水解酸化预处理工艺及应用
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水解-酸化预处理工艺的机理与实际应用摘要:本文介绍了水解-酸化工艺的基本原理,综述了水解-酸化作为难生物降解有机物废水预处理工艺的应用情况及处理效果;分析了影响难降解有机物水解-酸化处理效果的部分因素;阐述了用水解-酸化预处理的方法对处理难生化降解的有机废水是一种有效的手段.关键词:污水处理;难降解有机物;水解-酸化1前言难降解的有机化工污水处理,是环保高新产业技术中的一部分。
污水处理的本质是采用各种技术手段将污水中的污染物质分离出来,或将其转化为无害的物质,使之得到净化。
在污水中,存在着各种有机物和无机物,难降解有机物是指在一般生化处理过程中不能分解且对生化反应有抑制或毒害作用的有机物,如有机农药、多氯联苯等。
国内外处理难降解的有机物通常有两类方法,一类是采用吹脱、吸附、膜分离、氧化、焚烧、电化学处理等物理化学法;另一类是立足于生化法,通过预处理或生物处理的一些强化手段,提高生物对难降解有机物的分解能力。
近年来,国内外的环保科研人员研究了一种介于厌氧和好氧之间的水解-酸化工艺,作为难降解有机物的预处理工艺,它对提高后续生化处理的能力有显著效果。
2水解-酸化工艺机理2.1 水解-酸化工艺的基本原理水解-酸化工艺可以从有机物的厌氧分解过程的分析得出。
有机物的厌氧分解一般可以分解为三个阶段,第一阶段是由兼性细菌产生的水解酶类将大分子物质或不溶性物质水解成低分子可溶性的有机物,这一阶段主要是促使有机物增加溶解性。
第二阶段为产酸和脱氢阶段。
它把水解形成的溶性小分子由产酸菌氧化成为低分子的有机酸等,并合成新的细胞物质。
第三阶段是由产甲烷细菌把第二阶段的产物进一步氧化成甲烷、二氧化碳等,并合成新的细胞物质。
难降解的有机化合物通常都是一些大分子的有机化合物、纤维素等,这类污染物的降解首先要经过水解过程,而好氧微生物的水解能力很弱,致使有机物降解缓慢。
[1]厌氧生物处理恰恰利用了水解-酸化阶段,使一些难降解的物质得到降解。
水解酸化池工艺详解
水解酸化池是回用水处理工艺中的重要环节。
水解是大分子有机物降解的必经过程。
为了被微生物利用,大分子有机物必须先水解为小分子有机物,这样才能进入细菌细胞内进一步降解。
而酸化则是有机物降解的提速过程,将水解后的小分子有机物进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外。
因此,水解酸化池作为预处理单元,能够提高废水可生化性,将大分子有机物转化为小分子,并去除废水中的COD。
本岗位的水解酸化池采用下进上出的翻流运作型态,上升流速为0.765m/h,有效水深为6.5m。
设计进水流量为900m³/h,水力停留时间按8.5h,总有效容积为7600m³。
水解酸化池共
有4座,每座有9格,共36格。
每格水解酸化池设置有4个
梯形泥斗,在泥斗下部采用水平喷射布水方式,能够使布水均匀。
每格池顶部沿四周池壁设置集水槽,用于产水导流和排泥。
每格水解酸化池内除了一根布水管外,还设有一根排泥管和供气管,其采用负压气提排泥方式,可使泥排至水解酸化池出水槽,与水解酸化池出水一起流至接触氧化池。
水解酸化池内采用了立体弹性组合填料,填料高度为3m,上部1m为保护区,底部2.4m为布水区,每座池子组合填料
为972m³。
池内采用的立体弹性填料的丝条呈立体均匀排列辐
射状态,使气、水、生物膜得到充分混渗接触交换。
填料的作用是给微生物提供一个生长平台,微生物附着在填料上,增加了污水与微生物的接触面积,提高了水解酸化池的处理效率。
水解酸化预处理工艺在工业废水处理中的应用水解酸化预处理工艺在工业废水处理中的应用工业废水处理是保护环境的重要手段,有效处理工业废水对于实现清洁生产、节能减排具有重要意义。
水解酸化预处理工艺作为一种常用的废水处理方法,在工业废水处理中得到了广泛应用。
一、水解酸化预处理工艺的原理及过程水解酸化预处理工艺是指利用酸化菌对废水中有机废弃物进行水解,产生有机酸和气体。
该工艺的处理过程包括厌氧生物降解、水解过程和有机物转化等阶段。
首先,废水进入水解酸化预处理池,废水中的有机废弃物和微生物通过生物降解产生挥发性脂肪酸。
然后,挥发性脂肪酸进一步被水解为较低碳数的有机酸,如乙酸、丙酸等。
在水解酸化池中,废水中的有机物在微生物的作用下发生水解反应,产生大量的有机酸。
最后,产生的有机酸会参与到后续的生化处理过程中,进一步转化为可被细菌降解或沉淀的物质。
二、水解酸化预处理工艺的优势1. 降低废水COD水解酸化预处理工艺可以有效降低废水中的COD(化学需氧量)含量。
通过水解酸化工艺,废水中的有机废弃物得以分解,大分子有机化合物转化为小分子有机酸,降低了COD含量。
