厭氧生物處理的緩沖體系
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發布日期：2023-04-04
厭氧生物體系處理的緩沖
在厭氧生物處理過程中像碳水化合物這樣的未經酸化的污染物可以轉化為VFA因此廢水中需要具有一定的pH值緩沖能力。厭氧體系pH 值的穩定性實際上取決于反應器內的緩沖能力。
厭氧消化過程中的混合液含有多種成分的物質，特別是一些弱酸弱堿鹽類的物質，進而使反應器成為一個酸堿緩沖器。例如厭氧消化過程中的產酸產甲烷形成的CO2或者 HCOJ，能夠中和廢水中突然出現的強堿物質，使混合液的 pH值不會出現急劇增加的現象，減少了pH值不穩定而帶來的風險。厭氧消化過程中產酸是主要的反應，因此，對pH
值的穩定性應該受到重視。
一般情況下，pH值的下降應加以警惕。消化液中產生的酸性物質主要為揮發性脂肪酸和溶解的碳酸。揮發性脂肪酸的絕大多數為乙酸、丙酸和丁酸。它們的電離常數比較接近，產生的pH效應相差不大。所有揮發性脂肪酸的 pH值大約為4.8，雖然他們也是弱酸，但他們不能為產甲烷菌提供合適的緩沖范圍。厭氧處理過程需要更弱的酸。當以強堿中和時，碳酸產生系統所需要的碳酸氫鹽緩沖液。碳酸氫鹽既可以存在于原來的廢水中也可以通過蛋白質或氨基酸降解形成
H 而產生。如果由原廢水和原廢水的降解中不能形成碳酸氫鹽經沖液，那么就應當向厭氧系統添加。此外，消化液中存在的HS和HPO等酸物質因度不大，又是弱酸，對 p?；褐行纬傻膲A性物質主要是氨氮。它是蛋質、氨基酸等含氮物質在發酵細菌脫氨基作用下而形成的。它在酸性條件下多以NH形式存在，而性條件下多以H 器的總氨濃度以50~200mg/L為宜，一般不宜超過1000mg/L。
厭氧生物處理所產生的酸堿物質具有如下的電離平衡:
CHCOOHCHCO-+H+
CHCHCOOHCHCHC-+H+ CHCHCHCOHCHCHCHCO-+H+ CO2+H?O>H?COHc+H+
NH+H2ONH++OH
當產酸過程比產甲烷占有較大優勢時，如果廢水沒有足夠的緩沖能力就會產生嚴重的問題。所有過剩的VFA應當被中和，同時，為防止反應器內局部酸的大量積累，良好的混合也是需要的。實際上，pH值突然變化的概率非常小，因為廢水厭氧處理一般能產生足夠的 COz，這些二氧化碳可以中和強堿離子。僅在某些特別情況下，pH值才會升高到危險程度。例如pH
值中性的甲酸鹽廢水或中性的甲酸、乙酸混合廢水進行處理時， pH值可能會上升過高。比較常見的是pH緩沖溶液，一個pH
值被緩沖在某一特定值的溶液，它既含有能與加到溶液中的堿相作用的酸，又含有能與加到溶液中的酸相作用的堿。
弱酸可以提供甲烷菌所需要的足夠的緩沖能力。弱酸在高的pH值下能表現出緩沖性能。也就是弱酸(HA)在水溶液中依下式離解:
H?O+HAH3O++A-K=[HO+][A-]/HAT
式中，K1為離解常數。對上式取對數可得到:
pH=pK1+1g[A-7/THA7
最大的緩沖能力是當[A]=[HA]時，這時加入一定量的強酸或強堿時，pH值的化最小。顯而易見，緩沖物量的多少決定緩沖能力。
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