厌氧废水系统调试、验收、运行、维护手册

 

一、调试方案框架

1.本调试方案编制依据

（1）工程施工图纸；

（2）各设备使用说明书；

（3）现行施工规范、质量检验及评定标准、操作规程。

本调试方案报业主审核后由业主统一组织联合调试。

2.调试期各方职责

（1）试运行前期污水站全部设施、设备、装置的保管及运行责任由工程施工承包方自行承担；

（2）试运行期，由施工方、业主方共同承担，以施工方为主；

（3）试运行交接后以业主方为主，施工方协助；

（4）竣工验收后全权由业主方负责。

3.调试的主要工作及目的

（1）检验各个设备运行工艺技术参数的符合性，确定运行技术参数；

（2）检验各个工艺单元工艺技术参数的符合性，确定运行技术参数；

（3）检查各设备机组运转情况，并做好详细的检测记录；

（4）完成系统试运行工作，交付使用。

4.调试及试运行

A.调试条件

（1）土建构筑物全部施工完成；

（2）设备安装完成；

（3）电气安装完成；

（4）管道安装完成；

（5）相关配套项目含人员、仪器、污水及进排管线、安全措施均已完善；

（6）构筑物内遗留的杂物已经全部清理干净。

B.调试准备

（1）组成调试运行小组，由土建、设备、电气、管线施工人员以及设计与建设方代表共同参与，拟定调试及试运行计划安排；

（2）相应物质的准备，如水（含污水、自来水）、气（压缩空气、蒸汽）、电、药剂，准备必要的排水及抽水设备、赌塞管道的沙袋等；

（3）必须的化验及检测设备，如PH计、温度计、试纸、COD检测仪、BOD检测仪、NH₃-N检测仪、SS、JD等；

（4）建立调试记录和检测档案。

 

 

 

 

 

C.渗漏、耐压、密封试验

（1）按设计工艺顺序向各单元进行充水试验

中小型工程可完全使用洁净水或轻度污染水（积水、雨水），大型工程考虑到水资源节约，可用50%净水或轻污染水或生活污水，一半工业污水（一般按照设计要求进行）。充水按照设计要求一般分三次完成，即1/3、1/3、1/3充水，每充水1/3后，暂停3-8小时，检查液面变动及建构筑物池体的渗漏和耐压情况。特别注意，设计不受力的双侧均水位隔墙，充水应在二侧同时冲水。已进行充水试验的建构筑物可一次充水至满负荷。充水试验的另一个作用是按设计水位高程要求，检查水路是否畅通，保证正常运行后满水量自流和安全超越功能，防止出现冒水和跑水现象。

（2）按照设计要求进行通气试验

检查曝气管、曝气头的安装质量，不仅要求牢固可靠，而且处于同一水平面上，高低误差不大于±1㎜，检查无误后方可通水。正式通水前，先进行通气检测，即通水前先将风机启动后，开启风量的1/4-1/3送至生化池的曝气管道中，检查管道所有节点的焊接安装质量，不能有漏气现象发生，不易检查时，应涂抹肥皂水进行检查，发现问题立即修复至要求。首次通水淹没曝气头、曝气管深度0.5m左右，开动风机进行曝气，检查各曝气头曝气管是否均衡曝气。否则，应排水进行重新安装，直至达到要求为止。继续充水并曝气，直到达到正常工作状态，气量大、气泡细、翻滚均匀为最佳状态。

5.单机调试

工艺设计的单独工作运行的设备、装置或非标均称为单机，应在充水后，进行单机调试。

A.单机调试步骤

（1）充分了解单机在工艺过程中的作用和管线连接并认真阅读单机使用说明书，检查安装是否符合要求，紧固件及机座是否固定牢；

（2）确认各泵等的靠背轮或皮带已脱开,测定电动机的绝缘合格；

（3）按照说明书要求，加注润滑油（润滑脂）至油标指示位置，有冷却要求的接通冷却水；

（4）运转设备首先应用手盘动，或者用小型机械协助盘动，无异常时方可点动；

（5）单机启动方式：离心式水泵可带压启动；定容积水泵应接通安全回路管，开路启动，逐步投入运行；离心式或罗茨风机应在空负荷条件下进行启动、停机；

（6）点动启动后，应检查电机设备转向，在确认转向正确后方可二次启动；

（7）点动无误后，作3-5min试运转，运转正常后，再作连续运转，一般连续运转不少于2小时。此时要检查设备电流、温升、压降、振动及噪音情况。电流应在额定电流范围内，超出额定电流范围的应停运后检查，排除超电流原因后方可再次启动；一般设备工作温度不宜高于50-60℃，除说明书有特殊规定者，温升异常时，应检查工作电流是否在额定范围内，超过额定范围的应停运后检查，消除后方可继续运行；设备带负荷运转时进出口升压应符合设备说明书和铭牌上的规定，超出规定范围的应停运后检查，消除后方可继续运行；根据设备说明书规定，设备的轴向和径向振动应在其规定范围内，设备运行过程中不应有明显的噪音产生；

