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如何确定UASB厌氧反应器处理污水的合适温度?

作者: 发布于:2019-10-21 10:33:00 点击量:

 UASB厌氧反应器厌氧生物的降解过程与所有的化学反应和生物化学反应一样,受到温度和温度波动的影响。 在UASB和IC厌氧反应器中,厌氧微生物通过不停地进行代谢活动以维持自身种群发展所需的能量,同时也产生维持厌氧环境所需的能量,如甲烷。 厌氧生物的温度适应范围比好氧生物宽得多,但是就某一具体的厌氧生物而言,其温度适应范围仍然是较窄的。 厌氧微生物可分为嗜冷微生物、 嗜温微生物和嗜热微生物,各类厌氧菌的温度范围见下表。 以这三类微生物为优势种群的厌氧处理工艺分别称为低温厌氧处理、中温厌氧处理和高温厌氧处理。

UASB厌氧反应器菌种温度

对任何一种生物或微生物,在其温度适宜的范围内,从最低生长温度开始,随着温度的上升,其生长速率逐渐上升,并在最适温度区达到最大值,随后生长速率随着温度的上升迅速下降。 就厌氧微生物的3个温度区间而言,有3个相似的温度-生长速率曲线。但是,就某一具体的微生物种类,其温度-生长速率曲线可能是跨区间的。 微生物的温度-生长速率曲线是不对称的,从最佳温度到最高生长温度之间范围很窄,也就是在温度达到最适温度时,温度如果继续上升, 则很快就会达到极限温度,而超过极限温度时往往会造成十分严重的后果, 例如细胞的死亡, 而产生不可逆转的影会造成十分严重的后果,例如细胞的死亡,而产生不可逆转的影响。 但是在低于最适温度的范围内温度的变化所引起的影响总是相对轻得多,即使超过最低温度也不至于产生不可逆转的影响,一旦温度恢复正常,厌氧反应器即可恢复正常运行。当厌氧反应器运行在低温区(10~34C),中温区(35~40'C)和高温区 (50~55C)时,不是三种情况都能达到同样的代谢速率。在低温厌氧反应器中,只是因为这个区域的温度适合于嗜冷微生物,相比之下,即使嗜冷微生物处在其最适的生长温度,它的代谢速率也会低于中温厌氧反应器。 荏大多数厌氧反应器中,都基本符合温度每增加10C反应速率增加1倍的规律。根据温度对厌氧微生物代谢速率的影响,不宜选用低温厌氧工艺,特别是当处理的废水水温处在中温区间时。但是,对于一此温度较低废水, 当需要消耗很多能量使水温升高时,低温厌氧工艺也是可以选择的。 由于中温南 (特别是产甲烷菌)种类多,易于培养驯化、活性高,因此厌氧处理常采用中温消化。 但因中温消化的温度与人体温接近,故对寄生虫卵及大肠菌的杀灭率较低。 而高温厌氧工艺需要维持厌氧反应器中的温度, 当维持高温状态需要耗能时,高温厌氧也不是最佳选择,但高温消化更有利于对纤维素的分解与对病毒、病菌的灭活作用,对寄生虫卵的杀灭率可达99%,大肠菌指数可达10~100,能满足卫生要求 (卫生要求对蛔虫卵的杀灭率95%以上,大肠菌指数10~100),对于处理高温工业废水是有利的。根据甲烷菌对于温度的适应性,可分为两类,即中温甲烷菌(适应温度区为30~36C)和高温甲烷菌(适应温度区为50~53'C)。 当温度处于两区之间时,反应速率反而减退,说明消化反应与温度之间的关系是不连续的。利用中温甲烷菌进行厌氧消化处理的系统叫中温消化,利用高温甲烷菌进行厌氧消化处理的系统叫高温消化。 中温消化条件下,有机物负荷为2.5~3.0kg/(m3·d),产气量约0.3~1m3/(m3.d);而高温消化条件下,有机物负荷为6.0~7.0kg/(m3.d),产气量约3.0~4.0m3/(m3·d)。微土物对生长温度的需求是物种固有的特性.一般不能通过驯化的方式使菌种适应 菌种对温度的要求.对于一个厌氧反应器来说.其操作温度以稳定为宜.波动范围一般一天不宜超过正负2C。而中温或高温厌氧消化允许的温度变动范围为士(1.5~2.0)C.当有士3C的变化时.就会抑制消化速率。有1.5C的急剧变化时,就会突然停止产气, 使有机酸大量积累而破环状氧消化.所以, 在选择仄钒处理的温度时.根据废水本身的温度及环境条什 (如气温,有无陵热可供利川等), 根据发水能产生的沼气址与污水处理过程中的能托平衡等大选择最经济的厌氧处理温度。随着各种新型UASB和IC及其他厌氧反应器的开发.温度对厌氧消化的影响由于生物量的增加面变得不再显著.因此处理污水的厌氧消化反应常在常温(20~25℃)条件下运行,以节省能量的消耗和运行成本。

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