一體化污水處理設(shè)備中水解酸化有什么作用

  一、什么是水解酸化工藝？

厭氧生物反應(yīng)包括水解、酸化和甲烷化三個大的階段，將反應(yīng)控制在水解和酸化兩個階段的反應(yīng)過程，可以將懸浮性有機(jī)物和大分子物質(zhì)（碳水化合物、脂肪和脂類等）通過微生物胞外酶水解成小分子，小分子有機(jī)物在酸化菌作用下轉(zhuǎn)化成揮發(fā)性脂肪酸的過程。在這一過程中同時可以將懸浮性固體水解為溶解性有機(jī)物、將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)。首先，水解反應(yīng)器中大量微生物將進(jìn)水中顆粒狀顆粒物質(zhì)和膠體物質(zhì)迅速截留和吸附， 這是一個物理過程的快速反應(yīng)。一般只要幾秒鐘到幾十秒即可完成。因此，反應(yīng)是迅速的。截留下來的物質(zhì)吸附在水解酸化污泥的表面，慢慢地被分解代謝，其在系統(tǒng)內(nèi)的污泥停留時間要大于水力停留時間。在大量水解酸化細(xì)菌的作用下，大分子、難于生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的小分子物質(zhì)后，重新釋放到液體中。在較高的水力負(fù)荷下隨水流出系統(tǒng)。由于水解和產(chǎn)酸菌世代期較短，往往以分鐘和小時計，因此，這一降解過程也是迅速的。在這一過程中溶解性 BOD、COD 的去除率雖然從表面上講只有 10%左右，但是由于顆粒狀有機(jī)物發(fā)生水解增加了系統(tǒng)中溶解性有機(jī)物的濃度，因此，溶解性BOD、COD 去除率遠(yuǎn)大于10%。但是由于酸化過程的控制不能嚴(yán)格劃分，在污泥中可能仍有少量甲烷菌的存在，可能產(chǎn)生少量的甲烷，但甲烷在水中的溶解度也相當(dāng)可觀，故以氣體形成釋放的甲烷量很少。可以看出，水解反應(yīng)器集沉淀、吸附、網(wǎng)捕和生物絮凝等物理化學(xué)過程，與水解、酸化和甲烷化過程等生物降解功能于一體。

二、水解酸化工藝的反應(yīng)器類型

水解酸化反應(yīng)器主要包括升流式水解反應(yīng)器、復(fù)合式水解反應(yīng)器及*混合式水解反應(yīng)器。此外，水解反應(yīng)器還可以包括采用其他厭氧反應(yīng)器型式實現(xiàn)水解酸化的反應(yīng)器，如厭氧折流板反應(yīng)器、厭氧接觸反應(yīng)器等。

1、升流式水解反應(yīng)器

升流式水解反應(yīng)器的示意圖見圖 1，水解酸化微生物與懸浮物形成污泥層，污水通過布水裝置自反應(yīng)器底部均勻上升至頂部出水堰排出過程中，污泥層可截留污水中懸浮物，并在水解酸化菌作用下降解有機(jī)物、提高污水可生化性等。

2、復(fù)合式水解反應(yīng)器

復(fù)合式水解反應(yīng)器內(nèi)既存在水解酸化污泥，又存在水解酸化生物膜， 形成水解酸化污泥和生物膜的復(fù)合體。反應(yīng)器上部為填料層，下部為污泥床，中間留出一定的空間以便懸浮狀態(tài)的絮狀污泥和顆粒污泥停留，增加了反應(yīng)器的生物量，延長了微生物與廢水的接觸時間。

3、*混合式水解反應(yīng)器

*混合式水解反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置攪拌裝置實現(xiàn)污水和污泥的*混合， 其后設(shè)置沉淀池并回流污泥以保證反應(yīng)器內(nèi)有較高的污泥濃度。

