污水处理技术工艺

水解酸化池和厌氧池之间有何差别?影响水解(酸化)过程的主要因素

发布日期:2019-04-01 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

01水解(酸化)概念

水解是化合物和水之间一类反应的化学术语。例如酯与醇和有机酸的反应。在废水生物处理中,水解是指在有机物质(基质)进入细胞之前在细胞外发生的生化反应。该阶段的最典型特征是生物反应的位点发生在细胞外。微生物通过释放附着于细胞外壁上的细胞外游离酶或固定化酶(主要包括大分子的断裂链和水溶性)来进行生物催化氧化。研究表明,许多天然物质(如蛋白质、糖、脂肪等)。)可以在好氧、缺氧或无氧条件下平稳地水解。

酸化是一种典型的发酵过程。该阶段的基本标志是微生物的代谢物主要是各种有机酸(如乙酸,丙酸,低级酸等)。水解细菌实际上是具有水解能力的发酵细菌。水解是能量消耗的过程。发酵细菌为水解付出能量。获得能够发酵并通过细胞内生化反应获得能量的水性基质。同时,排除代谢物(主要是在厌氧条件下的各种有机酸)。在实际工程中,希望将酸生产过程保持在最低限度。由于酸化导致pH下降太多,因此不利于水解的进行。

水解(酸化)与厌氧消化的区别

原则上,水解(酸化)是厌氧消化过程的第一和第二阶段,但水解(酸化)过程与厌氧消化所追求的目标不同,因此是一种完全不同的处理方法。水解(酸化)系统的目的主要是将原水中的非可溶性有机物转化为可溶性有机物,特别是工业废水处理,主要是将难生物降解物质转化为生物降解物质,提高废水的生化性能。用于随后的有氧生物处理。水解(酸化)主要用于低浓度难处理废水的预处理,考虑了后续有氧处理的能耗。在混合厌氧消化系统中,水解酸化与整个消化过程有机地联系在一起,并在反应器中共享。水解酸化的目的是为混合厌氧消化过程的甲烷烷基化阶段提供底物。两相厌氧消化中的产酸段(产酸阶段)将混合厌氧消化中的产酸段段和分离,形成自己的最佳环境。同时,也需要与所生产的酸相对所产生的酸的形式(主要是乙酸)。此外,当废水中含有高浓度的硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盆地、亚硫酸盐时,这些物质及其转化产物不仅对甲烷幼苗有毒,而且还会影响沼气的质量,并且在产酸阶段也会被移除。

因此,虽然水解(酸化)-好氧处理工艺中的水解(酸化)阶段、两相厌氧发酵工艺中的产酸阶段和混合厌氧消化工艺中的产酸工艺均产生有机酸,但三种工艺的处理目的不同,其运行环境和条件也有明显差异,主要表现在以下几个方面:

(1)Eh不同

在混合厌氧消化系统中,由于水解的完成,酸化微生物和产甲烷微生物在同一反应器内共存,整个反应器氧化还原电位Eh的控制必须首先满足Eh所需的严格的甲烷菌,一般在300 mV以下。该系统中的水解(酸化)微生物也在这个潜在值下工作。在两相厌氧消化系统中,产酸阶段的氧化还原电位一般控制在100~300 mV之间。水解(酸化)-好氧处理过程中的水解(酸化)阶段是典型的兼性过程,只要设定Eh控制在50 mv以下,就能顺利进行。

(2)pH值不同

在混合厌氧消化系统中,消化液的pH值控制在甲烷细菌的最佳pH范围内,通常为6.8-7.2。在两相厌氧消化系统中,产酸阶段的pH通常控制在6.在o和6.5之间,当pH降低时,尽管产酸速率增加,形成的有机酸的形式将改变,丙酸的相对含量会增加,丙酸会在随后的甲烷相中产生甲烷。细菌产生强烈的抑制作用。对于水解(酸化) - 厌氧处理系统,由于后续处理是有氧氧化,因此不存在抑制丙酸的问题,因此控制的pH范围也很宽,从而可以获得更高的水解(酸化)率。 。一般pH值保持在5.5至6.5之间。

(3)温度不同

三种工艺的温度控制也不同。一般情况下,混合厌氧消化系统和两相厌氧消化系统的温度严格控制在中温(30-35oC)或高温(50-55oC)。水解(酸化)好氧处理工艺中的水解(酸化)段对工作温度没有特殊要求。它通常在室温下工作,可以获得令人满意的水解(酸化)效果。

03影响水解(酸化)过程的主要因素

(1)矩阵的类型和形式

基质的类型和形式对水解(酸化)过程的速率有重要影响。在多糖、蛋白质和脂肪的情况下,水解速率在相同的操作条件下顺序降低。类似有机物的分子量越大,水解越困难,水解速率越小。例如,在糖的情况下,二聚体比三糖类更容易水解;寡糖比寡糖更容易水解。就分子结构而言,直链比支链更易水解,支链比环更容易水解,单环化合物比杂环或多环化合物更易水解。

(2)水解液的pH值

水解产物的pH主要影响水解速率,水解产物(酸化)和污泥的形态和结构。大量研究表明,水解(酸化)微生物对pH变化具有很强的适应性,水解过程可在3.5-10.0的pH范围内顺利进行,但最佳pH值为5.5- 6。 5.当pH在酸性或碱性方向上移动时,水解速率将降低。水解产物的pH也影响水解产物的类型和量。

(3)水力停留时间

水力停留时间是水解反应器运行控制的重要参数之一。它对反应器的影响随反应器的功能而变化。水力停留时间越长,水解物与水解微生物的接触时间越长,水解效率越高。通常3-4小时。

(4)温度

水解反应是典型的生物逆转,因此温度变化对水解反应的影响符合一般的生物反应规律,即温度越高,水解反应的速率越大。然而,研究表明当温度在10120oc和1020oc之间变化时,水解反应速率变化不大,表明水解微生物对低温变化的适应能力较强。

(5)粒径

粒度是影响颗粒有机物水解(酸化)速率的重要因素之一。粒径越大,有机物单位重量比表面积越小,水解速率越小。由于颗粒有机物的粒径大小对水解效率有很大的影响,一些研究人员提出,在进入水解反应器之前,高浓度颗粒有机物的废水或污泥可以用泵或研磨机破碎。为了减小污染物的粒径,从而加速水解反应。

04水解酸化池的作用

(1)可用于反硝化反硝化。

(2)可以提高生化性能,改善后续的好氧生化效应。

(3)目前,生活污水中的化学合成材料(表面活性剂)越来越多。水解酸化有利于此类材料的降解。

水解酸化池和厌氧池之间有何差别?影响水解(酸化)过程的主要因素

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