基本介紹中文名:水解酸化法:介於好氧和厭氧處理法之間的方法:提高廢水的可生化性位置:酸化水解池工藝:水解、酸化酸化:它是壹種典型的發酵工藝工藝技術介紹、結構、處理流程、設計計算、設計參數、穩定性、汙泥沈積、機理分析、操作規程、技術介紹水解(酸化)處理法是介於好氧和厭氧處理法之間的。水解酸化工藝根據產甲烷菌和產酸菌生長速度的不同，將厭氧處理控制在反應時間短的第壹、二階段，即在大量水解菌和酸化菌的作用下，將不溶性有機物水解為可溶性有機物，將難以生物降解的大分子物質轉化為易於生物降解的小分子物質的過程，從而提高廢水的可生化性，為後續處理打下良好的基礎。水解是指有機物進入微生物細胞之前，細胞外的生化反應。微生物通過釋放細胞外遊離酶或附著在細胞外壁的固定化酶來完成生物催化反應。水解酸化池中的酸化是典型的發酵過程，微生物的代謝產物主要是各種有機酸。從力學上講，水解和酸化是厭氧消化的兩個階段，但不同的工藝有不同的處理目的。水解酸化-好氧生物處理工藝中的水解主要是將原廢水中的不溶性有機物轉化為可溶性有機物，尤其是工業廢水，主要是將難降解有機物轉化為可生物降解有機物，以提高廢水的可生化性，便於後續好氧處理。考慮到後續好氧處理的能耗，水解主要用於低濃度難降解廢水的預處理。混合厭氧消化工藝中水解酸化的目的是為混合厭氧消化工藝中的甲烷發酵提供底物。兩相厭氧消化工藝中的產酸相是將混合厭氧消化中的產酸相和產甲烷相分開，創造它們的最佳環境。結構水解酸化池分為汙泥床區和清水層區。待處理汙水和濾池反沖洗時脫落的殘留微生物膜從反應器底部進入池內，通過帶反射板的布水器與汙泥床快速均勻混合。汙泥床較厚，類似於濾層，使進水中的顆粒物和膠體物質被快速攔截和吸附。由於汙泥床內兼性微生物濃度高，在池內缺氧條件下，被截留的有機物在大量水解產酸菌的作用下水解成可溶性物質，難以生物降解的大分子物質轉化為易於生物降解的物質；同時，生物濾池反沖洗時排出的剩余汙泥胞外多糖膠漿層(殘留微生物膜)被水解，使細胞壁打開，汙泥液化，返回汙水處理系統被好氧菌代謝，從而達到剩余汙泥體積減少的目的。由於水解酸化汙泥齡較長(壹般15 ~ 20天)。如果用水解酸化池代替常規的初沈池，不僅可以截留汙水中的懸浮物，還具有壹定的生化處理和汙泥減容穩定的功能。廢水厭氧生化處理概述厭氧生物處理是指在無分子氧的厭氧微生物(包括兼性微生物)的作用下，將廢水中的各種復雜有機物分解為甲烷和二氧化碳的過程。厭氧生化處理過程:高分子有機物的厭氧降解過程可分為四個階段:水解階段、發酵(或酸化)階段、產乙酸階段和產甲烷階段。1.水解階段水解可以定義為復雜的不溶性聚合物轉化為簡單的可溶性單體或二聚體的過程。2.發酵(或酸化)階段發酵可以定義為壹個生物降解過程，其中有機化合物既是電子受體又是電子供體。在這個過程中，溶解的有機化合物被轉化為主要由揮發性脂肪酸組成的最終產物，所以這個過程也被稱為酸化。3.在產乙酸階段，前壹階段的產物在產氫產乙酸菌的作用下進壹步轉化為乙酸、氫氣、碳酸和新的細胞物質。4.甲烷階段在這個階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇轉化為甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。水解酸化分析表明，高分子量有機物不能穿透細胞膜，因此不能被細菌直接利用。它們在水解階段被細菌胞外酶分解成小分子。比如纖維素被纖維素酶水解成纖維二糖和葡萄糖，澱粉被澱粉酶分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被蛋白酶水解成短肽和氨基酸。這些小分子的水解產物可以溶於水，被細菌通過細胞膜利用。