厭氧消化系統(tǒng)試運行的一個主要任務(wù)是培養(yǎng)厭氧活性污泥，即消化污泥。厭氧活性污泥培養(yǎng)的主要目標(biāo)是厭氧消化所需要的甲烷菌和產(chǎn)酸菌，當(dāng)兩菌種達(dá)到動態(tài)平衡時，有機質(zhì)才會被不斷地轉(zhuǎn)化為甲烷氣，即厭氧沼氣。
機理
污泥厭氧消化是一個多階段的復(fù)雜過程，完成整個消化過程，需要經(jīng)過三個階段（目前公認(rèn)的），即水解、酸化階段，乙酸化階段，甲烷化階段。各階段之間既相互聯(lián)系又相互影響，各個階段都有各自特色微生物群體。 水解酸化階段
一般水解過程發(fā)生在污泥厭氧消化初始階段，污泥中的非水溶性高分子有機物，如碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素等在微生物水解酶的作用下水解成溶解性的物質(zhì)。水解后的物質(zhì)在兼性菌和厭氧菌的作用下，轉(zhuǎn)化成短鏈脂肪酸，如乙酸、丙酸、丁酸等，還有乙醇、二氧化碳。 乙酸化階段
在該階段主要是乙酸菌將水解酸化產(chǎn)物，有機物、乙醇等轉(zhuǎn)變?yōu)橐宜?。該過程中乙酸菌和甲烷菌是共生的。甲烷化階段
甲烷化階段發(fā)生在污泥厭氧消化后期，在這一過程中，甲烷菌將乙酸（CH3COOH）和H2、CO2分別轉(zhuǎn)化為甲烷， 如下：
2CH3COOH→2CH4↑+ 2CO2↑ 4H2+CO2→CH4+ 2H2O
在整個厭氧消化過程中，由乙酸產(chǎn)生的甲烷約占總量的2/3，由CO2和H2轉(zhuǎn)化的甲烷約占總量的1/3。
一.厭氧微生物的培養(yǎng)和馴化
1.污泥的厭氧消化中，甲烷菌的培養(yǎng)與馴化方法主要有兩種； （1）接種培養(yǎng)法 （2）逐級培養(yǎng)法
2.接種污泥一般取自正在運行的厭氧處理裝置，尤其是城市污水處理廠的消化污泥，當(dāng)液態(tài)消化污泥運輸不方便時，可用污水廠經(jīng)機械脫水后的干污泥。在厭氧消化污泥來源缺乏的地方，可從廢坑塘中腐化的有機地泥，或人糞，牛糞，豬糞，酒糟或初沉池底泥代替。大型污水處理廠，若同時啟動所需接種量太大，可分組分別啟動。
接種污泥培養(yǎng)法是向厭氧消化裝置中投入容積為總?cè)莘e10%-30%厭氧菌種污泥，接種污泥一般為含固率為3%-5%的濕污泥，再加入新鮮污泥**設(shè)計液面，然后通入蒸汽加熱，升溫速度保持1°C/h，直**達(dá)到消化溫度（可將污泥厭氧消化分為中溫（一般30~36℃）厭氧消化和高溫（一般50~55℃）厭氧消化。研究表明，在污泥厭氧消化過程中，溫度發(fā)生±3℃變化時，就會抑制污泥消化速度；溫度發(fā)生±5℃變化時，就會突然停止產(chǎn)氣，使有機酸發(fā)生大量積累而破壞厭氧消化。）。如污泥呈酸性，可人工加堿（如石灰石），調(diào)整pH值6.5-7.5。維持消化溫度，穩(wěn)定一段時間（3-5d）后，污泥即可成熟。再投配新鮮污泥并轉(zhuǎn)入正式運行。此法適用于小型消化池，因為對于大型消化池，使升溫速度為1°C/h，需熱量較大，鍋爐供應(yīng)不上。
（2）逐步培養(yǎng)法指向消化污泥池內(nèi)逐步投入生泥，使生污泥自行逐漸轉(zhuǎn)化為厭氧活性污泥的過程。該方法使活性污泥經(jīng)歷一個由好養(yǎng)向厭氧的轉(zhuǎn)變過程，加入?yún)捬跷⑸锏纳L速率比好養(yǎng)微生物低很多，因此培養(yǎng)過程很慢，一般需歷時6-10個月左右，才能完成甲烷菌的培養(yǎng)。
或者通過加熱的方式加速污泥成熟；將每日產(chǎn)生的新鮮污泥投入消化池，待池內(nèi)的污泥量為一定數(shù)量時，通入蒸汽，升溫速度控制在1°c/h。當(dāng)池內(nèi)溫度升到預(yù)定溫度時，可減少蒸汽量，保持溫度不變，并逐日投加一定數(shù)量的新鮮污泥，直**達(dá)到設(shè)計液面停止加泥，整個成熟過程一直持續(xù)恒溫，成熟時間約30-40d。污泥成熟后，即可投配新鮮污泥并轉(zhuǎn)入正式運行。