2. 减少化学药剂投加与传统的化学药剂处理工艺相比,水解酸化预处理工艺不需要额外投加药剂,降低了处理成本。
通过微生物的作用,有机废物得以有效分解,实现了对废水的高效处理。
3. 减小后续处理装置的负担水解酸化预处理工艺可以将有机废物转化为有机酸,这些有机酸对于进一步的生化处理起到了积极的作用。
由于有机酸易于被生物菌群降解,因此后续的生化处理过程中,可以减轻装置的负荷,提高处理效率。
4. 可利用产生的气体在水解酸化预处理过程中,产生的气体主要是二氧化碳和甲烷。
这些气体具有一定的价值,可以被抽出利用。
比如,甲烷可以作为能源进行利用,减少能源的浪费。
三、水解酸化预处理工艺在工业废水处理中的应用水解酸化预处理工艺在工业废水处理中应用广泛,特别适用于高浓度有机废水的处理。
以下是应用案例的简要介绍: 1. 化工行业废水处理化工行业废水中大量含有有机废物,COD浓度较高。
污水处理中的水解酸化技术在水资源日渐稀缺的今天,污水处理成为了环境保护的重要一环。
其中,水解酸化技术作为一种先进的处理方法,得到了广泛的应用和研究。
本文将对水解酸化技术在污水处理中的原理、优点和应用进行详细探讨,并分析其在实际工程中的运用前景。
一、水解酸化技术的原理水解酸化技术是一种通过微生物降解有机废水中的有机物质的方法,主要包括两个过程:水解和酸化。
首先,水解过程通过水解酶的作用将复杂的有机废水分子转化为较为简单的有机物质;随后,酸化过程将水解生成物进一步降解为短链脂肪酸等有机酸。
二、水解酸化技术的优点水解酸化技术具有以下几个优点:首先,该技术对于高浓度、高难度的有机废水具有良好的适应性。
由于水解酸化过程中,有机物质可以通过水解酶的作用逐步降解,因此对于复杂的有机废水具有较高的降解效率。
其次,水解酸化技术不需要外来电源和化学品的投入。
相对于一些传统的污水处理方法,水解酸化技术在能源消耗和化学物质使用方面更加节约和环保。
此外,水解酸化技术具有操作简单、维护方便的特点。
相对于其他一些复杂的废水处理技术,该技术无需专门的设备和复杂的操作,降低了运营成本和维护难度。
三、水解酸化技术的应用水解酸化技术在城市污水处理、工业废水处理以及农村生活污水处理等领域都有广泛的应用。
在城市污水处理中,水解酸化技术可以作为一道预处理工艺,能够有效去除有机废水中的难降解和耐水解性有机物质,提高后续处理工艺的稳定性和处理效果。
在工业废水处理中,水解酸化技术可以对一些工业废水中的重金属、氨氮等有害物质进行去除和转化,降低废水对环境的污染程度。
在农村生活污水处理中,水解酸化技术可以解决农村地区零星生活污水处理的难题,提高污水处理效率和水质的安全性。
四、水解酸化技术的前景水解酸化技术作为一种有效的废水处理方法,具有较高的发展前景。
首先,随着环境保护意识的增强和法律法规的不断完善,污水处理市场需求将继续增长。
水解酸化技术能够满足各类污水处理需求,其市场空间将进一步扩大。
水解酸化池工艺详解在回用水处理工艺中水解酸化池的作用是重要的一个环节。
水解——是大分子有机物降解的必经过程,大分子有机物想要被微生物所利用,必须先水解为小分子有机物,这样才能进入细菌细胞内进一步降解。
酸化——是有机物降解的提速过程,因为它将水解后的小分子有机物进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外。
这是回用水废水处理工艺中水解酸化作为预处理单元的原因。
水解酸化池的两个最基本作用是:一是提高废水可生化性,将大分子有机物转化为小分子;二是去除废水中的COD,部分有机物降解合成自身细胞。
本岗位的水解酸化池采用下进上出的翻流运作型态,上升流速取0.765 m/h,有效水深为6.5m。
设计进水流量为900m³/h,水力停留时间按8.5h,总有效容积为7600m3。
水解酸化池共4座,每座9格,共36格。
每格水解酸化池设置有4个梯形泥斗,在泥斗下部采用水平喷射布水方式能使布水均匀。
每格池顶部沿四周池壁设置集水槽,用于产水导流,以及排泥。
每格水解酸化池内除了一根布水管外,还设有一根排泥管和供气管,其采用负压气提排泥方式,可使泥排至水解酸化池出水槽,与水解酸化池出水一起流至接触氧化池。
水解酸化池内采用了立体弹性组合填料,填料高度3m,上部1m保护区,底部2.4m布水区,每座池子组合填料为972m³。
池内采用的立体弹性填料的丝条呈立体均匀排列辐射状态,使气、水、生物膜得到充分混渗接触交换,生物膜不仅能均匀地着床在每一根丝条上,保持良好的活性和空隙可变性,而且能在运行过程中获得愈来愈大的比表面积。
填料的作用事实上就是给微生物提供一个生长平台,微生物附着再填料上可增加污水与微生物的接触面积提高水解酸化池的处理效率。
简单的说填料就是细菌的附着床,就是增加生物量和提高微生物与废水接触面。