水解通常是緩慢的，許多因素，如溫度、有機物的組成和水解產物的濃度，都可能影響水解的速度和程度。在酸化階段，上述小分子化合物在酸化細菌的細胞內轉化為更簡單的化合物，並分泌到細胞外。絕大多數發酵菌為嚴格厭氧菌，但通常約1%兼性厭氧菌存在於厭氧環境中，可保護嚴格厭氧菌免受氧損傷和抑制。這個階段的主要產物是揮發性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨氣、硫化氫等。產物的組成取決於厭氧降解的條件、底物的類型和酸化中涉及的微生物種群。結果表明，水解階段是大分子有機物降解的壹個必經過程。大分子有機物要想被微生物利用，必須先水解成小分子有機物，才能進入細菌細胞進壹步降解。酸化階段是加速有機物降解的過程，因為它將水解後的小分子有機物進壹步轉化為簡單的化合物，並分泌到細胞外。這就是為什麽在實際的工業廢水處理項目中，水解酸化經常被用作預處理單元。兩個普遍認可的功能:1，提高廢水的可生化性:可以將大分子有機物轉化為小分子。2.去除廢水中的COD:由於它是壹種異養微生物，必須從環境中吸收營養物質，所以必須將壹些有機物降解並合成到自己的細胞中。設計計算水解(酸化)池的設計計算為1，根據汙水在池內的水力停留時間可計算出有效池容V。水解(酸化)池中的水力停留時間取決於汙水中有機物的種類(水解速度)、進水中有機物的濃度和當地的平均溫度。2.根據汙水在池中的上升速度計算池的橫截面積。對於水解酸化反應器，為了維持其較高的處理效率，需要在池中保持足夠的活性汙泥，同時使進入反應器的廢水盡快與活性汙泥混合，以增加活性汙泥與進水有機物的接觸。上升速度需要保證汙泥不沈澱，同時活性汙泥不能流失，所以需要保持合適的上升速度。3.反應池配水系統的設計。水解酸化反應器良好運行的重要條件之壹是保證汙泥與廢水的充分接觸。為了均勻布水，克服死區，水解酸化池底部設計為多池布水區，反應器底部布水系統應盡可能均勻布水。水解酸化池的布水系統有多種形式，布水系統具有布水和水力攪拌功能。為了保證這兩個功能的實現，需要滿足以下原則。(1)，保證各個單位面積的湧水量基本壹致，防止短路；(2)、盡可能滿足水力攪拌的需要，保證進水有機物和汙泥的快速混合；(3)易於觀察進水管的堵塞情況，發生堵塞時易於清除。設計中很難控制的設計參數是水解酸化池的停留時間。由於廢水種類不同，所含有機物的水解速度不同，停留時間自然也會不同。這就需要總結項目的經驗數據，或者通過做實驗來確定。我沒有水解酸化工藝的實踐經驗。理論上我認為可以放大停留時間，保證水解時間，適當轉入後厭氧兩個階段。在本文的設計計算部分，水解(酸化)反應器在工程應用中的研究與展望摘自中山市環境科學研究所的論文。此外，還介紹了水解(酸化)反應器的類型及其在工程應用中的效果。其常規設計的兩個參數如下:1，停留時間:綜合情況考慮，壹般為2.5-4.5h。水解酸化設計圖紙2。池內上升速度:壹般控制在0.8-1.8 m/h為宜..水解酸化主要用於高有機物濃度和高ss的汙水處理工藝，是壹個重要的工藝。如果將後級接入UASB工藝，可以大大增加UASB的容積負荷，提高去除效率。當水中的有機物結構復雜時，水解酸化菌利用H2O離子化的H+和-OH打開有機物分子中的C-C，壹端加上H+另壹端加上-OH，可將長鏈水解成短鏈，支鏈水解成直鏈，環狀結構水解成直鏈或支鏈，從而提高汙水的可生化性。當水中SS較高時，水解細菌通過胞外粘膜將其捕獲，用外源酶水解成分子碎片後進入胞內代謝。代謝不完全可使SS變成溶解的有機物，出水變清。同時，水解細菌利用被水解和破壞的有機物的價鍵能量完成生命活動形式。但是COD並不壹定在外觀上有變化，這是根據妳在設計中選擇的參數和汙水中有機物的性質來決定的。