厌氧设备的运行管理

1.厌氧设备的启动

厌氧设备在进入正常运行之前应进行气密性试验，氮气吹扫，然后进行厌氧污泥的培养和驯化。厌氧生物处理工艺的缺点之一是微生物增殖缓慢，设备启动时间长，若能取得大量的厌氧活性污泥就可缩短投产期。厌氧活性污泥可以取自正在工作的厌氧处理构筑物或江河湖泊沼泽地、下水道及污水集积腐臭处等厌氧环境中的污泥，最好选择同类物料的厌氧消化污泥，如果采用一般的未经消化的有机污泥自行培养，所需时间更长。一般来说，接种污泥量为反应器有效容积的10%~90%,40~60kgSS/m3，依消化污泥的来源方便情况酌定，原则上接种量比例增大，会使启动时间缩短；其次是接种污泥中所含微生物种类的比例也应协调，特别要求含丰富的产甲烷细菌，因为它繁殖的世代时间较长。在启动过程中，控制升温速率为1℃/h，达到要求温度即保持恒温并搅拌；注意保持 pH 值在6.8~7.8之间。此外，有机负荷常常成为影响启动成功的关键性因素。启动的初始有机负荷因工艺类型、废水性质、温度等工艺条件以及接种污泥的性质而异。通常是先取较低的初始负荷，继而通过逐步增加负荷而完成启动。有的工艺对负荷的要求格外严格，如厌氧污泥床反应器启动时，初始负荷仅为0.1~0.2kgCOD/(kgVSS.d)（相应的容积负荷则依污泥的浓度而异），至可降解的COD去除率达到80%，或者反应器出水中挥发性有机酸的浓度已较低（低于1000mg/L）的时候，可以每一步按原负荷的50％递增幅度增加负荷。如果出水中挥发性有机酸浓度较高，则不宜再提高负荷，甚至应酌情降低。其他厌氧消化器对初始负荷以及随后负荷递增过程的要求不如厌氧污泥床反应器严格，因此启动所需的时间往往短些。此外，当废水的缓冲性能较佳时（如猪粪液类），可在较高的负荷下完成启动，如1.2~1.5kgCOD/(kgVSS.d)，这种启动方式时间较短，但对于含碳水化合物较多、缺乏缓冲性物质的料液，需添加一些缓冲物质才能高负荷启动，否则易使系统酸败，启动难以成功。正常的成熟污泥呈深灰到黑色，带焦油气，无硫化氢臭；pH值在7.0~7.5之间，污泥易脱水和干化。当进水量达到要求，并取得较高的处理效率，产气量大，含甲烷成分高时，可认为启动基本结束。

正常的厌氧消化系统指标见表9-2。在污泥培养过程中应对这些指标进行连续检测，并随时调整至最佳范围。

2. 日常管理

启动后，厌氧消化系统的操作与管理主要是通过对产气量、气体成分、池内碱度、pH 值、有机物去除率等进行检测和监督，调节和控制好各项工艺条件，保持厌氧消化作用的平衡性，使系统符合设计的效率指标并稳定运行。

①定期取样分析检测，并根据情况随时进行工艺控制。与活性污泥系统相比，厌氧系统对工艺条件以及环境因素的变化反映更敏感，因此对厌氧系统的运行控制需要更加细心和严格。

②运行一段时间后，一般应将厌氧池停用并泄空，进行清砂和清渣。池底积砂太多，一方面会造成排泥困难，另一方面还会缩小有效池容，影响消化效果。池顶部液面如积累浮渣太多，则会阻碍沼气自液相向气相的转移。一般来说，连续运行5年以后应进行清砂。如果运行时间不长，积砂积渣就很多，则应检查沉砂池和格栅除污的效果，加强对预处理的工艺控制和维护管理。日本一些处理厂在消化池底部设有专门的排砂管，用泵定期强制排砂，一般每周排砂一次，从而避免了消化池积砂。实际上，用厌氧池的放空管定期排砂也能有效防止砂在厌氧池的积累。

