厭氧消化酸累積條件下強化產甲烷研究與應用

王云琦， 杜玉瑩， 梅紅， 汪炎

（東華工程科技股份有限公司， 合肥 230088）

厭氧消化是利用微生物在厭氧條件下代謝去除有機污染物的一種方法［1］， 由于其具有運行能耗低、 處理負荷高、 產泥量低且可回收能源等優勢，目前已經廣泛應用于各類有機廢水的處理處置過程中［2］。 厭氧消化通常被認為分為4 步： 水解、 酸化、乙酸化、 產甲烷［3］。 在這個過程中， 酸化、 乙酸化（統稱產酸階段）與產甲烷階段存在著精準的平衡，以保證厭氧消化中有機物更好地向甲烷轉化［4－5］。由于厭氧消化是包含產酸菌、 產乙酸菌和產甲烷菌等多種微生物之間的復雜相互作用的過程， 不同功能的微生物生長和代謝速率不同［6］， 對pH 值等環境條件要求也不盡相同［7］， 產酸階段和產甲烷階段之間精準的平衡很容易被打破， 導致揮發性脂肪酸（VFAs）出現積累， 系統pH 值降低最終使厭氧消化系統酸化崩潰［8－9］。 對于某些特定的工業廢水的處理， 在利用厭氧消化處理時， 由于其pH 值低， 且主要成分為高濃度的短鏈脂肪酸、 醇， 因此也經常會發生厭氧消化系統崩潰現象［10］。

為了避免發生酸累積， 保證厭氧消化正常運行， 在實際生產中， 通常采用投加堿的方式提高系統pH 值， 防止產甲烷過程被抑制［11－12］， 這又帶來了藥劑的消耗以及廢水含鹽量升高的問題， 給污水處理廠增加了額外的成本。 隨著對酸累積抑制產甲烷機理研究的深入， 研究重點逐漸轉移到酸累積條件下強化產甲烷能力的方向上， 嘗試采用生物強化、 外源強化等方法對酸累積條件下厭氧消化強化產甲烷進行研究， 取得了不錯的效果［1］?！?br>