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温度、pH对厌氧氨氧化影响研究摘要：为了研究影响厌氧氨氧化的主要因素，改变pH值（6.5-8.1）、温度（28-38℃）试验结果表明，当温度为33℃，pH值为7.3时，氨氮以及亚硝态氮的去除效果较好。
关键字：厌氧氨氧化；pH；温度近年来，大量的氮素的排放使我国水体富营养化日益严重，氮素污染的控制得到了社会各界重视。
郑平[1]认为，厌氧氨氧化速率随着温度的升高而升高，这种现象到温度为35℃时为止。
继续升高温度，反应器的处理速率将不增反降。
他认为厌氧氨氧化菌在30℃左右生长的最好。
据Strous等人报道[2]，厌氧氨氧化的适宜pH范围为6.7~8.3，最大反应速率出现在pH为8.0左右。
而笔者通过实验得到当温度为33℃，pH值为7.3时，厌氧氨氧化反应速率达到最大。
1、试验验装置及材料1.1 试验用水试验采用人工配水。
以NH4+浓度计为125~140mg/L，NO2-浓度计为165~180mg/L,控制NH4+：NO2-=1:1.32，其它元素组成:KH2PO4 0.675g/L，MgSO4·H2O 7.5g/L，CaCl2 3.4g/L，NaHCO3 12.5g/L；微量元素Ⅰ：EDTA 5g/L，FeSO4 5g/L,微量元素Ⅱ：ZnSO4·7H2O 0.43g/L，CuSO4·5H2O 0.25g/L，MnCl2·4H2O 0.99g/L，NiCl2·6H2O 0.19g/L，CoCl2·6H2O 0.24g/L，H3BO4 0.014g/L，NaMoO40.22g/L，每升配水加1mL微量元素。
1.2 试验方案采用分批式培养试验，令反应器中的HRT为24h、pH为7.0，UASB反应器中的初始条件保持不变，使进水NH4+-N:NO2--N的比保持在1:1.32，分别改变温度为28℃、33℃和38℃, 考察温度对厌氧氨氧化反应的影响。
厌氧池碱度标准
厌氧池是一种用于处理废水的设施，它在没有氧气的条件下进行生化反应。
在厌氧池中，pH值是一个重要的操作参数，对于维持池内微生物群落的健康和稳定具有关键作用。
虽然没有特定的国际或行业标准来规定厌氧池的理想碱度范围，但根据经验和研究，通常推荐将厌氧池的pH控制在6.5到8.5之间。
1.pH过低的影响：
•pH值过低可能抑制某些厌氧微生物的生长和代谢活动。
•过低的pH值可能导致产甲烷菌的数量减少，从而降低产气效率。
2.pH过高的影响：
•pH值过高可能导致厌氧微生物群落的紊乱和失活。
•过高的pH值可能导致挥发性脂肪酸（VFA）积累，影响污泥的稳定性和污泥的气体产生能力。
因此，在运行厌氧池时，需要定期监测和调整pH值，以确保其处于适宜的范围内。
具体的调节方法可以根据实际情况采取，如添加碱性物质（如氢氧化钠、石灰等）或酸性物质（如硫酸、盐酸等）来调整pH值。
值得注意的是，不同的污水处理工艺和厌氧池类型可能
对pH值有所不同，因此建议在实际操作中参考设备制造商的建议或依靠专业工程师的指导来确定适合你的厌氧池的理想pH范围。
厌氧反应器碱度-概述说明以及解释1.引言1.1 概述厌氧反应器是一种重要的生物反应器，广泛应用于污水处理、生物能源生产和有机物降解等领域。
在厌氧反应器中，碱度是影响微生物活性和废水处理效果的重要因素之一。
本文将从厌氧反应器碱度的重要性、影响因素和调控方法等方面进行讨论，旨在提高对于厌氧反应器碱度的认识，为相关领域的研究和应用提供理论支持。
文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三部分。
在引言部分，将概述本文所要讨论的内容，介绍文章的结构和阐明写作的目的。
在正文部分，将分为三个小节：厌氧反应器碱度的重要性、影响因素和调控方法。
