一般情況下，由甲醇直接轉化為甲烷是最主要的途徑，乙酸的形成要依賴(lài)于CO 或HCO3 -以及微量元素。從吉布斯自由能來(lái)看，由甲醇生成乙酸可自發(fā)進(jìn)行，厭氧生物處理甲醇的反應器中存在由甲醇形成乙酸的可能性與條件。因此，甲醇廢水的厭氧處理存在著(zhù)這樣的潛在危險，即乙酸的大量產(chǎn)生導致反應器中pH值下降而使產(chǎn)甲烷菌失去生物活性。含甲醇廢水常常含有許多其他較高級的醇(如乙醇、丙醇、丁醇等)，這些雜醇在厭氧過(guò)程中經(jīng)由乙酸途徑產(chǎn)生甲烷，正常情況下甲醇基本不轉化為乙酸，而由雜醇產(chǎn)生的乙酸也不會(huì )嚴重積累，因此反應器能正常運轉。
Lettinga等在進(jìn)行含甲醇和其他雜醇各50％的廢水厭氧處理時(shí)，發(fā)現UASB反應器的COD容積負荷高達17.5kg/m3·d時(shí)，反應器正常運轉，COD去除率幾乎為100％，出水中基本沒(méi)有VFA(揮發(fā)性脂肪酸)，甲醇基本上全部直接轉化為甲烷。但當COD容積負荷提高至22.6kg/m3·d時(shí)，COD去除率逐漸下降，負荷上升半個(gè)月后，VFA逐漸上升至1000～1500mg/L(均以 COD計)，反應器內pH迅速由6.5左右下降至5.0左右。這種局面一旦形成，甲醇轉化為甲烷的過(guò)程逐漸由甲醇轉化為乙酸的過(guò)程替代，引起pH迅速下降。近年來(lái)，國內進(jìn)行了UASB處理甲醇廢水的實(shí)驗研究，結果發(fā)現，當 COD容積負荷在17kg/m3·d以下時(shí)，產(chǎn)氣率維持在約0.5m3/kg，COD去除率可維持在96％以上；而COD容積負荷超過(guò)20kg/m3·d，產(chǎn)氣率下降，對有機物去除率降低。
因此，在厭氧處理甲醇的過(guò)程中，防止酸化的發(fā)生非常重要，這需要選擇適當的工藝對其進(jìn)行處理。
針對高濃度甲醇廢水的特點(diǎn)，在實(shí)驗中采用連續流兩段UASB處理工藝對其進(jìn)行試驗研究。本研究采用兩段厭氧消化系統對高濃度甲醇廢水進(jìn)行處理，通過(guò)長(cháng)期的實(shí)驗運行考察了系統的處理效果、運行穩定性及系統酸化的條件。
2.1 試驗工藝流程
兩段UASB處理工藝中主體設備分別為一段UASB反應器和二段UASB反應器，其中一段UASB反應器(簡(jiǎn)寫(xiě)為u)內設三相分離裝置，其總容積為10L，反應區有效容積為4.1L；二段UASB反應器(簡(jiǎn)寫(xiě)為u)內設三相分離裝置，反應器的總容積為18.4L，反應區有效容積為12.5L。兩反應器外纏電熱線(xiàn)加熱，通過(guò)自動(dòng)式恒溫控制儀將實(shí)驗溫度控制在35±1℃，廢水由高位水箱供給，依次經(jīng)過(guò)u。和u兩反應器處理后排放，所產(chǎn)生的沼氣經(jīng)濕式氣體流量計計量后有組織排放，實(shí)驗的工藝流程見(jiàn)圖1。
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試驗水質(zhì)
試驗廢水由工業(yè)甲醇和N、P復合肥配制而成，N、P投加量符合COD(去除)：N：P=(200～300)：5：l，進(jìn)水pH值為7.0左右。運行過(guò)程中，通過(guò)改變進(jìn)水COD濃度和進(jìn)水流量來(lái)提高系統容積負荷，啟動(dòng)階段進(jìn)水COD為2000～6000mg/L，進(jìn)水流量為20L左右；正常運行階段進(jìn)水COD為8000～20000mg/L，進(jìn)水流量為25～40L左右。
3.1系統的運行狀況
在本實(shí)驗的長(cháng)期運行中發(fā)現，采用兩段UASB反應器處理高濃度甲醇廢水，處理效果非常顯著(zhù)，能夠保證系統高效穩定運行，運行結果如圖2。正常運行過(guò)程中，當系統COD容積負荷達26.8kg/m3·d左右時(shí)，反應器運轉正常，此時(shí)系統對有機物去除率為90％左右；若繼續提高系統容積負荷，COD去除率將迅速下降；降低系統容積負荷，使其低至26.8kg/m3·d左右時(shí)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的恢復運行后COD去除率恢復至90％以上。試驗結果表明，兩段UASB反應器處理甲醇廢水時(shí)，系統所能承受的COD容積負荷高達26.82kg/m3·d左右，而且在此負荷以下，系統運行穩定性高，抗沖擊能力強；相對而言，單段UASB反應器所能承受的容積負荷較低，處理效果受沖擊負荷影響很大。