4、其他厭氧反應(yīng)器

此類反應(yīng)器主要利用已有厭氧反應(yīng)器型式實現(xiàn)水解酸化，如厭氧折流板反應(yīng)器、厭氧接觸反應(yīng)器等。此類反應(yīng)器設(shè)計可參考相應(yīng)的厭氧反應(yīng)器設(shè)計規(guī)范，本規(guī)范中不再重復(fù)規(guī)定。厭氧折流板反應(yīng)器（ABR）（見圖 4）的結(jié)構(gòu)特點是反應(yīng)器中設(shè)置折板形成數(shù)個升流式水解反應(yīng)器，廢水在反應(yīng)器內(nèi)沿折流板流動，提高了微生物與廢水的混合接觸作用。厭氧接觸反應(yīng)器的特點是水解酸化微生物固定在反應(yīng)器內(nèi)特設(shè)的載體上形成生物膜，微生物的世代期較長，耐沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)，此類反應(yīng)器的典型代表為厭氧濾池。

三、水解酸化工藝的應(yīng)用

水解酸化法用于污水處理預(yù)處理，水解反應(yīng)器可以替代初沉池，起到攔截懸浮物、降解有機(jī)物、提高污水可生化性等作用。原水中懸浮物濃度較高或可生化性差時，可將其作為預(yù)處理方式，以降低后續(xù)處理的負(fù)荷和難度，一般情況下需連接后續(xù)處理系統(tǒng)。水解酸化法一般用于原水中懸浮物濃度較高或可生化性差時，將其作為預(yù)處理工藝降低后續(xù)處理的負(fù)荷和難度。若進(jìn)水可生化性較好，且 COD 濃度大于 1500mg/L，水解酸化法反應(yīng)器內(nèi)易進(jìn)入?yún)捬醍a(chǎn)甲烷階段，影響工藝運行，應(yīng)選擇其他厭氧反應(yīng)器，據(jù)此規(guī)定水解反應(yīng)器進(jìn)水 COD 濃度宜小于 1500mg/L。對可生化性較差的污水，COD 濃度對水解反應(yīng)器影響不大，利用水解反應(yīng)器可提高污水可生化性。目前已知水解酸化法對城市污水、印染廢水、制藥廢水、造紙廢水、啤酒廢水、化工廢水和合成洗滌劑廢水等多類廢水很有效，而且懸浮物去除率高， 去除的懸浮物可以在水解反應(yīng)器中部分消化。

水解酸化工藝與單獨的厭氧或好氧工藝相比,具有以下特點:

1. 由于在厭氧階段可大幅度地去除廢水中懸浮物或有機(jī)物, 其后續(xù)好氧處理工藝的污泥量可得到有效地減少, 從而設(shè)備容積也可縮小。有報道, 在實踐中, 厭氧- 好氧工藝的總?cè)莘e不到單獨好氧工藝的一半;

2. 厭氧工藝的產(chǎn)泥量遠(yuǎn)低于好氧工藝(僅為好氧工藝的1/ 10～1/ 6) ,并已高度礦化,易于處理。同時其后續(xù)的好氧處理所產(chǎn)生的剩余污泥必要時可回流至厭氧段, 以增加厭氧段的污泥濃度同時減少污泥的處理量;

3. 厭氧工藝可對進(jìn)水負(fù)荷的變化起緩沖作用,從而為好氧處理創(chuàng)造較為穩(wěn)定的進(jìn)水條件;

4. 厭氧處理運行費用低, 且其對廢水中有機(jī)物的去除亦可節(jié)省好氧段的需氧量, 從而節(jié)省整體工藝的運行費用;

5. 重要的是當(dāng)將厭氧控制在水解酸化階段時, 可為好氧工藝提供優(yōu)良的進(jìn)水水質(zhì)(即提高廢水的可生化性) 條件,提高好氧處理的效能,同時可利用產(chǎn)酸菌種類多、生長快及對環(huán)境條件適應(yīng)性強(qiáng)的特點,以利于運行條件的控制和縮小處理設(shè)施的容積。