（8）单车运行试验后，应填写运行试车单，签字备查。

6.单元调试

（1） 单元调试是按水处理设计的每个工艺单元进行的，如格栅单元、调节池单元、水解单元、厌氧单元、好氧单元、二沉单元、气浮单元、污泥浓缩单元、污泥脱水单元、污泥回流单元等的不同要求进行的；

（2） 单元调试是在单元内单台设备试车基础上进行的，每个单元可能由几台不同的设备和装置组成，单元试车是检查单元内各设备连动运行情况，并应能保证单元正常工作；

（3） 单元试车只能解决设备的协调连动，不能保证单元达到设计去除率的要求，因为去除率涉及到工艺条件、菌种等很多因素，需要在试运行中加以解决；

（4） 不同工艺单元应有不同的试车方法，应按照设计的详细补充规程执行。

7.分段调试

（1） 分段调试和单元调试基本一致，主要是按照水处理工艺过程分类进行调试的一种方式；

（2） 一般分段调试主要是按厌氧和好氧两段进行的，可分别参照厌氧、好氧调试运行指导手册进行。

8.接种菌种及培菌方法

A.接种和培菌是针对利用微生物生物消化功能的工艺单元，如主要有水解、厌氧、缺氧、好氧工艺单元，主要是对上述单元而言的，接种和培菌一般都是同步进行的。

B.依据各工艺单元内微生物种类的不同，应分别接种不同的菌种。

（1）厌氧工艺单元的厌氧污泥主要来源于已有的厌氧工程、农村沼气池、鱼塘、泥塘、护城河淤污泥等，应拉取当日未加药脱水后的活性污泥；

（2）水解工艺单元的污泥可在厌氧单元培养好后逐步引入；

（3）好氧工艺单元的好氧污泥主要来自城市污水处理厂，应拉取当日未加药脱水后的活性污泥。

（4）缺氧工艺单元的污泥可在好氧单元培养好后逐步引入。

C.接种量的大小可根据工艺设计要求，由工艺负荷和进水有机浓度确定各工艺单元的污泥浓度，然后根据各工艺单元的池容确定所需投泥量。只要按照规范施工，厌氧、好氧均可在规定时间正常启动。

（1）厌氧污泥接种量一般不应少于水量的8-10%，否则，将影响启动速度；

（2）好氧污泥接种量一般应不少于水量的5%。

D.接种后需要进行培菌，需要说明的是有的培菌不需要接种，可直接利用原污水进行培菌。

（1）生活污水培菌法时指在温暖季节，先使曝气池充满生活污水，闷曝（即曝气而不进污水）数十小时后，即可开始进水，引进水量由小到大逐渐调节，连续运行数天即可见活性污泥出现，并逐渐增多。为加快培养进程，在培菌初期投加一些浓质粪便水或米泔水等，以提高营养物浓度。特别注意，培菌时期（尤其初期）由于污泥尚未大量形成，污泥浓度低，故应控制曝气量，应大大低于正常期曝气量；

（2）干泥接种培菌法是指取水质相同已正常运行的污水系统脱水后的干污泥作菌种源进行接种培养，一般按曝气池总溶积1％的干泥量，加适量水捣碎，然后再加适量工业废水和浓粪便水，按上述的方法培菌，污泥即可很快形成并增加至所需浓度；

（3）数级扩大培菌法是指根据微生物生长繁殖快的特点，仿照发酵工业中菌种→种子罐→发酵罐数级扩大培菌工艺，分级扩大培菌。如某工程设计为三级曝气池，此时可先在一个池中培菌。在少量接种条件下，在一个曝气池内培菌，成功后直接扩大至二三级；

（4）工业废水直接培菌法是指某些工业废水，如罐头食品、豆制品、肉类加工废水，可直接培菌。另一类工业废水，营养成分尚全，但浓度不够，需补充营养物，以加快培养进程。所加营养物品常有：淀粉浆料、食堂米泔水、面汤水（碳源）；或尿素、硫氨、氨水（氮源）等，具体情况应按不同水质而定；

（5）有毒或难降解工业废水培菌是指有毒或难降解工业废水，只能先以生活污水培菌，然后再将工业废水逐步引入，逐步驯化的方式进行；

（6）直接引进种菌种培菌是指有些特殊水质菌种难于培养，还可利用当地科研力量，利用专业的工业微生物研究所培养菌种后再接种培养，如PVA（聚乙烯醇）好氧消化即有专门好氧菌，此法投资大，周期长，只有特殊情况才用。

