厌氧反应四个阶段
一般来说，废水中复杂机物物料比较多，通过厌氧分解分四个阶段加以降解：
    （1）水解阶段：高分子机物由于其大分子体积，不能直接通过厌氧菌的细胞壁，需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。废水中特例的机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被分解成短肽和氨基酸。分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分解。
    （2）酸化阶段：上述的小分子机物进入到细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA），同时还部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢、氨、硫化氢等产物产生。
    （3）产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢以及新的细胞物质。
    （4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。这一阶段也是整个厌氧过程zui为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。
    再上述四个阶段中，人认为二个阶段和三个阶段可以分为一个阶段，在这两个阶段的反应是在同一类细菌体类完成的。前三个阶段的反应速度很快，如果用莫诺方程来模拟前三个阶段的反应速率的话，Ks（半速率常数）可以在50mg/l以下，μ可以达到5KgCOD/KgMLSS.d。而四个反应阶段通常很慢，同时也是zui为重要的反应过程，在前面几个阶段中，废水的中污染物质只是形态上发生变化，COD几乎没什么去除，只是在四个阶段中污染物质变成甲烷等体，使废水中COD大幅度下降。同时在四个阶段产生大量的碱度这与前三个阶段产生的机酸相平衡，维持废水中的PH稳定，反应的连续进行。 

适用范围

   碳钢IC厌氧反应器，是一种强效的反应器，为三代厌氧反应器的代表类型(UASB为二代厌氧反应器的代表类型)，与二代厌氧反应器相比，它具占地少、机负荷高、抗冲击能力更强，性能更稳定、操作管理更简单。当COD为10000-15000mg/1时的高浓度机废水;二代UASB反应器一般容积负荷为5-8kgCOD/m3;三代AIC厌氧反应器容积负荷率可达15-30kgCOD/m3。IC厌氧反应器适用于机高浓度废水，如，玉米淀粉废水、柠檬酸废水、啤酒废水、土豆加工废水。

技术机理
    厌氧生物处理技术在水处理行业中一直都受到工作者们的青睐，由于其具良好的去除效果，更高的反应速率和对毒性物质更好的适应，更重要的是由于其相对好氧生物处理废水来说不需要为氧的传递提供大量的能耗，使得厌氧生物处理在水处理行业中十分。但由于总体反应式基于莫诺方程的厌氧处理受到低浓度废水Ks的限制，所以厌氧在处理低浓度废水方面没太大的空间，可zui近的一些报道和试验表明，厌氧如果提供合适的外部条件，在处理低浓度废水方面仍然非常高的处理效果。我们可以根据厌氧反应的原理加以动力学方程推导出厌氧生物处理低浓度废水尤其在处理生活污水方面的合适条件

    碳钢IC厌氧反应器，IC厌氧反应器是强效厌氧反应器，即内循环厌氧反应器，相似由2层UASB反应器串联而成，用于机高浓度废水，如，玉米淀粉废水、柠檬酸废水、啤酒废水、土豆加工废水、酒精废水。IC 反应器当前在造纸行业较多的是用各类废纸作原料的造纸企业，处理的包括实现一般的达标放，通过治理后的，从而达到节水和治污的双重。

优点

    IC厌氧反应器的构造及其工作原理决定了其在控制厌氧处理影响因素方面比其它反应器更具优点。

    （1）容积负荷高：IC反应器内污泥浓，微生物量大，且存在内循环，传质效好，进水机负荷可过普通厌氧反应器的3倍以上。

   （2）节省投资和占地面积：IC 反应器容积负荷率高出普通UASB 反应器3倍左右，其体积相当于普通反应器的1/4—1/3 左右，大大降低了反应器的基建投资；而且IC反应器高径比很大（一般为4—8），所以占地面积少。

   （3）抗冲击负荷能力强：处理低浓度废水（COD=2000—3000mg/L）时，反应器内循环流量可达进水量的2—3 倍；处理高浓度废水（COD=10000—15000mg/L）时，内循环流量可达进水量的10—20倍。大量的循环水和进水充分混合，使原水中的害物质得到充分稀释，大大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。

   （4）抗低温能力强：温度对厌氧消化的影响主要是对消化速率的影响。IC反应器由于含大量的微生物，温度对厌氧消化的影响变得不再突出和严重。通常IC反应器厌氧消化可在常温条件（20—25 ℃）下进行，这样减少了消化保温的困难，节省了能量。

   （5）具缓冲pH值的能力：内循环流量相当于1 厌氧区的出水回流，可利用COD转化的碱度，对pH值起缓冲，使反应器内pH值保持好的状态，同时还可减少进水的投碱量。

   （6）内部自动循环，不必外加动力：普通厌氧反应器的回流是通过外部加压实现的，而IC 反应器以自身产生的沼作为提升的动力来实现混合液内循环，不必设泵强制循环，节省了动力消耗。

   （7）性好：利用二级UASB串联分级厌氧处理，可以补偿厌氧过程中K s高产生的不利影响。Van Lier在1994年证明，反应器分级会降低出水VFA浓度，延长生物停留时间，使反应进行稳定。

