污水處理設(shè)備中影響厭氧消化的因素

① pH 值

pH 值是污水處理設(shè)備中污泥厭氧消化最重要的影響因素之一。pH  值的變化會(huì)引起細(xì)胞膜電荷的改變，進(jìn)而影響微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，影響代謝中酶的活性。在污泥厭氧消化系統(tǒng)中，如水解菌和產(chǎn)酸菌等非產(chǎn)甲烷菌對 pH 值的變化不如產(chǎn)甲烷菌敏感[26]，大多數(shù)非產(chǎn)甲烷菌可以在 pH 值為 5. 0~8. 5 范圍生長良好，而產(chǎn)甲烷菌對 pH 值的適應(yīng)范圍較窄，應(yīng)維持在 6. 5~7. 8 范圍內(nèi)，最宜在 pH 值范圍是 7. 0~7. 3。pH 值的變化對水解菌和產(chǎn)酸菌影響較小，它們會(huì)繼續(xù)將進(jìn)泥中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為脂肪酸等，而產(chǎn)甲烷菌受 pH 值影響較大，影響了消耗脂肪酸和氫的速度導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)有機(jī)酸的積累，酸堿平衡失調(diào)，從而使產(chǎn)甲烷菌的活性受到更大抑制。因此在厭氧消化體系中的微生物需要適宜的 pH 值才能保證正常的生化反應(yīng)^[27]。

② 堿度

堿度可以中和酸，具有一定的緩沖能力，能夠避免反應(yīng)器內(nèi)部 pH 值的突然降低，使反應(yīng)器內(nèi)部維持適宜的 pH 值。一般在消化系統(tǒng)中，為了使反應(yīng)器具有足夠的緩沖能力，堿度應(yīng)該維持在 2000mg/L 以上。

③ 攪拌

在厭氧消化系統(tǒng)中細(xì)菌體內(nèi)的內(nèi)酶和外酶需要與底物充分接觸才能保證有效的反應(yīng)，因此一般情況下厭氧消化系統(tǒng)需要設(shè)置攪拌裝置。攪拌可以使原料分布均勻，增加微生物與基質(zhì)的接觸，也可以使發(fā)酵產(chǎn)物及時(shí)分離，加快反應(yīng)速度， 提高產(chǎn)氣量。根據(jù)劉鴻霞^[28]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，攪拌能夠明顯提高反應(yīng)器 VS 的去除率增加產(chǎn)氣量。

④ 溫度

溫度是影響污水處理設(shè)備中污泥厭氧消化的重要因素之一。由于溫度可以影響細(xì)菌酶的活性， 進(jìn)而影響細(xì)菌的生長速率，特別是產(chǎn)甲烷菌，對溫度的變化尤為敏感^[29]。

根據(jù)厭氧消化溫度的不同，可以把厭氧消化分為常溫消化、中溫消化和高溫消化。一般常溫消化溫度不穩(wěn)定，隨四季變化而變化，但是系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，甲烷產(chǎn)量不穩(wěn)定，轉(zhuǎn)化效率低^[30]。中溫消化所需的溫度是 28℃~38℃，中溫消化甲烷產(chǎn)量穩(wěn)定，轉(zhuǎn)化效率高，但是由于溫度接近人體溫度，不能有效殺死寄生蟲卵、致病病毒細(xì)菌等。高溫消化 所需的溫度是 48℃~60℃，高溫消化反應(yīng)速率快，反應(yīng)時(shí)間短，產(chǎn)氣量大，并且可以殺死大部分寄生蟲卵和致病病毒細(xì)菌等，但是高溫消化需要升溫和保溫措施，對設(shè)備和操作的要求較高。

⑤ 揮發(fā)性脂肪酸（VFA）

揮發(fā)性脂肪酸是厭氧消化過程十分重要的中間產(chǎn)物。VFA 可以被產(chǎn)甲烷菌直接利用，生成甲烷，但是發(fā)生溫度發(fā)生劇烈變化、營養(yǎng)物質(zhì)缺乏等不利情況時(shí)會(huì)造成 VFA 的積累，使 pH 值下降，進(jìn)一步抑制產(chǎn)甲烷菌的生長。在正常運(yùn)行的中溫消化系統(tǒng)中，VFA 的濃度適宜維持在 200~300mg/L。

⑥ 生物固體停留時(shí)間和有機(jī)負(fù)荷

污泥厭氧消化的效果與生物固體停留時(shí)間有直接關(guān)系。隨著生物固體停留時(shí)間的延長，有機(jī)物降解率和甲烷產(chǎn)率可以得到提高，但提高的幅度與污泥的性質(zhì)、溫度條件、有無毒性物質(zhì)等因素相關(guān)。

有機(jī)負(fù)荷也是決定污泥厭氧消化效果的關(guān)鍵因素之一。有機(jī)負(fù)荷過高，可能影響產(chǎn)甲烷菌的正常生理代謝，反應(yīng)器內(nèi)脂肪酸可能因此而積累，pH 值下降，污泥消化不完全；有機(jī)負(fù)荷過低，污泥消化較完全，產(chǎn)氣率較高，但相應(yīng)地，消化周期長，基建費(fèi)用增高。

⑦ 重金屬

市政污水在處理過程中，污水中的重金屬離子會(huì)通過微生物和礦物顆粒的吸附作用沉淀于污泥中^[31,32]。重金屬對污泥厭氧消化系統(tǒng)具有兩面性：一方面少量的鉀、鈉、鈣、鎂、鋅、磷等元素能夠促進(jìn)厭氧反應(yīng)的進(jìn)行，這是由于鈣、鎂、錳等金屬離子是微生物酶活性中心的組成成分，其中錳鋅還能夠提高微生物水解酶的活性，促進(jìn)纖維素等大分子物質(zhì)的水解；另一方面過量的重金屬離子對厭氧消化系統(tǒng)有抑制作用，這是由于過量的重金屬會(huì)與酶結(jié)合，使酶變性失活，并且重金屬離子會(huì)與氫氧化物結(jié)合產(chǎn)生絮凝作用，使酶沉淀。