水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段,水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。
微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应;酸化是一类典型的发酵过程,微生物的代谢产物主要是各种有机酸。
水解酸化工艺解析水解酸化对高浓度有机废水的降解效果与机理高浓度有机废水的处理一直是环保领域的重要难题之一。
水解酸化工艺作为一种常用的废水处理方法,对于高浓度有机废水的降解具有显著的效果。
本文将对水解酸化工艺的工作原理、降解效果和机理进行详细解析。
水解酸化是一种生物化学处理技术,通过酸化和水解过程有效降解有机废水中的有机物质。
其处理过程主要包括废水进水、酸化、水解、沉淀和除磷等步骤。
首先,废水进入酸化池中,通过酸化作用使废水的pH值下降,为后续的水解过程创造合适的环境条件。
然后,在水解池中,废水中的有机物质在微生物作用下被分解为有机酸、氨和其他有机化合物。
这些产物可进一步被厌氧微生物降解为甲烷和二氧化碳。
最后,通过沉淀和除磷等步骤,使水中的残余污染物达到排放标准。
水解酸化工艺的降解效果主要受到废水的性质、温度、酸化程度、停留时间等因素的影响。
首先,废水的性质直接影响降解效果。
不同类型的有机废水在水解过程中会产生不同的中间产物,因此需要针对不同的废水性质进行调整和优化。
其次,废水处理的温度对于微生物的活性和酸化速率有着重要影响。
适宜的温度可增加废水处理的效率,但过高或过低的温度会抑制微生物的活性,导致降解效果降低。
此外,酸化程度和停留时间也是影响降解效果的重要因素,合理调整可以提高水解酸化工艺的效率。
水解酸化工艺的降解机理主要包括酸化作用和水解作用两个方面。
酸化作用是指在酸化池中,通过酸性菌群将废水中的碳源氧化成有机酸,使废水的pH值下降。
这种酸化作用除了降低废水的pH值外,还可以起到杀菌的作用,减少后续水解过程中微生物的竞争。
水解作用则是指在水解池中,废水中的有机酸在厌氧微生物的作用下,通过水解反应分解生成甲烷和二氧化碳。
这一反应是在无氧条件下进行的,产生的甲烷可以作为一种可再生能源利用。
总之,水解酸化工艺是一种有效处理高浓度有机废水的方法。
通过酸化和水解作用,有机废水中的有害物质可以被有效降解为无害的产物。
污水处理水解酸化工艺长期以来,在污水处理领域,好氧生物处理技术一直占据着重要的位置。
然而,近年来.随着越来越多人工合成的有机物和有毒有害化学物质的出现,污水处理尤其是工业污水的处理难度越来越大,传统的单纯依靠好氧生物处理技术已经无法满足需要。
而且好氧法的高运行费用及剩余污泥处理或处置问题也一直是个难题。
水解酸化处理技术由于其高效、低耗、投资省的特点,逐步成为人们关注的焦点。
顾名思义,水解酸化处理方法具有水解和酸化特点。
水解是指大分子有机物在被微生物利用前,在胞外降解为小分子有机物的生物化学反应。
酸化是有机物降解的提速过程,因为它将水解后的小分子有机物进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外。
污水处理过程中,通过水解酸化工艺中较高的污泥浓度和厌氧环境,实现污水中难生物降解有机物的分解和去除,可以降低处理成本,提高处理效率。
一、水解酸化工艺原理有机物的厌氧生物降解过程可分为四个阶段:一是水解阶段,微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化氧化反应,二是发酵(或酸化)阶段,酸化菌将上述小分子转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外,主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸等;三是产乙酸阶段,指上一阶段产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸及新的细胞物质;四是产甲烷阶段,指上一阶段产物被转化为甲烷、二氧化碳及新的细胞物质。
水解酸化工艺就是考虑到产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同,将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段,即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物,将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程,进而改善有机废水的可生化性,为后续处理奠定良好基。