E.启动时间受菌种、水温、水质等条件的影响。

（1）当好氧工艺水温不在15℃-30℃，碳、氮、磷营养比不符合100:5:1，溶解氧不在2mg/L-4mg/L，PH值不在6-9范围内时；

（2）厌氧工艺水温不在各自的需求范围（常温厌氧15-25℃，中温厌氧30-35℃，高温厌氧40-55℃），碳、氮、磷营养比不符合（500-800）：5:1，PH不在6.5-7.2范围内时。

以上两种情况下接种和启动均有一定的困难，特别是冬季运行时更是如此。建议冬季运行时污泥分两次投加，在水解和好氧池中各投加等量活性污泥（注意应采取措施防止无机物污泥进入），投加后按正常水位条件，连续闷曝（曝气期间不进水）3-7d后，检查处理效果，在确定微生物生化条件正常时，方可小水量连续进水20-30d，待生化效果明显或气温明显回升时，再次向两池分别投加剩余活性污泥，生化工艺才能正常启动。

9.培养驯化

（1） 培养条件及方式：一般来讲，培养和驯化过程中微生物生长条件不能发生突变。培养时应用生活污水作为培养水源，一般控制COD浓度不高于1000-1500mg/L为宜，温度不低于20℃，采取连续或间歇培养，并在显微镜下检查微生物生长状况，或者依据长期实践经验，按照不同的工艺方法（活性污泥、生物膜等），观察微生物生长状况，也可用检查进出水COD大小来判断生化作用的效果。

（2） 驯化条件及方式：驯化应在连续运行已见到效果的情况下，采用递增污水进水量的方式，使微生物逐步适应新的生活条件，递增幅度的大小按厌氧、好氧工艺及现场条件有所不同。一般来讲，好氧正常启动可在10-20d内完成，日递增比例为5-10%；厌氧进水递增比例则要小的很多，一般应控制挥发酸(VFA)浓度不大于1000mg/L，且厌氧池中PH值应保持在6.5-7.5范围内，不要产生太大的波动，在这种情况下水量才可慢慢递增。一般来讲，厌氧从启动到转入正常运行（满负荷量进水）需要3-6个月才能完成。

（3） 厌氧、好氧、水解等生化工艺是个复杂的过程，每个工程都会有自己的特点，需要根据现场条件加以调整。

10.全线调试

A、当上述工艺单元调试完成后，处理系统中各工艺单元处于正常条件下，污水处理工艺全线贯通，此时可进行全线连调。

B、按工艺单元顺序，从第一个单元开始进水直至最后一个单元出水，此时应在进出水过程中检测每个单元运行过程中应该控制的项目，如PH、COD、NH₃N、Tp、MLSS、SV、SV₃₀、ALK、VFA等，并根据分析检测结果计算营养物质的投加量，确定全线运行的问题所在。对不能达到设计要求的工艺单元，应全面进行检测调试，直至达到工艺要求为止。

C、全线连调中，按检测结果即可确定调试重点，一般来讲，重点都是生化单元。

（1）要认真检查核对该单元进出水口的位置、布水、收水方式是否符合工艺设计要求；

（2）进一步检查曝气管道所有节点的焊接安装质量，不能有漏气现象发生，发现问题应立即修复；

（3） 进一步检查管道所有固定处通水后是否产生松动现象，发现问题应立即修复；

（4）对不同生化方式要严格控制溶解氧（DO）量：厌氧工艺不允许有DO进入；水解工艺，可在10—12h内，用弱空气搅拌3--5min；缺氧工艺DO应控制在小于0.5mg/L范围内；好氧工艺则应保证DO不小于2—4mg/L。超过上述规定将可能破环系统的正常运行。