長期的運行控制可以使菌種產生誘導酶定向處理有機物，這也是調試階段工藝控制好之後處理效果會逐漸提高的原因之壹。水解過程並不簡單。設計時要考慮汙水中有機物的性質，確定水解工藝設計、水解停留時間、攪拌方式、循環方式、汙泥回流方式、設計負荷、出水酸化程度、汙泥消化能力、後期配套工藝(UASB或接觸氧化)。有人提到水解後COD不減反增，可能是以下原因:壹是復雜有機物在COD檢測中無法顯示，但水解後可能顯示；另壹種可能是調試過程中，運行參數控制不準確，導致水解菌膠團增加，水分流失；另壹種可能是沒有考慮有機物的生物毒性濃度和系統的生物耐受能力，導致細菌中毒損失，損失的細菌膠束在出水檢測中表現為COD升高，這就需要在調試時加強生物相的觀察和記錄對比。該穩定水解酸化池抗沖擊負荷能力強。當進水COD為1000mg/l時，出水仍能保持在200mg/l，能起到很好的緩沖作用。水解酸化池具有水力停留時間短、建設成本低、運行成本低、動力消耗低、汙泥水解率高的優點，減少了脫水機的運行時間和能耗，因此水解酸化池的穩定性和經濟性遠優於其他預處理工藝。經過壹段時間的汙泥沈澱運行後，發現曝氣池前端的水解酸化池中出現汙泥沈澱，最嚴重的情況下甚至整個池都積滿了汙泥，還有部分死汙泥上浮。通過分析發現，主要原因是水解酸化池中潛水攪拌機功率過小，汙泥回流過大，池中介質密度過高，使潛水攪拌機無法卷起整個池中的泥水混合物，造成汙泥沈積。將水解酸化池汙泥回流流量降至10%以下，可基本解決汙泥沈積問題，但系統除磷效率和水解酸化功能明顯降低。最好的解決辦法是把潛水攪拌機換成大功率的潛水攪拌機。根據機理分析，壹般認為汙水進入水解酸化池後，充分氨化，水解池出水氨氮高於進水。根據某汙水處理廠的實際運行情況，水解酸化池的水力停留時間為4.4h，汙泥齡約為6d。水解酸化池中氨氮、凱氏氮和總氮的平均去除率分別為42.34%、40.1%和37.92%。具體原因如下:氨氮壹般通過同化作用和硝化反硝化作用去除，而同化作用壹般較少，通過計算去除率僅為10%左右，且不具備硝化反硝化的壹般條件，如溶解氧、水力停留時間等因素；因此，壹定存在另壹種形式的氨氮去除反應，厭氧氨氧化現象可能存在，但需要進壹步分析研究。操作說明壹般厭氧發酵過程可分為四個階段，即水解階段、酸化階段、酸腐階段和甲烷化階段。在水解酸化池中，反應過程分兩個階段控制:水解和酸化。在水解階段，組合填料可以將固體有機物降解為可溶性物質，將大分子有機物降解為小分子物質。在產酸階段，碳水化合物和其他有機物降解為有機酸，主要是乙酸、丁酸和丙酸。水解和酸化都比較快，壹般很難分開。這個階段的主要微生物是水解酸化細菌。
廢水經過水解酸化池後，可提高其可生化性，降低廢水的pH值，減少汙泥產量，為後續好氧生物處理創造有利條件。組合填料中水解酸化池的設計可以提高整個系統中有機物和懸浮物的去除效果，降低好氧系統的有機負荷，與單獨使用好氧系統相比，大大降低了整個系統的能耗。
提高水解酸化池處理效果的措施:
a、水解酸化池底部設有大阻力配水系統，水解酸化池底部的汙泥被二沈池回流汙泥攪拌，使其處於懸浮狀態，與來水充分混合，從而提高水解酸化池的處理效果，減輕後續好氧處理的負荷。二沈池中的汙泥回流至水解酸化池，可以提高水解酸化池中的汙泥濃度，提高處理效果，同時消化汙泥，減少剩余汙泥的排放，降低汙泥處理費用，從而降低運行成本。
b、在水解酸化池中安裝彈性填料，對攪拌後的廢水進行水力切割，使懸浮汙泥與水充分混合。為水解酸化菌的生長提供了有利條件。
c、水解酸化池底部還設有排泥管道系統，由UASB厭氧反應器排泥系統改進而來，可保證水解酸化池長期穩定運行。
為了保證設施的穩定運行，必須保證均勻進水！根據車間每天的汙水產量，分階段從調節池提升至水解酸化池。
汙泥回流應控制在總汙泥量1/3池容量。