二、水解酸化工艺特点水解酸化工艺有着突出的特点:①水解酸化阶段的产物主要为小分子有机物,可生物降解性较好,为好氧工艺提供优良的进水水质条件,提高好氧处理的效能,同时可利用产酸菌种类多、繁殖速度快及对环境条件适应性强的特点,简化控制运行条件和缩小设备体积,减少后续处理的反应时间和处理能耗;②厌氧工艺的产泥量远低于好氧工艺(仅为好氧工艺的1/10-1/6),并已高度矿化,易于处理。
剩余活性污泥水解工艺预处理厌氧消化作为一种重要的污泥资源化处理技术,目前被广泛应用。
但由于污泥细胞中大量有机质无法释放而被有效直接利用,造成剩余污泥厌氧消化速率及效率均较低的后果。
污泥中含有大量的菌体细胞,细胞壁具有一定的刚性结构,细胞破解和胞内有机质释放困难,使厌氧消化水解酸化作用水平较低。
因此,为加强其厌氧消化效果,通过一定预处理手段,强化菌体细胞的破壁效果,促使菌体胞内有机物质的释放,提高COD 的溶出率和剩余污泥的可生化性,最终达到强化剩余污泥厌氧消化效率的目标。
一、常用的微生物破壁方法1.物理法物理法包括:热处理法、超声波处理法、微波处理法和机械法等。
①热处理法,一种传统的细胞破壁处理技术,其原理为通过控制剩余污泥处理工艺中的温度,对剩余污泥中的生物细胞壁进行破坏与破解,达到胞内物溶出率提高的目的。
②超声波处理法,剩余污泥中存在许多微气泡,对其进行超声波处理,当超声波强度达到一定值时,微气泡随之发生剧烈的振动,并快速随机生成大小不一的小气泡。
当小气泡发生爆炸时,会造成时间极短的高强度压力脉冲并且会产生瞬间高温,使微生物细胞壁破解、内部微观结构发生变化,释放出大量胞内有机物进入液相。
③微波处理法,通过微波的热效应对有机质中的有机物中氢键进行破坏,从而达到破坏剩余污泥细胞壁,使细胞发生破解,胞内物质溶出水解的目的。
④机械法,通过机械运动产生高能的压力、摩擦力或剪切力等以破坏生物细胞结构、提高胞内有机物的释放率,从而达到减量化的目的。
2.化学法化学法是通过向剩余污泥中投加化学药剂,利用化学反应达到破坏剩余污泥中生物细胞结构、提高胞内物质溶出的目的。
该方法主要分为酸碱处理法与氧化法两大类。
3.生物预处理生物处理法:向剩余污泥中直接投加酶制剂或投加可以产生胞外酶的微生物制剂,通过酶的水解催化作用,使剩余污泥中有机物溶解,破坏复杂大分子有机物的结构,将高分子有机物转化为小分子物质或无机物,从而提高剩余污泥的生化降解性。
水解(酸化)工艺水解(酸化)工艺属于升流式厌氧污泥床反应器的改进型,适用于处理低浓度的城市污水,它的水力停留时间为3~4小时,能在常温下正常运行,不产生沼气,流程简化,并在基本不需要能耗的条件下对有机物进行降解,降低了造价和运行费用。
水解池内分污泥床区和清水层区,待处理污水以及滤池反冲洗时脱落的剩余微生物膜由反应器底部进入池内,并通过带反射板的布水器与污泥床快速而均匀地混合。
污泥床较厚,类似于过滤层,从而将进水中的颗粒物质与胶体物质迅速截留和吸附。
由于污泥床内含有高浓度的兼性微生物,在池内缺氧条件下,被截留下来的有机物质在大量水解—产酸菌的作用下,将不溶性有机物水解为溶解性物质,将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质(如有机酸类)。
经过水解后的污水的可生化性进一步提高,通过清水区排出池外进入后续好氧系统进一步处理。
由于上述原因以及水解酸化的污泥龄较长,所以在污水处理的同时,污泥得以稳定减容。
在水解酸化池中,主要以兼性微生物为主,另含有部分甲烷菌。
水解酸化池中COD的降低,主要是由于微生物的生长过程中吸收有机污染物作为营养物质,以及大分子物质降解为有机酸过程中产生二氧化碳,同时还包括硫酸盐的还原、氢气的产生及少量的甲烷化过程等。
总之,水解(酸化)工艺具有以下特点:1)在城市污水处理中,多功能的水解(酸化)池较功能专一的传统初沉池对各类有机物的去除效率高,节能降耗。
以多功能的水解池取代功能专一的初沉池,水解(酸化)池对各类有机物的去除率远远高于传统的初沉池,其COD、BOD、SS去除率分别达到25-30%、15-25%、65-70%,从数量上降低了对后续处理构筑物的负荷。
水解池用较短的时间和较低的能耗完成了部分有机污染物的净化过程,使该组合工艺较常规工艺节能20%~30%。
2)污泥相对稳定水解(酸化)—曝气生物滤池工艺较常规工艺污泥量减少了15~30%,整个工艺的剩余污泥最终从水解酸化池排出。
污水处理工艺的前段处理-水解酸化在众多的污水处理工艺之中的水解酸化工序一直担负着预处理这一重要环节中的一员。
水解酸化池在各个污水处理工艺中一直扮演着重要的角色。
水解是指污水中的大分子有机物降解过程,在这一过程中大分子有机物想要被微生物使用,就必须先经历水解为小分子有机物这一历练,之后才能进一步被降解。
