污水調(diào)試中厭氧過程后PH值大幅下降的原因分析

發(fā)布時(shí)間：

2025-12-12

在污水處理工藝中，厭氧處理階段是降解有機(jī)物、釋放能量并產(chǎn)生沼氣的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，實(shí)際調(diào)試過程中常出現(xiàn)厭氧反應(yīng)后pH值大幅下降的現(xiàn)象，導(dǎo)致微生物活性受抑制甚至系統(tǒng)崩潰。本文從化學(xué)反應(yīng)、微生物代謝、工藝控制及進(jìn)水特性四個(gè)維度，系統(tǒng)分析pH值驟降的成因，并提出針對(duì)性解決方案。

一、化學(xué)反應(yīng)主導(dǎo)的酸堿失衡

厭氧反應(yīng)的核心過程可分為水解酸化、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷三個(gè)階段。前兩階段微生物將大分子有機(jī)物分解為小分子脂肪酸（如乙酸、丙酸、丁酸等），同時(shí)釋放大量H?。若產(chǎn)甲烷菌活性不足或反應(yīng)時(shí)間不足，這些酸性物質(zhì)無法及時(shí)轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳，會(huì)導(dǎo)致體系內(nèi)有機(jī)酸積累。例如，當(dāng)乙酸濃度超過2000mg/L時(shí)，其解離產(chǎn)生的H?可使pH值在數(shù)小時(shí)內(nèi)從7.0降至5.5以下。

此外，硫酸鹽還原菌（SRB）的代謝活動(dòng)會(huì)加劇酸化。在含硫酸鹽的廢水中，SRB將硫酸鹽還原為硫化氫，同時(shí)生成H?。每還原1mol硫酸鹽可產(chǎn)生2mol H?，若未設(shè)置脫硫裝置，硫化氫的積累會(huì)進(jìn)一步降低pH值，并形成腐蝕性環(huán)境。

二、微生物代謝失衡的連鎖反應(yīng)

產(chǎn)甲烷菌對(duì)環(huán)境變化極為敏感，其最適pH范圍為6.8-7.2。當(dāng)pH值低于6.5時(shí)，產(chǎn)甲烷菌活性會(huì)下降50%以上，導(dǎo)致甲烷產(chǎn)量銳減。這種抑制具有雙向性：一方面，酸性環(huán)境直接抑制酶活性；另一方面，產(chǎn)甲烷菌減少會(huì)進(jìn)一步加劇有機(jī)酸積累，形成惡性循環(huán)。

微生物種群失衡是另一重要因素。在調(diào)試初期，若未進(jìn)行菌種馴化或接種量不足，水解酸化菌可能占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)水解酸化菌與產(chǎn)甲烷菌數(shù)量比超過3:1時(shí)，系統(tǒng)極易出現(xiàn)酸化現(xiàn)象。此外，重金屬離子（如Cu2?、Zn2?）或有毒物質(zhì)（如苯酚）的沖擊，會(huì)選擇性抑制產(chǎn)甲烷菌，而水解酸化菌的耐受性較強(qiáng)，導(dǎo)致代謝失衡。

三、工藝控制參數(shù)的偏差

溫度波動(dòng)是常見誘因。產(chǎn)甲烷菌的最適溫度范圍較窄（中溫菌30-38℃，高溫菌50-55℃），溫度每降低1℃，反應(yīng)速率下降約5%。若溫度低于25℃，產(chǎn)甲烷菌活性顯著降低，而水解酸化菌仍能保持較高活性，導(dǎo)致有機(jī)酸積累。某污水處理廠案例顯示，冬季溫度驟降10℃后，pH值在48小時(shí)內(nèi)從7.2降至5.8。

水力停留時(shí)間（HRT）控制不當(dāng)也會(huì)引發(fā)問題。HRT過短時(shí)，有機(jī)物未完全轉(zhuǎn)化即被排出，殘留的有機(jī)酸進(jìn)入后續(xù)單元；HRT過長(zhǎng)則可能導(dǎo)致污泥老化，釋放內(nèi)源代謝產(chǎn)物（如磷酸、氨基酸），這些物質(zhì)解離后同樣會(huì)降低pH值。某食品廢水處理項(xiàng)目調(diào)試中，因HRT從12h延長(zhǎng)至24h，pH值從7.0降至5.3，最終通過調(diào)整至18h恢復(fù)正常。

四、進(jìn)水特性的潛在影響

進(jìn)水pH值波動(dòng)是直接誘因。若進(jìn)水pH值低于6.0，即使厭氧系統(tǒng)具有一定緩沖能力，仍可能被突破。某化工廢水處理案例中，進(jìn)水pH值因上游工藝調(diào)整突然降至5.5，導(dǎo)致厭氧罐pH值在2小時(shí)內(nèi)降至4.8，系統(tǒng)完全癱瘓。

進(jìn)水堿度不足會(huì)削弱緩沖體系。厭氧反應(yīng)每降解1g COD約產(chǎn)生0.35g VFA（揮發(fā)性脂肪酸），同時(shí)消耗2.0g堿度（以CaCO?計(jì)）。若進(jìn)水堿度低于2000mg/L（以CaCO?計(jì)），系統(tǒng)緩沖能力不足，pH值易大幅波動(dòng)。某造紙廢水處理項(xiàng)目通過補(bǔ)充碳酸氫鈉，將堿度從1500mg/L提升至3000mg/L后，pH值穩(wěn)定在6.8-7.2范圍內(nèi)。

解決方案與預(yù)防措施

針對(duì)上述成因，可采取以下措施：一是強(qiáng)化預(yù)處理，通過調(diào)節(jié)池均衡水質(zhì)，設(shè)置pH在線監(jiān)測(cè)與自動(dòng)加堿裝置；二是優(yōu)化工藝控制，維持溫度在35±2℃，HRT根據(jù)水質(zhì)動(dòng)態(tài)調(diào)整；三是補(bǔ)充堿度，可通過投加碳酸氫鈉、氫氧化鈉或利用含堿廢水（如脫硫廢水）進(jìn)行中和；四是菌種馴化，逐步提高進(jìn)水負(fù)荷并接種高效產(chǎn)甲烷菌種；五是設(shè)置應(yīng)急措施，如旁路調(diào)節(jié)、回流污泥等，快速恢復(fù)系統(tǒng)平衡。

厭氧過程pH值大幅下降是多重因素共同作用的結(jié)果，需從反應(yīng)機(jī)理、微生物特性、工藝參數(shù)和進(jìn)水水質(zhì)四方面綜合分析。通過科學(xué)調(diào)控與預(yù)防性管理，可有效避免此類問題，保障厭氧系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

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