通过对这三个方面的详细阐述，以全面、系统地介绍厌氧反应器碱度这一主题。
最后在结论部分，对文章所涉及的主要内容进行总结，展望未来可能的研究方向，并得出结论。
整体结构清晰，逻辑严谨，旨在全面探讨厌氧反应器碱度的相关问题。
文章1.3 目的: 本文旨在探讨厌氧反应器碱度对废水处理系统的重要性、其受到的影响因素以及调控方法。
通过对厌氧反应器碱度的深入研究，旨在为废水处理工程提供科学的指导和技术支持，进一步完善厌氧反应器的运行机制，提高废水处理效率和水质处理效果。
同时，通过本文的探讨，也可以为相关领域的研究提供参考和借鉴，促进废水处理技术的发展和进步。
2.正文2.1 厌氧反应器碱度的重要性在厌氧反应器中，碱度是一个非常重要的参数。
首先，适当的碱度可以提供良好的生物环境，促进厌氧反应过程的进行。
在厌氧条件下，微生物需要一定的碱度来维持其代谢活性和生长繁殖，因此适当的碱度可以保证厌氧反应器内的微生物群落的健康。
其次，适当的碱度还可以影响废水的处理效果。
在厌氧条件下，废水中的有机物质会被厌氧微生物降解为甲烷和二氧化碳等物质，而这一过程需要适当的碱度作为催化剂。
因此，适当的碱度可以提高厌氧反应器的有机物去除率和废水的处理效果。
总之，厌氧反应器碱度的重要性主要体现在维持微生物群落的健康和促进废水的有效处理上。
挥发酸又称挥发性脂肪酸，英文缩写为VFA，是有机物质在厌氧产酸菌的作用下经水解、发酵发酸而形成的简单的具有挥发性的脂肪酸，如乙酸、丙酸等。
出水VFA浓度在反应器控制中被认为是比较重要的参数。
这是因为VFA的除去程度可以直接反映出反应器运行状况，通过VFA浓度的分析，可以较为快速和灵敏的判断出反应器行为的微小变换。
正常情况下，底物由酸化菌转化为VFA，VFA可以被甲烷菌转化为甲烷。
因此甲烷菌活跃时，出水VFA浓度较低。
当出水VFA浓度低于3mmol/L（或200mg乙酸/L）时，反应器的运行状态最为良好。
任何不利于甲烷菌生长的因素都会导致出水VFA浓度的上升，这是因为甲烷菌活性降低使VFA积累所致。
温度的突然降低或升高、毒性物质浓度的增加、pH值的波动、负荷的突然加大等都会由出水VFA的浓度反映出来。
进水状态稳定时出水pH的下降也能反映出VFA的升高，但是pH的变化比VFA的变化迟缓，因此从监测出水的VFA浓度可快速反映出反应器运行的状况。
过负荷常是出水VFA升高的原因。
因此当出水VFA升高而环境因素（温度、进水pH、出水水质等）没有明显变化时，出水VFA的升高可由降低反应器负荷来调节。
出水VFA浓度的升高直接影响废水的处理效果，过高的出水VFA浓度表明反应器内大量的VFA积累，因此是反应器pH下降或导致“酸化”的前期讯号。
一般认为，当VFA浓度超过800mgCOD/L时，反应器即面临酸化危险，正常运行中，应保持出水VFA浓度在400mgCOD/L以下，而以200mgCOD/L以下为最佳。
出水VFA的组成也对反应器的运行状况有重要影响，正常运行中，VFA浓度较低，出水VFA以乙酸为主，占VFA总量90%以上，只有少量丙酸与丁酸。
当乙酸不能很好被甲烷菌利用时，底物会转化为较多的丙酸与丁酸，丙酸与丁酸不能直接被甲烷菌利用，而产乙酸菌又不能很快适应这种状况，从而有可能导致VFA的积累。
污泥中VFA的监测也是重要的监控手段，因为反应器中水流自下而上运动，因此反应器内部VFA浓度的变化反映到出水要经历一段时间，尤其是反应器的启动阶段，进水量较小，水力停留时间较大，此时更应当频繁检测污泥中的VFA 浓度以尽早发现和控制反应器状态恶化的迹象。
挥发酸碱度对厌氧反应器的运行的影响以及几个常见问题集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]1）VFA简介挥发性脂肪酸简称挥发酸，英文缩写为VFA，它是有机物质在厌氧产酸菌的作用下经水解、发酵发酸而形成的简单的具有挥发性的脂肪酸，如乙酸、丙酸等。