酸化是指污水中有机物降解提速过程,在这一过程中,它会把水解后的小分子有机物进一步转化为简单的化合物。
水解酸化池的主要有两个基本的作用:一是可以提高污水的可生化性,将大分子有机物转化为小分子;二是可以去除污水中的COD,将部分有机物降解合成自身细胞。
水解酸化池内一般采用弹性填料、组合填料等,立体弹性填料的丝条呈立体均匀排列,使气、水、生物膜可以得到充分的混合接触并予以交换,生物膜不仅能均匀地挂在每一根填料之上,保持了良好的活性和空隙可变性,而且能在运行过程中获取更大的表面积。
池中的填料主要是为了给微生物提供一个生活的平台,微生物附着在填料上这样可以增加污水与微生物的接触面积,进而提高水解酸化池的处理效率和效果。
简单来说填料就是细菌的附着床,就是为了增加生物量和提高微生物与污水接触面积。
在不同的工艺中水解酸化工序扮演的角色也是不同的。
水解酸化在好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有污水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物,并把其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物,进而提高污水的可生化性,以利于后续的好氧处理;而在厌氧消化工艺中的水解酸化的目的是为厌氧消化过程的甲烷发酵提供底物。
水解酸化处理是一种介于好氧和厌氧处理法之间的工序,可以将其视作厌氧处理*一和第二个阶段,即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物,将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的反应过程。
因此我们也可以将水解酸化池视为兼氧池。
在目前的污水处理安装调试阶段中,水解酸化池的重要工作就是进行污泥的培养,活性污泥的培养我们一般会采用间歇式的培养方式来进行,设定临时的进水管,并根据需要进行人工投加营养培育,进水采用前段污水处理厂预培养的污泥液,进水量按照污水池的容积负荷递增投加。
水解酸化工艺水解酸化工艺说明一、水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。
微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应。
酸化是一类典型的发酵过程,微生物的代谢产物主要是各种有机酸。
从机理上讲,水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段,但不同的工艺水解酸化的处理目的不同。
水解酸化-好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物,特别是工业废水,主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物,提高废水的可生化性,以利于后续的好氧处理。
考虑到后续好氧处理的能耗问题,水解主要用于低浓度难降解废水的预处理。
混合厌氧消化工艺中的水解酸化的目的是为混合厌氧消化过程的甲烷发酵提供底物。
而两相厌氧消化工艺中的产酸相是将混合厌氧消化中的产酸相和产甲烷相分开,以创造各自的最佳环境。
水解酸化- 处理过程一、厌氧生化处理的概述废水厌氧生物处理是指在无分子氧的条件下通过厌氧微生物(包括兼氧微生物)的作用,将废水中各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程。
厌氧生化处理过程:高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段:水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。
1、水解阶段水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。
2、发酵(或酸化)阶段发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程,在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物,因此这一过程也称为酸化。
3、产乙酸阶段在产氢产乙酸菌的作用下,上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。
4、甲烷阶段这一阶段,乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
