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水解酸化池
一、概述:
水解酸化是將廢水中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)的過(guò)程,它是一種介于好氧和厭氧處理法之間的方法,水解酸化主要用于有機(jī)物濃度較高、SS較高的污水處理工藝,是一個(gè)比較重要的污水預(yù)處理工藝。如果后級(jí)接入U(xiǎn)ASB工藝,可以大大提高UASB的容積負(fù)荷,水解是指有機(jī)物進(jìn)入微生物細(xì)胞前、在胞外進(jìn)行的生物化學(xué)反應(yīng)。微生物通過(guò)釋放胞外自由酶或連接在細(xì)胞外壁上的固定酶來(lái)完成生物催化反應(yīng)。酸化是一類典型的發(fā)酵過(guò)程,微生物的代謝產(chǎn)物主要是各種有機(jī)酸。從機(jī)理上講,水解和酸化是厭氧消化過(guò)程的兩個(gè)階段,但不同的工藝水解酸化的處理目的不同,水解酸化-好氧生物處理工藝中水解目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑杂袡C(jī)物,特別是工業(yè)廢水,主要是提高廢水的可生化性,以利于后續(xù)的生化處理。
二、功能原理與處理過(guò)程:
第一階段 水解酸化階段復(fù)雜的大分子、不溶性有機(jī)物先在細(xì)胞外酶的作用下水解為小分子、溶解性有機(jī)物,然后滲入細(xì)胞體內(nèi),分解產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)酸、醇類、醛類等。這個(gè)階段主要產(chǎn)生較高級(jí)脂肪酸。
第二階段 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌的作用下,第一階段產(chǎn)生的各種有機(jī)酸被分解轉(zhuǎn)化成乙酸和H2,在降解奇數(shù)碳素有機(jī)酸時(shí)還形成CO2。
第三階段 產(chǎn)甲烷階段產(chǎn)甲烷細(xì)菌將乙酸、乙酸鹽、CO2和H2等轉(zhuǎn)化為甲烷。此過(guò)程由兩組生理上不同的產(chǎn)甲烷菌完成,一組把氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷,另一組從乙酸或乙酸鹽脫控產(chǎn)生甲烷,前者約占總量的1/3,后者約占2/3。
三、水解酸化池的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu):
水解酸化池水解酸化池一般可采用矩形或圓形結(jié)構(gòu)。在建造單個(gè)反應(yīng)池時(shí),在同樣的面積下圓形結(jié)構(gòu)反應(yīng)器其周長(zhǎng)比矩形的少12%,當(dāng)建立兩個(gè)或兩個(gè)以上反應(yīng)器時(shí),矩形反應(yīng)器可以采用公用壁。水解酸化池工藝屬于升流式厭氧污泥床反應(yīng)器技術(shù)范疇。池內(nèi)分污泥床和清水層兩個(gè)區(qū),污泥床較厚,類似于過(guò)濾層,從而將進(jìn)水中的顆粒物質(zhì)與膠體物質(zhì)迅速截留和吸附,待處理污水以及濾池反沖洗時(shí)脫落的剩余微生物膜由反應(yīng)器底部進(jìn)入池內(nèi),并通過(guò)帶反射板的布水器與污泥床快速而均勻地混合。水解酸化池依據(jù)水力停留時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),其體積可根據(jù)停留時(shí)間計(jì)算。
四、水解酸化池的特征:
1、反應(yīng)器的高度(深度)一般是在4~6m之間。
2、如將反應(yīng)器全部設(shè)在地下,池頂覆土用于種植草坪,將起到環(huán)境綠化和冬季保溫的作用。
3、水力停留時(shí)間對(duì)NH3-N去除效果的影響。延長(zhǎng)水解酸化池水力停留時(shí)間后,其NH3-N去除效果略有降低,分析原因可能是水力停留時(shí)間增加,異養(yǎng)厭氧微生物數(shù)量增多,對(duì)可能存在的厭氧氨氧化菌形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,導(dǎo)致厭氧氨氧化菌活性降低,去除氨氮效果下降。
4、水解酸化池有兩種類型;一種是設(shè)置潛水?dāng)嚢铏C(jī),使泥水充分混合,避免污泥沉淀。另一種是形成污泥層,但配水是否均勻是影響處理效果的重要因素,因此對(duì)前端閥門進(jìn)行控制,減少其進(jìn)水,增大中部末端的水量,使其均勻布水,將會(huì)明顯提高處理效果。
5、在水解酸化池內(nèi)安裝彈性填料,對(duì)攪動(dòng)的廢水進(jìn)行水力切割,使懸浮狀態(tài)的污泥與水充分混合。為水解酸化菌的生長(zhǎng)提供有利條件。
6、水解酸化池底部還裝有排泥管道系統(tǒng),是由UASB厭氧反應(yīng)器排泥系統(tǒng)改進(jìn)而成,可以保證水解酸化池長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行。
7、污泥濃度污泥濃度是水解酸化池的最重要的控制參數(shù)之一。水解池功能得以完成的重要條件之一是維持反應(yīng)器內(nèi)高濃度的厭氧微生物(污泥)。由于污泥受到兩個(gè)方向的作用,即其本身在重力場(chǎng)下的沉淀作用,及污水從下而上運(yùn)動(dòng)造成的污泥上升運(yùn)動(dòng),因此污泥與污水可充分接觸,達(dá)到良好的截留和水解酸化效果,目前污泥濃度控制在14g/l,污泥層厚度在3.7m—4.5m之間。一般建議污泥濃度控制在10-20g/l可達(dá)到良好效果。
8、泥位控制水解酸化池排泥方式采用高水力負(fù)荷排泥,通過(guò)排泥以控制污泥面高度,高水力負(fù)荷時(shí)排泥的優(yōu)點(diǎn)是易于控制污泥面高度,可采用泥位計(jì)控制排泥,這樣系統(tǒng)的穩(wěn)定性比較好;缺點(diǎn)是高負(fù)荷時(shí)污泥層膨脹率較大,污泥濃度低,后續(xù)污泥濃縮負(fù)荷大,而排泥量不夠,則會(huì)造成污泥溢出,對(duì)后續(xù)工藝產(chǎn)生不良影響。