挥发酸对甲烷菌的毒性受系统pH值的影响，如果厌氧反应器中的pH值较低，则甲烷菌将不能生长，系统内VFA不能转化为沼气而是继续积累。
相反在pH值为7或略高于7时，VFA是相对无毒的。
挥发酸在较低pH值下对甲烷菌的毒性是可逆的。
在pH值约等于5时，甲烷菌在含VFA的废水中停留长达两月仍可存活，但一般讲，其活性需要在系统pH值恢复正常后几天到几个星期才能够恢复。
如果低pH值条件仅维持12h以下，产甲烷活性可在pH值调节之后立即恢复。
2）VFA积累产生的原因厌氧反应器出水VFA是厌氧反应器运行过程中非常重要的参数，出水VFA浓度过高，意味着甲烷菌活力还不够高或环境因素使甲烷菌活力下降而导致VFA利用不充分，积累所致。
温度的突然降低或升高、毒性物质浓度的增加、pH的波动、负荷的突然加大等都会由出水VFA的升高反应出来。
进水状态稳定时，出水pH的下降也能反能反映出VFA的升高，但是pH的变化要比VFA的变化迟缓，有时VFA可升高数倍而pH尚没有明显改变。
因此从监测出水VFA浓度可快速反映出反应器运行的状况，并因此有利于操作过程及时调节。
过负荷是出水VFA升高的原因。
因此当出水VFA 升高而环境因素（温度、进水pH、出水水质等）没有明显变化时，出水VFA的升高可由降低反应器负荷来调节，过负荷由进水COD浓度或进水流量的升高引起，也会由反应器内污泥过多流失引起。
3）VFA与反应器内pH值的关系在UASB反应器运行过程中，反应器内的pH值应保持在6.5-7.8范围内，并应尽量减少波动。
pH值在6.5以下，甲烷菌即已受到抑制，pH值低于6.0时，甲烷菌已严重抑制，反应器内产酸菌呈现优势生长。
厌氧反应器内部，由于水解和产酸菌的作用，有机污染物首先被降解为挥发性脂肪酸（VFA），然后才能被产甲烷菌所利用。
由于产酸菌生长速率和对环境的适应性明显高于产甲烷菌，所以在反应器启动和运行期有可能出现VFA产生量大于消耗量的情况，这将导致有机酸在反应器内部的积累，严重的将造成反应器内部pH值的大幅度下降从而对产甲烷菌产生破坏性影响，使整个系统“酸化”甚至崩溃。
低pH值的危害是由未解离的挥发性脂肪酸和硫化氢浓度的增加而引起的。
与解离的形式相反，未解离的挥发性脂肪酸和硫化氢能穿透细胞膜并在细胞内解离造成毁灭性的pH下降。
因此，维持反应器内部一定的pH缓冲能力是必须的。
厌氧反应器中重要的缓冲系统是碳酸（H2CO3）/碳酸氢盐（HCO3—）系统，其pKa在6.3，这意味着当pH6.3时碳酸和碳酸氢根的数量相等，这时缓冲能力最大。
该平衡创造的缓冲能力主要用碱度来表示。
生产废水中若含有大量的酸类物质，因此必须保证反应器进水含有足够的碱度，一般应维持进水碳酸钙碱度：进水COD浓度≥1：3。
反应器出水碱度一般高于进水碱度，采用出水循环可有效提高进水碱度并能减少调节池中投加Na2CO3的药剂量。
以上就是有关pH缓冲和碱度厌氧反应器的一些相关介绍，希望对您进一步的认识了解有所帮助。
1、挥发性脂肪酸
1）VFA简介
挥发性脂肪酸简称挥发酸，英文缩写为VFA，它是有机物质在厌氧产酸菌的作用下经水解、发酵发酸而形成的简单的具有挥发性的脂肪酸，如乙酸、丙酸等。
挥发酸对甲烷菌的毒性受系统pH值的影响，如果厌氧反应器中的pH值较低，则甲烷菌将不能生长，系统内VFA 不能转化为沼气而是继续积累。
相反在pH值为7或略高于7时，VFA是相对无毒的。
挥发酸在较低pH值下对甲烷菌的毒性是可逆的。
在pH值约等于5时，甲烷菌在含VFA的废水中停留长达两月仍可存活，但一般讲，其活性需要在系统pH值恢复正常后几天到几个星期才能够恢复。
如果低pH值条件仅维持12h以下，产甲烷活性可在pH值调节之后立即恢复。
