污水处理技术工艺

污水处理知识之水解酸化池及其与厌氧池之间的差别

发布日期:2019-01-31 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

水解(酸化)原则上是厌氧消化过程的第一和第二阶段,但水解(酸化)过程和厌氧消化的目的不同,是一种完全不同的处理方法。水解(酸化)系统的主要目的是将原水中不溶性有机物转化为溶解性有机物,特别是工业废水的处理。

水解是一类化合物与水之间的化学反应。例如,酯水解形成醇和有机酸之间的反应。在废水的生物处理中,水解是指有机物(基质)在进入细胞之前,在细胞外进行的生化反应。这一阶段最典型的特点是生物反应的部位发生在细胞外。微生物通过释放细胞外游离酶或附着在细胞外壁上的固定化酶来进行生物催化氧化(包括大分子链断裂和水溶性)。研究表明,许多天然物质(如蛋白质、糖、脂肪等)可在好氧、缺氧或厌氧条件下顺利水解。

酸化是典型的发酵过程。这一阶段的基本特征是微生物的代谢产物主要是有机酸(如乙酸、丙酸等)。水解细菌实际上是一种具有水解能力的发酵细菌。水解是一个消耗能源的过程。水解的目的是获得发酵所需的可发酵水基质,并通过细胞内生化反应获得能量。同时排除代谢产物(各种有机酸主要用于厌氧条件下)。希望在实际工程中尽量减少酸的生产过程。由于酸化大大降低了pH值,不利于水解。

水解(酸化)和厌氧消化之间的差异

水解(酸化)主要是将难降解的可生物降解物质转化为可生物降解物质,提高废水的可生物降解性,以便于后续的好氧生物处理。考虑到后续好氧处理的能耗,水解(酸化)主要用于低浓度难降解废水的预处理。

在混合厌氧消化系统中,水解酸化是混合厌氧消化过程中甲烷化阶段的一种底物,与整个消化过程处于同一反应器内。两相厌氧消化的产酸阶段(产酸阶段)是将混合厌氧消化中的酸化段和产甲烷阶段分离出来,形成各自的最佳环境,同时也要求产酸的形式(主要是乙酸)。此外,当废水中含有高浓度的硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸池和亚硫酸盐时,这些物质及其转化产物不仅对甲烷幼苗有毒,而且影响甲烷的质量,并在产酸阶段被去除。

因此,虽然水解(酸化-好氧)过程中的水解(酸化)、两相厌氧发酵过程中的产酸阶段和混合厌氧消化过程中的产酸过程产生有机酸,但这三种处理的目的是不同的。他们的经营环境和条件有明显的差异,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,由于水解的酸化微生物和产甲烷微生物都在同一反应器中,整个反应器的氧化还原电位Eh必须首先满足严格Eh的甲烷细菌,通常为1。因此,低于300mV。系统中的水解(酸化)微生物也在该潜在价值下起作用。在两相厌氧消化系统中,产酸相的氧化还原电位通常控制在100mV和300mV之间。根据研究,好氧处理过程中的水解(酸化)是典型的兼性过程。只要Eh控制在+50 mv以下,该过程就可以顺利进行。

(2)pH值不同

在混合厌氧消化系统中,消化液的酸碱度控制在产甲烷菌的最佳酸碱度范围内,一般为6.8-7.2。在两相厌氧消化系统中,产酸相的pH值一般控制在6.O到6.5之间。当pH值降低时,虽然产酸速率增加,但有机酸的形态会发生变化,丙酸的相对含量会增加,丙酸在随后的产甲烷阶段会强烈抑制产甲烷菌。对于水解(酸化)好氧处理系统,由于后续处理是好氧氧化,没有丙酸抑制作用。因此,对pH值范围的控制也很宽,因此可以获得更高的水解(酸化)速率,并且一般的pH值保持在5.5和6.5之间。

(3)温度不同

混合厌氧消化系统和两相厌氧消化系统的温度严格控制,无论是中温消化(30℃)还是高温消化(50℃55℃)。然而,水解(酸化)好氧处理过程中的水解(酸化)对工作温度没有特殊要求,在常温运行时也能获得满意的水解(酸化)效果。

影响水解(酸化)工艺的主要因素

(1)基材的类型和形态

基质的类型和形态对水解(酸化)速率有重要影响。在相同的操作条件下,多糖、蛋白质和脂肪的水解率依次降低。分子量越大,水解越困难,水解速率越低。例如,在碳水化合物的情况下,二聚体比三聚体更容易水解;寡糖比寡糖更容易水解。在分子结构上,直链比支链更容易水解,支链比环链更容易水解,单环化合物比杂环或多环化合物更容易水解。

(2)水解液的pH值

水解液的pH值主要影响水解速率、水解产物(酸化)以及污泥的形态和结构。大量研究表明,水解(酸化)微生物对pH值的变化具有较强的适应性,在3.5~10.0的pH范围内,水解过程可以顺利进行,但最适pH值为5.5~6.5。当pH向酸性或碱性方向移动时,水解速率下降。水解液的pH值也影响水解液的种类和含量。

(3)水力停留时间

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

(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生物反应规律,即在一定范围内,温度越高,水解反应速率越大。然而,研究表明,当温度在10到20℃之间变化时,水解反应速率变化不大,这表明水解微生物对低温变化具有更强的适应性。

(5)粒径

粒径是影响颗粒有机物水解(酸化)速率的重要因素。粒径越大,单位重量有机物比表面积越小,水解速率越小。由于颗粒有机物的粒径对水解效率有很大的影响,一些研究人员建议,高浓度颗粒有机物的废水或污泥在进入水解反应器之前,可以通过泵或研磨机进行粉碎,以减小污染物的粒径,从而加快水解速度。提高水解反应。

水解酸化池的作用

(1)可用于反硝化。

(2)提高生化性能,改善好氧生化效果。

(3)生活污水中含有越来越多的化学合成材料(表面活性剂等),水解和酸化有利于该物质的降解。

污水处理知识之水解酸化池及其与厌氧池之间的差别

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