D.连续调试后发生的问题，应慎重研究后，采取相应补救措施予以完善，保证达到设计要求。一般来讲，改进措施可与正常调试同步进行，直到系统完成验收为止。

11.试运行

（1） 系统调试结束后应及时转入试运行；

（2） 试运行开始时，应要求业主方正式派人参与，并在试运行中对业主方人员进行系统培训，使其掌握运行操作；

（3）试运行时间一般为10--15天，试运行结束后，应与业主方进行系统交接。

12.自验检测

（1）由施工方制定自验检测方案，并做好相应记录；

（2）连续三天，按规定取水样（每2h一次，24h为一个混合样），分别在进出水口连续抽取，每天进行检测,合格后即认定自检合格。

13.交验检测

（1）由施工方将自检结果向业主方汇报，业主方认同后，由业主方寄出交验书面申请报告，报请当地环保监测主管部门前来检测；

（2）施工方、业主方共同准备条件，配合环保主管部门进行检测；

（3）检测报告完成后，工程技术验收完成。

14.竣工验收

（1）由施工方向业主方提交竣工验收申请，并向业主方提供竣工资料；

（2）由业主方组织，并正式起草竣工验收报告，报请主管部门组织验收；

（3）正式办理竣工验收手续。

二、厌氧活性污泥中常见环保术语解释

1.厌氧生物处理

利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧的情况下，把有机物转化为无机物和少量的细胞物质，这些无机物包括大量的生物气（即沼气）和水。成熟的厌氧活性污泥呈深灰到黑色，有焦油气味但无硫化氢臭味，污泥容易脱水和干化，对进水的处理效果高，产气量大，沼气中甲烷成分高。厌氧是一种低成本废水处理技术，把废水治理和能源相结合，特别适合发展中国家使用。

2.厌氧生物处理的优点

（1）可作为环境保护、能源回收和生态良性循环结合系统的技术，具有良好的社会、经济、环境效益；

（2）设备负荷高，占地少，污泥负荷（F/M）是好氧工艺的两倍多，由于没有氧的转移过程和不受二沉池固体通量的限制以及充氧时剪切力对污泥絮体的破坏，MLVSS可以达到好氧工艺的5—10倍，而合成的生物量仅为好氧工艺的5%—20%，即剩余污泥产量要少得多，且浓缩性和脱水性较好；

（3）厌氧处理过程可以杀死废水和污泥中的一部分寄生虫卵，即剩余污泥的卫生学指标和化学指标都比好氧法稳定，因而厌氧污泥处理简单，可以减少污泥处理费用；

（4）耗能少,厌氧生物处理没有曝气带来的能耗，运行费低,对中等以上(1500mg/L)浓度废水费用仅为好氧工艺1/3，且处理含表面活性剂的废水时不会产生泡沫等问题；回收能源,理论上讲1kgCOD可产生纯甲烷0.35m³,燃值3.93×10^-1J/m³，高于天然气的3.93×10^-1J/m³；

（5）剩余污泥少,仅相当于好氧工艺1/6—1/10；

（6）对N、P等营养物需求低，好氧工艺要求C：N:P=100:5:1,厌氧工艺为C:N:P=(350-500):5:1 ，厌氧微生物对营养物的需求仅为好氧工艺的5%-20%；

（7）厌氧微生物活性比好氧微生物好维持得多，可以保持数月甚至数年无严重衰退，在停运一段时间后能迅速启动，因此厌氧反应器可以间歇运行，适用于处理季节性排放的废水；

（8）可直接处理高浓有机废水,不需稀释；不会将废水中挥发性有机物吹脱出来而产生大气污染，同时由于厌氧处理的微生物过程远比好氧处理微生物过程复杂，因此可以降解好氧工艺无法降解的物质，减少氯化烃类等有毒高分子有机物的毒性；

（9）系统灵活,设备简单,易于制作管理，规模可大可小。

3.厌氧生物处理的缺点

（1）厌氧微生物增殖缓慢，反应器启动时间和水力停留时间长；

（2）出水水质不能直接达到排放标准，后面需串联配置好氧处理过程；

（3）待处理废水浓度低或碳氢比较低时会形成碱度不足，需补充碱源；

（4）废水浓度低产生甲烷的热量不足以将水温加热到厌氧生物处理的最佳温度时，需外热源加热；

（5）厌氧处理过程产生的以甲烷为主的沼气易燃易爆，厌氧反应器需按防爆设计；

（6）氯化脂肪族化合物等有毒物质对甲烷菌的毒性比好氧异养菌大，对有毒废水性质了解不足或操作不当可能导致反应器运行条件的恶化；

（7）对温度、pH等环境因素变化更为敏感，要求严格，运行管理操作较复杂，难度较大；

（8）废水中含有SO₄^2-会产生硫化氢和难闻的气味，而且部分硫化氢转移到沼气中会引起管道、发电机和锅炉的腐蚀，同时硫酸盐和亚硫酸盐还原消耗了有机物，从而减少有机物降解所应该产生的甲烷量；

（9）无硝化作用，如要维持较高的生物活性，要求NH₄⁺浓度在40—70mg/L。

4.厌氧反应机理的四个阶段

（1）水解阶段：被细菌胞外酶分解成小分子，包括蛋白质水解、碳水化合物水解和脂类水解。例如纤维素被纤维酶水解为纤维二糖和葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦牙糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白酶水解为短肽和氨基酸等，这些小分子的水解产物能溶解于水，并透过细胞为细胞所利用；

（2）发酵阶段：小分子的化合物在发酵菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物，并分泌到细胞外，包括氨基酸和糖类的厌氧氧化，以及较高级脂肪酸与醇类的厌氧氧化，这一阶段主要产物为挥发性脂肪酸（VFA）醇类、乳酸、CO₂、氢、氨、硫化氢等；

