废水处理运维：厌氧池、好氧池pH降低的原因分析

废水处理运维：厌氧池、好氧池pH降低的原因分析

序言：做过生化系统调试的伙伴们可能都会遇到这样一个问题：厌氧池、好氧池pH的降低，可以明确的是pH降低基本由原水水质引起的，原水中的某些物质厌氧反应过程（如水解酸化）、好氧反应过程（如硝化反应）中会产生酸性物质或者消耗碱度，从而导致pH的下降。一方面可预见的pH下降，在清楚原水水质的情况下，在废水处理工程设计初期就会考虑pH的下降情况，一般都会设置碱加药装置。我曾经做过一个高速服务区废水项目，可以知道的是：高速服务区的废水氨氮和总氮都是非常高的，在氨氮硝化过程中必然消耗大量的碱度，所以预置了碱加药装置。当时碰到了一个药剂补充不及时的情况，基本上片碱用完了，结果是第一天时间pH从7.5降至了6.5，第二天pH从6.5降至5.5，到此生化系统基本上就崩掉了，产生大量泡沫，出水水质超标。另一方面，是不可遇见的pH下降，工业园区的废水处理厂经常会遇到这种情况，园区的入住企业是不断变化的，排放的废水也是五花八门，废水处理厂在设计初期不会考虑到后面入住的企业。也是去年碰到的一个事情，好氧池pH莫名下降，第一想法当然是去排查进水水质，可以看到原水进入调节池很容易起泡沫，那基本判断就是进入了表面活性剂，这时候除了检测原水pH，还需要检测碱度。

后文将从反应机理、微生物代谢及环境因素三方面系统分析厌氧池、好氧池pH下降的原因。

一、厌氧池pH降低的机理

1.有机酸积累

厌氧消化分为水解、酸化、产乙酸和产甲烷四个阶段。在酸化阶段，兼性菌（如梭菌属）将大分子有机物（碳水化合物、蛋白质）分解为挥发性脂肪酸（VFAs，如乙酸、丙酸）、醇类和CO?。若系统负荷过高或产甲烷菌活性受抑制（如温度波动、毒性物质），VFAs无法及时转化为CH?和CO?，导致酸性中间产物积累，pH显著下降（可低于5.5）。

2.碳酸盐缓冲体系破坏

废水中原有的HCO??/CO?缓冲对在厌氧条件下被消耗： 

CO?溶于水生成H?CO?，解离为H?和HCO??； 

产甲烷菌利用HCO??作为碳源，导致缓冲能力下降。

当VFAs浓度＞2000 mg/L时，超出系统碱度中和能力，pH急剧降低。

硫化物生成；

含硫酸盐废水（如制药、造纸废水）中，硫酸盐还原菌（SRB）将SO???还原为H?S，消耗碱度并释放H?：

虽然局部生成OH?，但H?S与水中Fe??等金属离子结合后，OH?不足以抵消VFAs的酸性。

二、好氧池pH降低的驱动因素

1.硝化反应的强酸化作用

氨氮（NH??）在亚硝化菌（如Nitrosomonas）和硝化菌（如Nitrobacter）作用下被氧化为NO??，每氧化1 mg NH??-N消耗7.14 mg碱度（以CaCO?计），并释放2个H?；

高氨氮废水（如养殖废水）硝化时，pH可下降1.5~2.0单位。

2.异养菌代谢产酸

好氧池中异养菌降解剩余有机物时，若溶解氧（DO）不足（＜2 mg/L），会进行不完全氧化，产生丙酮酸、乳酸等中间产物。此外，部分聚磷菌（如Accumulibacter）在释磷阶段也会分泌短链脂肪酸。

3.CO?的溶解平衡

微生物呼吸产生的CO?溶于水形成H?CO?，在曝气强度不足时，CO?无法有效吹脱，导致液相中H?浓度升高：

三、协同作用与调控建议

1.厌氧-好氧系统耦合影响 

厌氧池出水VFAs直接进入好氧池，增加酸化负荷； 

硝化液回流至厌氧池时，NO??反硝化消耗有机物但产生碱度（pH上升0.3~0.5），需优化回流比（通常30~70%）。

2.调控策略 

厌氧池：投加NaHCO?（100~500 mg/L）维持碱度；控制有机负荷（COD＜5000 mg/L）；监测ORP（-300~-100 mV）避免过度酸化。 

好氧池：保证DO＞2 mg/L；采用分段进水稀释VFAs；投加石灰（Ca(OH)?）中和硝化酸。