二.培菌注意事項
1.厭氧消化系統(tǒng)的處理對象是活性污泥，不存在毒性問題，但是厭氧消化繁殖速度太慢，為加快培養(yǎng)啟動過程，除投入接種污泥以外，還應(yīng)做好厭氧消化污泥的成熟。
2.厭氧消化污泥培養(yǎng)，初期生污泥投加量與接種污泥的數(shù)量及培養(yǎng)時間有關(guān)，早期可按設(shè)計污泥量的30%-50%投加，到培養(yǎng)經(jīng)歷了60d左右，可逐漸增加投泥量。若從監(jiān)測結(jié)果發(fā)現(xiàn)消化不正常時，應(yīng)減少投泥量。
3.厭氧消化系統(tǒng)處理城市污水處理廠的活性污泥，由于活性污泥中碳，氮，磷等營養(yǎng)是均衡的，能夠適應(yīng)厭氧微生物生長繁殖需要，因此，即使在厭氧消化污泥培養(yǎng)的初期也不需要和處理工業(yè)廢水那樣加入營養(yǎng)物質(zhì)。
4.城市污水廠厭氧消化系統(tǒng)，產(chǎn)生沼氣的時間較早，沼氣量也較大。為防止發(fā)生爆炸事故，投泥前，應(yīng)使用不活潑的氣體（氮氣）將輸氣管路系統(tǒng)的空氣置換出去，以后在投泥；產(chǎn)生沼氣后，在逐漸把氮氣置換出去。
三.馴化
馴化的目的是選擇適應(yīng)實際水質(zhì)情況的微生物，淘汰無用的微生物，對于厭氧生物處理工藝，是通過馴化使厭氧菌成為優(yōu)勢菌群。具體做法shou先保持工藝的正常運轉(zhuǎn)，然后嚴(yán)格控制工藝控制參數(shù)，DO在厭氧池控制在0.1mg/l以下，外回流比50%-100%，內(nèi)回流比200%-300%，并且，每天排除日產(chǎn)泥量30%-50%的剩余污泥。在此過程中，每天測試進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)，直到出水各指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求。
影響因素 溫度
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在污泥厭氧消化過程中，溫度對有機物負(fù)荷和產(chǎn)氣量有明顯影響。根據(jù)微生物對溫度的適應(yīng)性，可將污泥厭氧消化分為中溫（一般30~36℃）厭氧消化和高溫（一般50~55℃）厭氧消化。研究表明，在污泥厭氧消化過程中，溫度發(fā)生±3℃變化時，就會抑制污泥消化速度；溫度發(fā)生±5℃變化時，就會突然停止產(chǎn)氣，使有機酸發(fā)生大量積累而破壞厭氧消化。 酸堿度 #p#分頁標(biāo)題#e#
研究表明，污泥厭氧消化系統(tǒng)中，各種細(xì)菌在適應(yīng)的酸堿度 范圍內(nèi)，只允許在中性附近波動。微生物對pH的變化非常敏感。水解與發(fā)酵菌及產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸菌適應(yīng)的pH范圍為5.0~6.5，甲烷菌適應(yīng)的pH范圍為6.6~7.5。如果水解酸化和乙酸化過程的反應(yīng)速度超過甲烷化過程速度，pH就會降低，從而影響產(chǎn)甲烷菌的生活環(huán)境，進(jìn)而影響污泥厭氧消化效果，然而，由于消化液的緩沖作用，在一定范圍內(nèi)避免這種情況的發(fā)生。
消化液是污泥厭氧消化過程血紅有機物分解而產(chǎn)生的，其中含有除了CO2和NH3外，還有以NH4NCO3形態(tài)的NH4+，HCO3-和H2CO3形成緩沖體系，平衡小范圍的酸堿波動。如下：
H+ + HCO3- ═H2CO3 有毒物質(zhì)濃度
在污泥厭氧消化中，每一種所謂有毒物質(zhì)是具有促進(jìn)還是抑制甲烷菌生長的作用，關(guān)鍵在于它們的毒閾濃度。低于毒閾濃度，對甲烷菌生長有促進(jìn)作用；在毒閾濃度范圍內(nèi)，有中等抑制作用，隨濃度逐漸增加，甲烷菌可被馴化；超過毒閾上限。則對微生物生長具有強烈的抑制作用。