（3）产酸阶段：上一阶段产物被进一步转化为乙酸、氢、碳酸以及新的细胞物质，包括从中间产物中形成乙酸和氧气，以及氢气和二氧化碳形成乙酸。水解发酵阶段和产乙酸产氢阶段合称为酸性发酵阶段，在这个阶段，污水中的复杂有机物，在酸性腐化菌或产酸菌的作用下，分解呈简单的有机物，如有机酸、醇类以及CO₂、NH₃和H₂S等无机物，由于有机酸的积累污水的pH下降到6以下。此后，由于有机酸和含氮化合物的分解，产生碳酸盐和氨等使酸性减退，pH回升到6.6—6.8左右；

4）产甲烷阶段：在这一阶段乙酸、氢、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新细胞物质，包括从乙酸形成甲烷，以及从氧、二氧化碳形成甲烷。废水中有硫酸盐时，还会有硫酸盐还原过程。产甲烷阶段又称碱性发酵阶段，在这个阶段，酸性发酵阶段的代谢产物在甲烷菌的作用下，进一步分解呈污泥气，其主要成分是甲烷CH₄、CO₂及少量的NH₃、H₂和H₂S等，由于有机酸的迅速分解，pH上升到6.8—8.0左右。

5.厌氧反应器的控制条件

（1）温度：按三种不同嗜温厌氧菌（嗜温5-20℃、嗜温20-42℃、嗜温42-75℃），工程上分为低温厌氧(15-20℃)、中温厌氧（30-35℃）和高温厌氧（50-55℃）三种。温度对厌氧反应尤为重要，当温度低于最优下限温度时，每下降1℃，效率下降11%。在上述范围，温度在1-3℃的微小波动，对厌氧反应影响不明显，但温度变化过大（急速变化），则会使污泥活力下降，过度产生酸积累等问题。

（2）PH：厌氧水解酸化工艺，对PH要求范围较松，即产酸菌的PH应控制4-7范围内；完全厌氧反应则应严格控制PH，即产甲烷反应控制范围6.5-7.5，最佳范围为6.8-7.2，PH低于6.3或高于7.8，甲烷化速率降低。当产酸和产甲烷过程在同一反应器内发生时，通常应控制反应器内的PH在6.8-7.2。废水的碳酸氢盐所形成的碱度对pH变化有缓冲作用，如碱度不足，需投加碳酸氢钠和石灰等。

（3）氧化还原电位：水解阶段氧化还原电位为-100～+100mv，产甲烷阶段的最优氧化还原电位为-150～-400mv，一般不能高于-330mV，极限值是-200mV，如果是常温消化或中温消化，氧化还原电位必须控制在-300mV～-350mV，如果是高温消化，氧化还原电位必须控制在-560mV～-600mV。另外，挥发性有机酸浓度的高低、pH值的升降及铵离子浓度的增减等因素都会引起混合液氧化还原电位的变化。如pH值低，氧化还原电位就高，pH值高，氧化还原电位就低。在培养甲烷菌初期，氧化还原电位要不高于-330mV，因此,应控制进水带入的氧的含量，避免因此对厌氧反应器造成不利影响。

（4）营养物：厌氧反应池营养物比例为C:N:P=(350-500):5:1，甲烷菌对硫化氢的需要量为11.5mg/L，对氮源的需求量为40—70mg/L，某些特殊营养元素，如铁、镍、锌、钴、钼等可以提高某些系统酶活性，甲烷菌对硫化物和磷有专性需要，而铁、镍、锌、钴、钼等对甲烷菌有激活作用。

（5）有毒有害物：抑制和影响厌氧反应的有害物有三种，无机物有氨、无机硫化物、盐类、重金属等，特别是硫酸盐和硫化物的抑制作用最为严重；有机化合物有非极性有机化合物，含挥发性脂肪酸(VFA)、非极性酚化合物、单宁类化合物、芬香族氨基酸、焦糖化合物等五类；生物异型化合物,含氯化烃、甲醛、氰化物、洗涤剂、抗菌素等。

（6）有机负荷：一般以CODcr来分析研究，容积负荷可达5-10kgCODcr/(m³.d).