③搅拌系统应予以定期维护，沼气搅拌立管常有被污泥及污物堵塞的现象，可以将其他立管关闭，大气量冲洗被堵塞的立管。机械搅拌桨有可能被污物缠绕，一些处理厂的机械搅拌可以反转，定期反转可以摔掉缠绕的污物。另外，应定期检查搅拌轴穿顶板处的气密性。

④加热系统应定期维护。蒸汽加热立管常有被污泥和污物堵塞的现象。发生这种现象时，可用大气量进行冲吹。当采用池外热水循环加热时，泥水热交换器常发生堵塞，可用大水量冲洗或拆开清洗。套管式和管壳式热交换器易堵塞，螺旋板式热交换器一般不发生堵塞。可在热交换器前后设置压力表，观测堵塞程度。如压差增大，则说明被堵塞，如果堵塞特别频繁，则应从污水的预处理寻找原因，加强预处理系统的运行控制及维护管理。

⑥厌氧池使用一段时间后，应停止运行，进行全面的防腐防渗检查与处理。厌氧池内的腐蚀现象很严重，既有电化学腐蚀也有生物腐蚀。电化学腐蚀主要是消化过程产生的H2S在液相形成氢硫酸导致的腐蚀。生物腐蚀常不引起重视，而实际腐蚀程度很严重，用于提高气密性和水密性的一些有机防渗防水材料，在经过一段时间后常被微生物分解掉，而失去防水防渗的作用。厌氧池停运放空之后，应根据腐蚀程度，对所有金属部件进行重新防腐处理，对池壁应进行防渗处理。另外，放空厌氧池以后，应检查池体结构变化，是否有裂缝，是否为通缝，并进行专门处理。重新投运时宜进行满水试验和气密性试验。

⑦一些厌氧池有时会产生大量泡沫，呈半液半固状，严重时可充满气相空间并带入沼气管路系统，导致沼气利用系统的运行困难。当产生泡沫时，一般说明消化系统运行不稳定，因为泡沫主要是由于CO2产量太大形成的，当温度波动太大或进泥量发生突变时，均可导致消化系统运行不稳定，CO2产量增加，导致泡沫产生。如果将运行不稳定因素排除，则泡沫也一般会随之消失。在培养厌氧污泥过程中的某个阶段，由于CO2产量大、甲烷产量少，因此也会存在大量泡沫。随着产甲烷菌的培养成熟，CO2产量降低，泡沫也会逐渐消失。厌氧池的泡沫有时是由污水处理系统产生的诺卡氏菌引起的，此时曝气池也必然存在大量生物泡沫，对这种泡沫的控制措施之一是暂不向厌氧池投放剩余活性泥，但根本性的措施是控制污水处理系统内的生物泡沫。

⑧消化系统内的许多管路和阀门为间歇运行，因而冬季应注意防冻，应定期检查厌氧池及加热管路系统的保温效果。如果保温效果不佳，应更换保温材料。因为如果不能有效保温，冬季加热的耗热量会增至很大。很多处理厂由于保温效果不好，热损失很大，导致需热量超过了加热系统的负荷，不能保证要求的消化温度，最终造成消化效果的大大降低。

⑨安全运行。沼气中的甲烷是易燃易爆气体，因而在消化系统运行中尤其应注意防爆问题。首先所有电气设备均应采用防爆型，其次严禁人为制造明火，例如吸烟、带钉鞋与混凝土地面的摩擦、铁器工具相互撞击、电气焊等均可产生明火而导致爆炸危险。经常对系统进行有效的维护，使沼气不泄漏是防止爆炸的根本措施。另外，沼气中含有的H2S能导致中毒，沼气含量大的空间含氧量必然少，容易导致窒息。因此在一些值班或操作位置应设置甲烷浓度超标及氧亏报警装置。