   （8）启动周期短：IC反应器内污泥活性高，生物增殖快，为反应器快速启动提供利条件。IC反应器启动周期一般为1～2个月，而普通UASB启动周期长达4～6个月。

   （9）沼利用价值高：反应器产生的生物纯，CH4为70%～80%，CO2为20%～30%，其它机物为1%～5%，可作为燃料加以利用 

“酸化”现象原因及表象

1、酸化的产生
    厌氧消化中非产甲烷菌降解机物的过程可产生大量的VFA和CO2，明显降低系统pH；而产甲烷菌则在利用乙酸、甲酸、氢形成甲烷的过程中消耗机酸和CO2。两者的共同可使反应体系内pH稳定在一个适宜的范围内，并使废水中COD顺利地降解为甲烷、CO2而去除。
然而，相对于非产甲烷菌而言，产甲烷菌对温度、pH、氧化还原电位(ORP)、碱度及毒物质等均很敏感，各种生态因子的生态幅均较窄，对生态因子的要求更加苛刻。所以当系统中温度、pH、ORP等生态因子或机负荷剧烈变化时，产甲烷菌的活性会受到一定程度抑制，而非产甲烷菌活性所受的影响较小，其产生的VFA不能部被产甲烷菌利用，使得厌氧体系内VFA大量积累，两大类细菌的代谢平衡被破坏。因而温度、pH、ORP、机负荷等条件均导致厌氧酸化现象的产生。
此外，沟流问题也常会导致厌氧反应器的酸化现象。当厌氧反应器内污泥粒度过细、密度大、液流分布不均匀时会出现沟流现象，由于活性污泥不能与进水效接触，易造成反应器局部VFA的大量积累，进而导致反应器酸化；而酸化会降低产量、加大污泥黏度、增大反应器“死区”体积，导致沟流问题进一步恶化。
2、酸化的表象

(1)沼产量下降；
(2)沼中甲烷含量降低；
(3)消化液VFA增高；
(4)机物去除率下降；
(5)消化液pH值下降；
(6)碳酸盐碱度与总碱度间差值明显增加；
(7)洗出的颗粒污泥颜色变浅没光泽；
(8)反应器出水产生明显异味；
(9)ORP(氧化还原电位)值上升等；
(10)微生物种群“畸变”或减少。

    对比研究显示，仅仅采用降低COD的自然恢复法，酸化反应器需要近3个月才能重新正常，这与重新接种、驯化并培养污泥的时间接近。单独采用碱性药剂投加法很难实行，法达到恢复酸化的。而采用投加碱液+降低COD、间歇稀释进水+加碱、出水回流稀释、投加颗粒污泥法和换水法5种恢复方法结果表明，这5种方法均能促进反应器快速恢复正常，其中投加颗粒污泥法和换水法效果较好，其次为出水回流稀释法和投加碱液+降低COD法。
    pH值是影响厌氧消化过程的重要因素，厌氧消化需要一个相对稳定的pH值范围。如果生长环境的pH值过低，而出现“酸化”现象，产甲烷菌的生长代谢和繁殖就会受到抑制，进而对整个厌氧消化过程产生不利影响。因此当厌氧反应器出现“酸化”现象时，要分析其产生的原因，并及时采取一定的措施对反应器进行调节和控制，以厌氧消化稳定的环境。

pH值对厌氧处理的影响体现在哪些方面?
    厌氧微生物对其活动范围内的pH值一定的要求，产酸菌对pH值的适应范围较广，一般在4.5～8.0之间都能维持较高的活性。而甲烷菌对pH值较为敏感，适应范围较窄，在6.6～7.4之间较为适宜，*pH值为7.0～7.2。因此，在厌氧处理过程中，尤其是产酸和产甲烷在一个构筑物内进行时，通常要保持反应器内的pH值在6.5～7.2之间，保持在6.8～7.2的范围内。厌氧处理要求的*pH值指的是反应器内混合液的pH值，而不是进水的pH值，因为生物化学过程和稀释可以迅速改变进水的pH值。反应器出水的pH值一般等于或接近反应器内部的pH值。含大量溶解性碳水化合物的废水进入厌氧反应器后，会因产生乙酸而引起pH值的迅速降低，而经过酸化的废水进入反应器后，pH值将会上升。含大量蛋白质或氨基酸的废水，由于氨的形成，pH可能会略上升。因此，对不同性的废水，可控制不同的pH值，可能低于或高于反应器所要求的pH值。

什么是颗粒污泥?
    颗粒污泥的形成实际上是微生物固定化的一种形式，其外观为具相对规则的球形或椭圆形黑色颗粒。颗粒污泥的粒径一般为0.1～3mm，个别大的5mm，密度为1.04～1.08g/cm3，比水略重，具良好的沉降性能和降解水中机物的产甲烷活性。在光学显微镜下观察，颗粒污泥呈多孔结构，表面一层透明胶状物，其上附着甲烷菌。颗粒污泥靠近外表面部分的细胞密度较大，内部结构松散、细胞密度较小，粒径较大的颗粒污泥往往一个空腔，这是由于颗粒污泥内部营养不足使细胞自溶而引起的。大而空的颗粒污泥容易破碎，其破碎的碎片成为新生颗粒污泥的内核，一些大的颗粒污泥还会因内部产生的体不易释放出去而容易上浮。

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