6.分步厌氧处理的优点

（1）产酸和产甲烷两个过程的最佳pH范围具有明显的差异，产酸过程最佳pH范围4—6.5，产甲烷过程最佳pH范围6.5—7.5；

（2）参与产酸和产甲烷两个过程的微生物所需的固体停留时间SRT有明显的差异，产酸过程要求SRT为2h—2d，产甲烷过程为防止甲烷菌流失要求SRT超过7—15d；

（3）两过程分开后，产酸过程可以在较短时间内完成，即便因VFA积累导致pH较低，但由于VFA是甲烷菌的养料，所以不需要对pH进一步调整，出水pH仍可保持中性；

（4）对废水进行预酸化处理，可以避免丝状菌的过度繁殖，有利于在产甲烷阶段颗粒污泥的形成。

7.水解酸化的优点

（1）池体不需要密闭，也不需要三相分离器，运行管理方便简单；

（2）大分子有机物经水解酸化后，生成小分子有机物，可生化性较好，即水解酸化可改变原污水的可生化性，从而减少反应时间和处理能耗；

（3）水解酸化属于厌氧处理前期，没有达到厌氧发酵的最终阶段，因而出水中没有厌氧发酵所产生的难闻气味，改善了污水处理厂的环境；

（4）水解酸化反应所需时间较短，因而所需构筑物体积很小，一般与初沉池相当，可节约基建投资；

（5）水解酸化对固体有机物的降解效果较好，因而产生的剩余污泥很少，实现了污泥污水一次处理，具有消化池的部分功能。

8.VFA和ALK比值的意义

ALK表示厌氧处理系统内的碱度。厌氧消化系统正常运行时，ALK一般在1000—5000mg/L（以碳酸钙计）之间，典型值在2500—3500mg/L之间，VFA一般在50—2500mg/L之间，必须维持碱度和挥发性有机酸浓度之间的平衡，使消化液pH值保持在6.5—7.5之间。只要碱度和挥发性有机酸浓度能保持平衡，当碱度超过4000mg/L时，即使VFA超过1200mg/L，系统也能正常运行，而碱度和酸度能保持平衡的主要标志就是VFA和ALK的比值。VFA/ALK反应了厌氧处理系统内中间代谢产物的积累程度，正常运行的厌氧处理装置的VFA/ALK一般在0.3以下，如果比值突然升高，往往表明中间代谢产物不能被产甲烷菌及时分解利用，即系统已出现异常，需及时补救。

9.分离器的作用

（1）尽可能有效的分离污泥床中产生的沼气；

（2）取得较好的污泥沉淀效果。

三、厌氧活性污泥系统的运行调度

1.确定某种工业废水是否适用厌氧生物处理应考虑的因素

（1）废水中有多大比例的CODcr浓度可以转化为甲烷，转化速度有多快；

（2）出水水质的具体要求是什么；

（3）废水中是否含有有毒物质，如果有，厌氧微生物是否可以被驯化，如果能，这些有毒物质能否被降解；

（4）厌氧反应所需要的最佳温度是多少；

（5）厌氧处理这种废水过程中会产生多少硫化物；

（6）废水的碱度是多少；

（7）转化单位重量的CODcr，厌氧微生物的净增值即厌氧污泥净产量是多少；

（8）厌氧微生物的固定化采用什么方式；

（9）如果采用UASB工艺，是否能形成颗粒污泥；

（10）对N、P和S等营养物质的需要量是多少，是否需要补充微量元素。

2.接种培养法
  接种污泥一般取自正在运行的厌氧处理装置，尤其是城市污水处理厂的消化污泥，当液态消化污泥运输不便时，可用污水厂经机械脱水后的干污泥。在厌氧消化污泥来源缺乏的地方，可从废坑塘中取腐化的有机底泥，或以人粪、牛粪、猪粪、酒糟、初沉池底泥代替。大型污水处理厂，若同时启动所需接种量太大，可分组分别启动。
    接种培养污泥法是向厌氧消化装置中投入容积为总容积的10%—30%的厌氧菌种污泥，接种污泥一般为含固率为3%—5%的湿污泥，再加入新鲜污泥至设计液面，然后通入蒸汽加热，升温速度保持1℃/h，直至达到消化温度。如污泥呈酸性，可人工加碱调整pH至6.5—7.5。维持消化温度，稳定一段时间（3-5d）后，污泥即可成熟。再投配新鲜污泥并转入正式运行。此法适用于小型消化池，因为对于大型消化池，要使升温速度为1℃/h，需热量较大，锅炉供应不上。
2.逐步培养法

逐步培养法是指向厌氧消化池内逐步投入生泥，使生污泥自行逐渐转化为厌氧活性污泥的过程。该方法要使活性污泥经历一个由好氧向厌氧的转变过程，加之厌氧微生物的生长速率比好氧微生物低很多，因此培养过程很慢，一般需历时6—10个月左右，才能完成甲烷菌的培养。也可通过加热的方法加速污泥的成熟，将每日产生的新鲜污泥投入消化池，待池内的污泥量为一定数量时，通入蒸汽，升温速度控制在1℃/h。当池内温度升到预定温度时，可减少蒸汽量，保持温度不变，并逐日投加一定数量的新鲜污泥，直至达到设计液面时停止加泥。整个成熟过程一直维持恒温，成熟时间约需30—40d。污泥成熟后，即可投配新鲜污泥并转入正式运行。

