水解酸化池的工作原理和特點簡述
目前污水處理中所使用的提高廢水可生化性的方法有水解酸化法和催化氧化——Fenton試劑等方法。由于Fenton試劑法使用大量的藥劑，會使運行成本大大提高因此，水解酸化法相對經(jīng)濟優(yōu)選。
厭氧生物處理法是一個較為復(fù)雜的生物化學(xué)過程，生物厭氧處理主要依靠水解產(chǎn)酸細菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌和產(chǎn)甲烷細菌的共同作用的結(jié)果，因此可將其大致分為水解酸化、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷等3個連續(xù)的階段。見下圖：
第1階段為水解酸化階段，它主要由一些兼性厭氧菌，如梭狀芽孢桿菌、厭氧消化球菌、大腸桿菌等先將大分子、難溶解的有機物分解成小分子、易溶解有機物，然后再滲入細胞體內(nèi)分解成易揮發(fā)的有機酸、醇、醛等，如甲酸、乙酸、低級醇等。
含氮有機物分解產(chǎn)生的NH3，除了提供合成細胞物質(zhì)的氮源之外，還要在水中部分電解，生成碳酸氫銨，具有緩沖廢水pH值的作用。
第2階段為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌的作用下。第1階段產(chǎn)生的各種有機酸被分解轉(zhuǎn)化為乙酸和氫氣，在降解有機酸時還產(chǎn)生二氧化碳。
第3階段為產(chǎn)甲烷階段，在完全無氧的條件下，甲烷菌將低分子的有機酸或低級醇進一步分解轉(zhuǎn)化為甲烷。
水解酸化即將厭氧工藝控制在水解酸化階段的厭氧水解，水解酸化工藝是不完全厭氧法的生化反應(yīng)，水解酸化菌為優(yōu)勢菌種，考慮到產(chǎn)甲烷菌與水解酸化菌生產(chǎn)速度不同，在反應(yīng)構(gòu)筑物中利用水流動的淘洗作用造成甲烷菌難于繁殖。應(yīng)盡量降低廢水中的溶解氧，使水解酸化細菌更適于繁殖。
水解酸化處理技術(shù)是針對長鏈高分子聚合物及含雜環(huán)類有機物處理的一種污水處理工藝。水解酸化菌可將長鏈高分子聚合物水解酸化為可生化性更強的有機小分子醇或酸，也可以將部分不可生化或生化性較弱的雜環(huán)類有機物破環(huán)降解成可生化的有機分子；提高污水中有機污染物BOD5/CODCr值， 從而改善整個污水的生化性 。
水解酸化的優(yōu)點為：
A、正常條件下，經(jīng)過2-4天的生化反應(yīng)，所用時間短，無需大容積的消化池，能脫除廢水COD的15-25%。COD降低了，也減少了對氧的需求，降低供氧負荷，同時減少了由于綜合N、P營養(yǎng)物缺乏而在廢水中投加營養(yǎng)物質(zhì)的量。
B、使不溶性的有機物水解為溶解性的有機物，將難生化的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的小分子物質(zhì)，如醋酸甲酯在水解酸化菌酶的作用下，分解成醋酸與甲醇
BOD/COD小于0.3的原廢水經(jīng)厭氧處理后其BOD/COD值提高到0.4~0.5，從而提高了廢水的可生化性。
水解酸化池有池體和布水系統(tǒng)組成。生物的厭氧發(fā)酵分為四個階段，水解階段、酸化階段、酸性衰退階段及甲烷化階段，固體物質(zhì)降解為溶解性物質(zhì)，大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)。水解酸化池是把反應(yīng)控制在第二階段完成之前，故水力停留時間短，效率高，同時提高了污水的可生化性。水解酸化池作為生物接觸氧化的過渡單元，水解酸化池啟動后，污水由布水系統(tǒng)進入池體，由池底向上流動，經(jīng)細菌形成的污泥層和填料層時，污泥層對懸浮物、有機物進行吸附、網(wǎng)捕、生物學(xué)絮凝、生物降解作用，使污水在降解COD的同時也得以澄清。填料層的設(shè)置為提高水解酸化池污泥層的穩(wěn)定性及微生物量起到積極作用。水解酸化工藝主要用來使難以降解、大分子有機物開環(huán)斷鏈，變?yōu)橐子谏锝到獾男》肿游镔|(zhì)，對改善廢水的可生化性具有重要意義。在水解池中，發(fā)酵細菌將污水中復(fù)雜有機物（包括多糖、脂肪、蛋白質(zhì)等）水解為有機酸、醇類。在酸化階段產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸細菌將發(fā)酵產(chǎn)物有機酸和醇類代謝為乙酸和氫，使大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)，使難生化的固體物降解為易生化的可溶性物質(zhì)，提高了廢水的可生化性。
水解酸化池在兼氧的條件下將難生物降解的高分子有機物斷鏈水解成小分子、易降解有機物。本水解酸化池與理論上的厭氧反應(yīng)器具有根本上的區(qū)別，厭氧反應(yīng)器有酸化和產(chǎn)甲烷反應(yīng)，本水解酸化池只控制到酸化水解階段。水解酸化池內(nèi)溶解氧控制在0.2g/L以上。
附：水解酸化池計算公式：
V=(COD×B/C×T×Q)/q
V——水解池容積；T——時間；Q——廢水平均流量；
q——有機負荷；CODcr——廢水中有機物濃度；
其中主要設(shè)計參數(shù)為：有機負荷（2.0-4.0kgCODcr/m3.d）。
例如：水解酸化池設(shè)計采用鋼筋砼連體結(jié)構(gòu)有效容積12000m3，水力停留時間96h，平面尺寸80.0×30.0×6.0m，有效水深5.5m。有機負荷：4.15kgCODCr/m3.d。
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