一般情況下，由甲醇直接轉(zhuǎn)化為甲烷是最主要的途徑，乙酸的形成要依賴于CO 或HCO3 -以及微量元素。從吉布斯自由能來看，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(yīng)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這樣的潛在危險(xiǎn)，即乙酸的大量產(chǎn)生導(dǎo)致反應(yīng)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(zhuǎn)化為乙酸，而由雜醇產(chǎn)生的乙酸也不會嚴(yán)重積累，因此反應(yīng)器能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

        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(xiàn)UASB反應(yīng)器的COD容積負(fù)荷高達(dá)17.5kg/m3·d時(shí)，反應(yīng)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)，COD去除率幾乎為100％，出水中基本沒有VFA(揮發(fā)性脂肪酸)，甲醇基本上全部直接轉(zhuǎn)化為甲烷。但當(dāng)COD容積負(fù)荷提高至22.6kg/m3·d時(shí)，COD去除率逐漸下降，負(fù)荷上升半個(gè)月后，VFA逐漸上升至1000～1500mg/L(均以 COD計(jì))，反應(yīng)器內(nèi)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(zhuǎn)化為甲烷的過程逐漸由甲醇轉(zhuǎn)化為乙酸的過程替代，引起pH迅速下降。近年來，國內(nèi)進(jìn)行了UASB處理甲醇廢水的實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng) COD容積負(fù)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(fù)荷超過20kg/m3·d，產(chǎn)氣率下降，對有機(jī)物去除率降低。

        因此，在厭氧處理甲醇的過程中，防止酸化的發(fā)生非常重要，這需要選擇適當(dāng)?shù)墓に噷ζ溥M(jìn)行處理。

        針對高濃度甲醇廢水的特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)中采用連續(xù)流兩段UASB處理工藝對其進(jìn)行試驗(yàn)研究。本研究采用兩段厭氧消化系統(tǒng)對高濃度甲醇廢水進(jìn)行處理，通過長期的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行考察了系統(tǒng)的處理效果、運(yùn)行穩(wěn)定性及系統(tǒng)酸化的條件。

        2.1 試驗(yàn)工藝流程

        兩段UASB處理工藝中主體設(shè)備分別為一段UASB反應(yīng)器和二段UASB反應(yīng)器，其中一段UASB反應(yīng)器(簡寫為u)內(nèi)設(shè)三相分離裝置，其總?cè)莘e為10L，反應(yīng)區(qū)有效容積為4.1L；二段UASB反應(yīng)器(簡寫為u)內(nèi)設(shè)三相分離裝置，反應(yīng)器的總?cè)莘e為18.4L，反應(yīng)區(qū)有效容積為12.5L。兩反應(yīng)器外纏電熱線加熱，通過自動(dòng)式恒溫控制儀將實(shí)驗(yàn)溫度控制在35±1℃，廢水由高位水箱供給，依次經(jīng)過u。和u兩反應(yīng)器處理后排放，所產(chǎn)生的沼氣經(jīng)濕式氣體流量計(jì)計(jì)量后有組織排放，實(shí)驗(yàn)的工藝流程見圖1。

   試驗(yàn)水質(zhì)

        試驗(yàn)廢水由工業(yè)甲醇和N、P復(fù)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(yùn)行過程中，通過改變進(jìn)水COD濃度和進(jìn)水流量來提高系統(tǒng)容積負(fù)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(yùn)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(tǒng)的運(yùn)行狀況

        在本實(shí)驗(yàn)的長期運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，采用兩段UASB反應(yīng)器處理高濃度甲醇廢水，處理效果非常顯著，能夠保證系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)果如圖2。正常運(yùn)行過程中，當(dāng)系統(tǒng)COD容積負(fù)荷達(dá)26.8kg/m3·d左右時(shí)，反應(yīng)器運(yùn)轉(zhuǎn)正常，此時(shí)系統(tǒng)對有機(jī)物去除率為90％左右；若繼續(xù)提高系統(tǒng)容積負(fù)荷，COD去除率將迅速下降；降低系統(tǒng)容積負(fù)荷，使其低至26.8kg/m3·d左右時(shí)，經(jīng)過一段時(shí)間的恢復(fù)運(yùn)行后COD去除率恢復(fù)至90％以上。試驗(yàn)結(jié)果表明，兩段UASB反應(yīng)器處理甲醇廢水時(shí)，系統(tǒng)所能承受的COD容積負(fù)荷高達(dá)26.82kg/m3·d左右，而且在此負(fù)荷以下，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性高，抗沖擊能力強(qiáng)；相對而言，單段UASB反應(yīng)器所能承受的容積負(fù)荷較低，處理效果受沖擊負(fù)荷影響很大。