3.驯化

驯化的目的是选择适应实际水质情况的微生物，淘汰无用的微生物，对于厌氧生物处理工艺是通过驯化使厌氧菌成为优势群体。首先是保持工艺的正常运转，然后严格控制工艺参数，DO在厌氧池控制在0.1mg/L以下，外回流比50%—100%，内回流比200%—300%，且每天排除日产泥量为30%—50%的剩余污泥。在此过程中，每天检测进出水水质指标，直到出水各指标达到设计要求。

四、运行过程中各工艺单元的控制

1.厌氧生物反应器的控制

A.启动时的注意事项

（1）投入运行之前，必须进行充水实验和气密性实验。充水实验要求无漏水现象，气密性实验要求池内加压到350mm水柱，稳定15min后压降小于10mm水柱。而且在进行厌氧污泥的培养和驯化之前，最好使用氮气对系统进行吹扫；

（2）厌氧活性污泥最好从处理同类污水正在运行的厌氧处理构筑物中取得，也可取自江河湖泊沼泽底部、市政下水道及污水集积处等处于厌氧环境下的淤泥，甚至还可以使用好氧活性污泥法的剩余污泥进行转性培养，但这样做需要的时间更长一些；

（3）厌氧生物处理反应器因为微生物增殖缓慢，一般需要的启动时间较长，如果能接种大量的厌氧污泥，可以缩短启动时间。一般接种污泥的数量要达到反应器容积的10%-90%，具体值根据接种污泥的来源而定。接种量越大，启动时间越短，如果接种污泥中含有大量的甲烷菌，效果会更好；

（4）采用中温消化或高温消化时加热升温的速度越慢越好，一定不能超过1℃/h，同时对含碳水化合物较多、缺乏碱性缓冲物质的废水，需要补充投加一部分碱源，并严格控制反应器内的pH在6.8-7.8之间；

（5）启动时的初始有机负荷与厌氧处理方法、待处理废水性质、温度等工艺条件及接种污泥的性质等有关，一般从较轻的负荷开始，再逐步增加负荷完成启动过程。例如UASB启动时，初始有机负荷一般为0.1-0.2kgCODcr/(kgMLSS﹒d)，当CODcr去除率达到80%或出水中挥发性有机酸VFA的浓度低于1000mg/L后，再按原有负荷50%的递增幅度增加负荷。如果出水中VFA浓度较高，则不宜提高负荷，甚至要酌情降低负荷；

（6）厌氧反应器的出水以一定的回流比返回反应器，可以回收部分流失的污泥及出水中的缓冲性物质、平衡反应器中水的pH值。一般附着型的反应装置因填料具有一定的拦截作用，可以不用回流出水；而悬浮生长型反应装置启动时因污泥易于流失，可适当出水回流；

（7）对于悬浮型厌氧反应装置，可以投加粉末无烟煤、微小沙粒、粉末活性炭或絮凝剂，促进污泥的颗粒化；

（8）启动初期水力负荷较高可能造成污泥的大量流失，水力负荷过低又不利于厌氧污泥的筛选。一般在启动初期选用较低的水力负荷，经过数周后再缓慢平稳地递增。

项目	允许范围	最佳范围
pH值	6.4~7.8	6.5~7.5
氧化还原电位ORP/mV	-490~-550	-520~-530
挥发性有机酸VFA/(mg/L，以乙酸计)	50~2500	50~500
碱度ALK/(mg/L，以CaCO3计)	1000~5000	1500~3000
VFA/ALK	0.1~0.5	0.1~0.3
沼气中CH4含量(体积比)/%	＞55	＞60
沼气中CO2含量(体积比)/%	＜40	＜35

B.可以使用的控制指标

（1）氧化还原电位：可靠性较差，但测定简单；

（2）丙酸盐和乙酸盐浓度比：如果厌氧反应器有机负荷超过正常范围，其它运行参数发生变化之前，丙酸盐和乙酸盐浓度之比会立即升高，因此灵敏可靠；

（3）有机性挥发酸VFA：VFA浓度的大小是产甲烷菌代谢受到抑制最有效的指标；

（4）苯乙酸：苯乙酸是降解芳香族氨基酸和木质素等大分子有机物的中间产物，当处理含有这类污染物的废水时，厌氧处理出水中苯乙酸含量可以比VFA更为敏感的反映厌氧反应器运行状态的指标；

（5）甲硫醇：甲硫醇气味独特（吃了天门冬20min之后排出的尿液所呈现的特殊气味），即使含量很低，人们也能凭嗅觉感觉出来。甲硫醇含量突然增加（气味突然出现或加大）往往表明进水中氯代烃类有毒物质突然增加；