2）VFA积累产生的原因
厌氧反应器出水VFA是厌氧反应器运行过程中非常重要的参数，出水VFA浓度过高，意味着甲烷菌活力还不够高或环境因素使甲烷菌活力下降而导致VFA利用不充分，积累所致。
温度的突然降低或升高、毒性物质浓度的增加、pH的波动、负荷的突然加大等都会由出水VFA的升高反应出来。
进水状态稳定时，出水pH的下降也能反能反映出VFA的升高，但是pH的变化要比VFA的变化迟缓，有时VFA可升高数倍而pH尚没有明显改变。
因此从监测出水VFA浓度可快速反映出反应器运行的状况，并因此有利于操作过程及时调节。
过负荷是出水VFA升高的原因。
因此当出水VFA升高而环境因素（温度、进水pH、出水水质等）没有明显变化时，出水VFA的升高可由降低反应器负荷来调节，过负荷由进水COD浓度或进水流量的升高引起，也会由反应器内污泥过多流失引起。
3）VFA与反应器内pH值的关系
在UASB反应器运行过程中，反应器内的pH值应保持在6.5-7.8范围内，并应尽量减少波动。
pH值在6.5以下，甲烷菌即已受到抑制，pH值低于6.0时，甲烷菌已严重抑制，反应器内产酸菌呈现优势生长。
此时反应器已严重酸化，恢复十分困难。
VFA浓度增高是pH下降的主要原因，虽然pH的检测非常方便，但它的变化比VFA浓度的变化要滞后许多。
当甲烷菌活性降低，或因过负荷导致VFA开始积累时，由于废水的缓冲能力，pH值尚没有明显变化，从pH值的监测上尚反映不出潜在的问题。
当VFA积累至一定程度时，pH才会有明确变化。
因此测定VFA是控制反应器pH降低的有效措施。
当pH值降低较多，一般低于6.5时就应采取应急措施，减少或停止进液，同时继续观察出水pH和VFA。
待pH和VFA恢复正常以后，反应器在较低的负荷下运行。
进水pH的降低可能是反应器内pH下降的原因，这就要看反应器内碱度的多少，因此如果反应器内pH降低，及时检查进液pH有无改变并监测反应器内碱度也是很必要的。
4）厌氧反应器启动、运行过程中需注意与VFA相关的问题
厌氧反应器运转正常的情况下，VFA的浓度小于3mmol/l，但在启动和运行过程中VFA出现一定的波动是正常的，不必太过惊慌。
①厌氧反应器启动阶段，当环境因素如出水pH、罐温正常时，出水VFA过高则表时反应器负荷相对于当时的颗粒污泥活力偏高。
出水VFA若高于8mmol/l，则应当停止进液，直到反应器内VFA低于3 mmol/l后，再继续以原浓度、负荷进液运行。
②厌氧反应器运行阶段，运行负荷的增加可能会导致出水VFA浓度的升高，当出水VFA高于8mmol/l时，不要停止进液但要仔细观察反应器内pH值、COD值的变化防止“酸化”的发生。
增大负荷后短时间内，产气量可能会降低，几天后产气量会重新上升，出水VFA浓度也会下降。
但如果出水VFA增大到15mmol/l则必须把降至原来水平，并保证反应器内pH不低于6.5，一旦降至6.5以下，则有必要加碱调节pH。
2、碱度
1）碱度简介
碱度不是碱，广义的碱度指的是水中强碱弱酸盐的浓度，它在不同的pH值下的存在形式不同（弱酸跟上的H数目不同），能根据环境释放或吸收H离子，从而起到缓冲溶液中pH变化的作用，使系统内pH波动减小。
碱度是不直接参加反应的。
碱度是衡量厌氧系统缓冲能力的重要指标，是系统耐pH冲击能力的衡量标准。
因此UASB在运行过程中一般都要监测碱度的。
操作合理的厌氧反应器碱度一般在2000-4000mg/l，正常范围在1000-5000mg/l。
（以上碱度均以CaCO3计）
2）碱度对UASB颗粒污泥的影响
碱度对UASB颗粒污泥的影响表现在两个方面：一是对颗粒化进程的影响；二是对颗粒污泥产甲烷活性(SMA)的影响。
碱度对颗粒污泥活性的影响主要表现在通过调节pH值(即通过碱度的缓冲作用使pH值变化较小)使得产甲烷菌呈不同的生长活性。
