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遇水還清 潔善自然
| 全麵解析水解酸化原理 |
| 水解酸化反應機理 水解在化學上指的是化合物與水進行的一類反應的總稱。在廢水處理中，水解指的是有機底物進入細胞之前，在胞外進行的生物化學反應。水解是複雜的非溶解性的聚合物被轉化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。高分子有機物因相對分子量巨大，不能透過細胞膜，因此不可能為細菌直接利用。他們首先在細菌胞外酶的水解作用下轉變為小分子物質。這一階段最為典型的特征是生物反應的場所發生在細胞外，微生物通過釋放胞外自由酶或連接在細胞外壁上的固定酶完成生物催化氧化反應（主要包括大分子物質的斷鏈和水溶）。 酸化則是一類典型的發酵過程，即產酸發酵過程。酸化是有機底物即作為電子受體也是電子供體的生物降解過程。在酸化過程中溶解性有機物被轉化以揮發酸為主的末端產物。 在厭氧條件下的混合微生物係統中，即使嚴格地控製條件，水解和酸化也無法截然分開，這是因為水解菌實際上是一種具有水解能力的發酵細菌，水解是耗能過程，發酵細菌付出能量進行水解是為了取得能進行發酵的水溶性底物，並通過胞內的生化反應取得能源，同時排出代謝產物(厭氧條件下主要為各種有機酸)。如果廢水中同時存在不溶性和溶解性有機物時，水解和酸化更是不可分割地同時進行。如果酸化使pH值下降太多時，則不利於水解的進行。 厭氧發酵產生沼氣過程可分為水解階段、酸化階段、乙酸化階段和甲烷階段等四個階段。水解酸化工藝就是將厭氧處理控製在反應時間較短的第一和第二階段，即將不溶性有機物水解為可溶性有機物，將難生物降解的大分子物質轉化為易生物降解的小分子有機物質的過程。 1.2水解酸化的影響因素 a)基質的種類和顆粒粒徑 基質不同，其水解難易亦不同。基質的種類對水解酸化過程的速率有重要影響。如脂肪、蛋白質、多糖在其他條件相同的條件下，水解速率逐漸增大；對同類型有機物來說，分子量大的要比分子量小的更難水解；從分子結構來說，水解難易程度為直鏈結構＞支鏈結構＞環狀結構，且單環化合物易於雜環化合物。汙染物的顆粒的大小對水解速率的影響也很大。顆粒粒徑越大，單位重量的比表麵積就小，越難於水解。因此，對於顆粒大有機汙染物濃度較高的廢水或汙泥，先破碎後再進入水解池，加速水解（酸化）速率。 b)容積負荷 容積負荷是水解過程的重要工藝參數之一，它反映了進水濃度與停留時間對厭氧過程的綜合影響。對於水解反應器，容積負荷設計取值較低，提高水力停留時間，使汙染物質與水解微生物接觸時間加長，溶解出COD 濃度變高，水解也越完全。對於對於城市汙水，水解反應可在很短時間內完成，容積負荷可取相對較高值；而對於工業廢水比例較大的的汙水，容積負荷需根據廢水性質進行設計。 c)配水係統 水解池良好運行的重要條件之一是保障汙泥和廢水之間的充分接觸，因此係統底部的布水係統應該盡可能地均勻。水解反應器的配水係統是一個關鍵的設計係統，為了使反應器底部進水均勻，有必要采用將進水均勻分配到多個進水點的分配裝置。 d)上升流速 為確保水解反應器中泥水的充分接觸及出水水質，水解池的上升流速應控製在一定的範圍內。當上升流速偏低時，大量的較密實的活性汙泥沉積在水解池的底部，在汙水上升的過程中，泥水不能充分接觸反應，從而導致了去除效果較差。當上升流速偏高時，會造成水解池的活性汙泥大量流失。出水帶泥，一方麵對後續好氧生化處理的微生物造成毒性，另一方麵無法保證水解池的去除效果。 1.3水解酸化工藝優點 水解酸化階段主要利用的是發酵細菌，這類細菌的種類繁多，代謝能力強，繁殖速度快，對外界環境適應能力強等特點。 水解酸化工藝與好氧工藝聯用與單獨的好氧工藝相比，具有以下優點： 1、水解酸化工藝運行費用低，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； 2、水解酸化工藝使汙水中的有機物不但在數量上發生了很大變化，而且在理化性質上發生了更大變化，使汙水更適宜後繼的好氧處理，提高好氧處理的效能； 3、水解酸化工藝的產泥量遠低於好氧工藝，並已高度礦化，易於處理； 4、水解酸化工藝可對進水負荷的變化起到緩衝作用，從而為好氧處理創造較為穩定的進水條件； 采用水解池較之全過程的厭氧池（消化池）具有以下的優點： 1、水解、產酸階段的產物主要為小分子有機物，可生物降解性一般較好。故水解池可以改變原汙水的可生化性，從而減少反應的時間和處理的能耗。 2、對固體有機物的降解可減少汙泥量，其功能與消化池一樣。工藝僅產生很少的難厭氧降解的生物活性汙泥，故實現汙水、汙泥一次性處理，不需要經常加熱的中溫消化池。 3、不需要密閉的池，不需要攪拌器，不需要水、氣、固三相分離器，降低了造價和便於維護。由於這些特點，可以設計出適應大、中、小型汙水處理廠所需的構築物。 4、反應控製在第二階段完成之前，出水無厭氧發酵的不良氣味，改善處理廠的環境。 5、第一、第二階段反應迅速，故水解池體積小，與初次沉澱池相當，節省基建投資。 |
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