（6）一氧化碳：CO的产生与甲烷的产生密切相关，CO难溶于水，可以实现在线检测。气相中CO含量和液相中乙酸盐的浓度有良好的相关性，CO含量变化与重金属和由有机毒性所引起的抑制作用也有关系。

C.中间代谢产物（VFA）积累的原因及对策

（1）水力负荷过大，有机物在反应器内的停留时间短，消化时间过短，使甲烷菌的活动能力下降，进而降低了甲烷菌对VFA的利用速度；

（2）有机负荷过大，产酸速度超过甲烷菌对VFA的利用速度，引起VFA积累，反应器内pH降低，此时应加大回流量和减少进水水量，降低进水有机负荷；

（3）搅拌效果不好，使局部VFA积累；

（4）温度波动大，降低甲烷菌分解VFA的速率，导致VFA积累。如果温度波动大是由进水量增大所致，应控制进水量，如果因为加热控制不当所致，应稳定加热力度；

（5）进水中含有有毒物质，甲烷菌中毒后，分解VFA速率下降，VFA积累。先明确甲烷菌中毒原因，如是重金属中毒，可加入硫化钠降低其浓度；如果是硫化物浓度高引起的中毒，可加入铁盐降低S^2-浓度；但这些都是补救措施，应以控制进水质量为根本，从源头加以解决。

D.泡沫、化学沉淀等不良现象产生的原因及对策

（1）泡沫产生的原因及对策：在厌氧污泥培养初期，由于CO₂产量大而甲烷产量少，会出现泡沫，随着甲烷菌的培养成熟，CO₂产量减少，泡沫一般会逐渐消失；系统运行不稳定也会因产CO₂而产生泡沫，排除不稳定因素，泡沫也会消失；进水中含有蛋白质也是产生泡沫的原因，微生物本身新陈代谢过程中产生的一些中间产物也会降低水的表面张力而生成气泡。

（2）化学沉淀产生的原因对策：当进水含钙高或用石灰补充碱度时，高浓度的碳酸氢盐和磷酸盐都有利于碳酸钙（CaCO₃）沉淀的形成；当进水中含有较高浓度的溶解性正磷酸盐、氨氮和镁离子时，就会在厌氧处理系统管道弯头、水泵入口和二沉池进口等地方产生鸟粪石（MgNH₄PO₄）沉淀。

E,沼气产率偏低的原因及对策

（1）进水CODcr的构成发生变化：就厌氧分解等量CODcr的不同有机物而言，脂类物质的产气量最多，其中甲烷量也高；蛋白质所产生的沼气量虽少，但甲烷含量高；碳水化合物产生的沼气量少，甲烷含量也低。通常所称的理论产气率是以碳水化合物厌氧分解计算，每去除1gCODcr可以产生0.35标准升甲烷或0.7标准升沼气。沼气含量偏低，有可能是废水中脂类物质的含量在CODcr中比例下降造成的；

（2）进水CODcr浓度下降：废水中CODcr浓度越低，单位有机物的甲烷产率越低，主要是由于甲烷溶于水中的量不同所致。如当进水CODcr为2000mg/L时，去除1kgCODcr产生的甲烷有21L溶在了水中，而当进水CODcr为1000mg/L时，去除1kgCODcr所产生的甲烷却有42L溶在了水中。因此，厌氧处理高浓度废水时的产气率能接近理论值，而进水有机物浓度变低时产气率会低于理论值；

（3）沼气中的甲烷比例较大：沼气中的甲烷含量越高，其在水中的溶解量越多，进而导致沼气的实际产量降低。如在20℃时，假设不考虑其他溶质的影响，当沼气中甲烷的含量为80%时，甲烷在水中的溶解度是18.9mg/L，而当甲烷含量为50%时，甲烷在水中的溶解度只有11.8mg/L；

（4）生物相的影响：如果厌氧处理反应器内硫酸盐还原菌及反硝化菌数量较多，就会和甲烷菌争夺碳源，进而导致产气率下降，因而废水中硫酸盐含量越大，沼气产率下降越多；

（5）去除的CODcr用于合成细菌细胞的比例过大：对于去除等量CODcr的不同有机物，厌氧消化时用于细菌细胞合成的比例存在一定的差异，沼气产率也会有差异。去除的CODcr中用于合成细菌细胞的比例越大，则分解用于产生甲烷的比例将越小，一般情况下，这种影响较小，不会超过10%；

（6）运行条件发生变化：对于同种废水，沼气产率下降往往意味着实际运行的工艺条件发生了不利的变化。如pH偏离了最佳范围，保温不好或加热措施失效使反应器内温度降低太多。