在一定的碱度范围内，进水碱度高的反应器污泥颗粒化速度快，但颗粒污泥的SMA低；进水碱度低的反应器其污
泥颗粒化速度慢，但颗粒污泥的SMA高。
因此，在污泥颗粒化过程中进水碱度可以适当偏高(但不能使反应器的pH＞8.2，这主要是因为此时产甲烷菌会受到严重抑制)以加速污泥的颗粒化，使反应器快速启动；而在颗粒化过程基本结束时，进水碱度应适当偏低以提高颗粒污泥的SMA。
几个常见问题
1、厌氧反应器是否极易酸化
厌氧反应器是否极易酸化？回答是否定的。
UASB厌氧反应器作为一种高效的水处理设施，其系统自身有着良好的调节系统，在这个调节系统中，起着关键作用的是碳酸氢根离子，即我们通常说的碱度，它的主要作用是调节系统的pH，防止因pH值的变化对产甲烷菌造成影响。
因此只要我们科学、合理操作，就可以确保厌氧反应器正常、高效运行。
2、罐温变化
对一个厌氧反应器来说，其操作温度以稳定为宜，波动范围24h内不得超过2℃。
水温对微生物的影响很大，对微生物和群体的组成、微生物细胞的增殖，内源代谢过程，对污泥的沉降性能等都有影响。
对中温厌氧反应器，应该避免温度超过42℃，因为在这种温度下微生物的衰退速度过大，从而大大降低污泥的活性。
此外，在反应器温度偏低时，应根据运行情况及时调整负荷与停留时间，反应器运行仍可稳定，但此时不能充分发挥反应器的处理能力，否则将导致反应器不能正常运行。
罐温的突然变化，易造成沼气中甲烷气体所占比例减少，CO2增多，而且我们可以在厌氧反应器液面看到一些半固半液状且不易破的气泡。
3、进水pH值
在厌氧反应器正常运行时，进水pH值一般在6.0以上。
在处理因含有有机酸而使偏低的废水时，正常运行时，进水pH值可偏低，如4~5左右；若处理因含无机酸而使pH值低的废水，应将进水pH值调到6以上。
当然具体的控制还要根据反应器的缓冲能力而定，也决定于厌氧反应的驯化程度。
4、厌氧反应器内污泥流失的原因及控制措施
UASB反应器设置了三相分离器，但在污泥结团之前仍带有一定污泥，在启动过程中逐渐将轻质污泥洗出是必要的。
污泥颗粒化是一个连续渐进过程，即每次增加负荷都增大其流体流速和沼气产量，从而加强了搅拌筛选作用，小的、轻的颗粒被冲击出反应器，这个过程并不要使大量污泥冲出，要防止污泥过量流失。
一般来说，反应器发生污泥流失可分为三种情况：1）污泥悬浮层顶部保持在反应器出水堰口以下，污泥的流失量将低于其增殖量。
2）在稳定负荷条件下，污泥悬浮层可能上升到出水堰口处，这时应及时排放剩余污泥。
3）由于冲击负荷及水质条件突然恶化（如负荷突然增大等）要导致污泥床的过度膨胀。
在这种情况下污泥可能出现暂时性大量流失。
控制反应器的有机负荷是控制污泥过量流失的主要办法。
提高污泥的沉降性能是防止污泥流失的根本途径，但需要一个过程。
为了减少出水带走的厌氧污泥，因此公司UASB厌氧反应器后设置了初沉池。
设置初沉池的好处在于：①可以加速反应器内污泥积累，缩短启动时间；②去除出水悬浮物，提高出水水质；③在反应器发生冲击而使污泥大量上浮时，可回收流失污泥，保持工艺的稳定性；④减少污泥排放量。
5、颗粒污泥的搅拌
UASB厌氧反应器内颗粒污泥与污水中有机物质的充分接触使其具有了很高的水处理效率。
“充分接触”的前提需要很好的搅拌作用。
UASB厌氧反应器在运行过程中这种搅拌作用主要来自两个方面，一是污水在厌氧反应器内向上流动过程中产生的搅动作用，二是颗粒污泥中产甲烷菌产出气体过程中产生的搅动作用。
可以理解的是由污水流动产生的搅动作用方向是单一的，只是向上的，而由沼气产生的搅动作用方向则是多样的，更利于颗粒污泥与污水中有机物质的接触。
因此我们在运行过程中应注意保证厌氧反应器正常运行，否则光靠大流量的冲击来达到搅拌的作用往往事与愿违，而且造成厌氧反应器负荷的波动。
