中毒时间不久的厌氧颗粒污泥，尽快恢复活性才是最佳方案。今天我们介绍初步判断厌氧颗粒污泥中毒及恢复其活性的方法。

1、厌氧颗粒污泥中毒的特点

（1）、厌氧反应器去除率下降

发现厌氧反应过程COD去除率下降，甲烷产量明显减少时，要注意厌氧颗粒污泥是否已经开始中毒，如果厌氧反应过程COD去除率几乎为零（进出水COD比较接近），几乎不产甲烷时，可初步判断厌氧颗粒污泥中毒。

（2）、挥发性脂肪酸VFA升高

厌氧反应器排出的废水中，如果挥发性脂肪酸(VFA)浓度超出正常值并持续升高，甚至升至8-17mmol/L（正常时VFA浓度小于5mmol/L），即有厌氧颗粒污泥中毒趋势。

（3）、厌氧反应器出水pH值发生变化

如果厌氧颗粒污泥pH值异常，即其pH值出现大于厌氧反应器出水pH值的情况（一般情况下，正常运行时厌氧颗粒污泥值与厌氧反应器出水pH值相同或略小），有大量厌氧颗粒污泥外观不呈颗粒状并伴有破碎糜烂现象，出水颗粒污泥流失严重，颗粒污泥开始大量失去活性甚至全部失去活性。

综合以上几种现象，可判断厌氧颗粒污泥已中毒，并已失去活性。

2、处理方法

（1）发现并确定厌氧颗粒污泥中毒时，必须及时关闭厌氧反应器进水阀门，并关停废水供料泵，停止进水。

（2）及时通过进水泵打入清水，对厌氧颗粒污泥进行最大限度地清洗，每2小时取样分析VFA的变化情况，恢复期间进行连续跟踪测定。

（3）当VFA开始向低值方向变化时，可开始小量进入废水，并及时跟踪VFA、甲烷产量的变化，该步骤可连续进行1-2天。

（4）提高进水量至200m3/h，并按比例投加营养盐，同样及时跟踪VFA、甲烷产量的变化。

（5）提高进水水量至300m3/h，并按比例投加营养盐，及时跟踪VFA、产甲烷量的变化，该步骤可连续进行3-5天，此时开始有少量甲烷产生，产甲烷菌慢慢恢复活性。

（6）提高进水水量至400m3/h，并按工艺要求投加营养盐，同样及时跟踪VFA、产甲烷的变化，该步骤可连续进行，此时开始有较大量甲烷产生，产甲烷菌开始恢复活性。

以上步骤控制pH值相当重要，pH值一般在6.5-7.5之间，7.1最佳，这是产甲烷菌的最佳pH值。同时控制营养盐投加比例，精心调整废水处理负荷与VFA变化，认真跟踪观察甲烷产量也十分重要。