一體化污水處理設備中水解酸化有什么作用

一體化污水處理設備中水解酸化有什么作用

  一、什么是水解酸化工藝？

厭氧生物反應包括水解、酸化和甲烷化三個大的階段，將反應控制在水解和酸化兩個階段的反應過程，可以將懸浮性有機物和大分子物質（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，小分子有機物在酸化菌作用下轉化成揮發性脂肪酸的過程。在這一過程中同時可以將懸浮性固體水解為溶解性有機物、將難生物降解的大分子物質轉化為易生物降解的小分子物質。首先，水解反應器中大量微生物將進水中顆粒狀顆粒物質和膠體物質迅速截留和吸附， 這是一個物理過程的快速反應。一般只要幾秒鐘到幾十秒即可完成。因此，反應是迅速的。截留下來的物質吸附在水解酸化污泥的表面，慢慢地被分解代謝，其在系統內的污泥停留時間要大于水力停留時間。在大量水解酸化細菌的作用下，大分子、難于生物降解物質轉化為易于生物降解的小分子物質后，重新釋放到液體中。在較高的水力負荷下隨水流出系統。由于水解和產酸菌世代期較短，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物發生水解增加了系統中溶解性有機物的濃度，因此，溶解性BOD、COD 去除率遠大于10%。但是由于酸化過程的控制不能嚴格劃分，在污泥中可能仍有少量甲烷菌的存在，可能產生少量的甲烷，但甲烷在水中的溶解度也相當可觀，故以氣體形成釋放的甲烷量很少。可以看出，水解反應器集沉淀、吸附、網捕和生物絮凝等物理化學過程，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器類型

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

1、升流式水解反應器

升流式水解反應器的示意圖見圖 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物、提高污水可生化性等。

2、復合式水解反應器

復合式水解反應器內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合體。反應器上部為填料層，下部為污泥床，中間留出一定的空間以便懸浮狀態的絮狀污泥和顆粒污泥停留，增加了反應器的生物量，延長了微生物與廢水的接觸時間。

3、*混合式水解反應器

*混合式水解反應器內設置攪拌裝置實現污水和污泥的*混合， 其后設置沉淀池并回流污泥以保證反應器內有較高的污泥濃度。

4、其他厭氧反應器

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

三、水解酸化工藝的應用

水解酸化法用于污水處理預處理，水解反應器可以替代初沉池，起到攔截懸浮物、降解有機物、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，可將其作為預處理方式，以降低后續處理的負荷和難度，一般情況下需連接后續處理系統。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，將其作為預處理工藝降低后續處理的負荷和難度。若進水可生化性較好，且 COD 濃度大于 1500mg/L，水解酸化法反應器內易進入厭氧產甲烷階段，影響工藝運行，應選擇其他厭氧反應器，據此規定水解反應器進水 COD 濃度宜小于 1500mg/L。對可生化性較差的污水，COD 濃度對水解反應器影響不大，利用水解反應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物, 其后續好氧處理工藝的污泥量可得到有效地減少, 從而設備容積也可縮小。有報道, 在實踐中, 厭氧- 好氧工藝的總容積不到單獨好氧工藝的一半;

2. 厭氧工藝的產泥量遠低于好氧工藝(僅為好氧工藝的1/ 10～1/ 6) ,并已高度礦化,易于處理。同時其后續的好氧處理所產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. 厭氧工藝可對進水負荷的變化起緩沖作用,從而為好氧處理創造較為穩定的進水條件;

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

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