二、水解酸化分析高分子有机物因相对分子量巨大,不能透过细胞膜,因此不可能为细菌直接利用。
它们在水解阶段被细菌胞外酶分解为小分子。
例如,纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖,淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖,蛋白质被蛋白质酶水解为短肽与氨基酸等。
水解酸化池工艺详解 Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-水解酸化池工艺详解在回用水处理工艺中水解酸化池的作用是重要的一个环节。
水解——是大分子有机物降解的必经过程,大分子有机物想要被微生物所利用,必须先水解为小分子有机物,这样才能进入细菌细胞内进一步降解。
酸化——是有机物降解的提速过程,因为它将水解后的小分子有机物进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外。
这是回用水废水处理工艺中水解酸化作为预处理单元的原因。
水解酸化池的两个最基本作用是:一是提高废水可生化性,将大分子有机物转化为小分子;二是去除废水中的COD,部分有机物降解合成自身细胞。
本岗位的水解酸化池采用下进上出的翻流运作型态,上升流速取0.765 m/h,有效水深为6.5m。
设计进水流量为900m3/h,水力停留时间按8.5h,总有效容积为7600m3。
水解酸化池共4座,每座9格,共36格。
每格水解酸化池设置有4个梯形泥斗,在泥斗下部采用水平喷射布水方式能使布水均匀。
每格池顶部沿四周池壁设置集水槽,用于产水导流,以及排泥。
每格水解酸化池内除了一根布水管外,还设有一根排泥管和供气管,其采用负压气提排泥方式,可使泥排至水解酸化池出水槽,与水解酸化池出水一起流至接触氧化池。
水解酸化池内采用了立体弹性组合填料,填料高度3m,上部1m保护区,底部 2.4m 布水区,每座池子组合填料为972m3。
池内采用的立体弹性填料的丝条呈立体均匀排列辐射状态,使气、水、生物膜得到充分混渗接触交换,生物膜不仅能均匀地着床在每一根丝条上,保持良好的活性和空隙可变性,而且能在运行过程中获得愈来愈大的比表面积。
填料的作用事实上就是给微生物提供一个生长平台,微生物附着再填料上可增加污水与微生物的接触面积提高水解酸化池的处理效率。
简单的说填料就是细菌的附着床,就是增加生物量和提高微生物与废水接触面。
水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段,水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。
水解酸化1、技术简介水解(酸化)处理方法是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法,和其它工艺组合可以降低处理成本提高处理效率。
水解酸化工艺根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同,将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段,即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物,将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程,从而改善废水的可生化性,为后续处理奠定良好基础。
水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。
微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应。
水解酸化池酸化是一类典型的发酵过程,微生物的代谢产物主要是各种有机酸。
从机理上讲,水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段,但不同的工艺水解酸化的处理目的不同。
水解酸化-好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物,特别是工业废水,主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物,提高废水的可生化性,以利于后续的好氧处理。
考虑到后续好氧处理的能耗问题,水解主要用于低浓度难降解废水的预处理。
混合厌氧消化工艺中的水解酸化的目的是为混合厌氧消化过程的甲烷发酵提供底物。
而两相厌氧消化工艺中的产酸相是将混合厌氧消化中的产酸相和产甲烷相分开,以创造各自的最佳环境。
2、结构酸化水解池内分污泥床区和清水层区,待处理污水以及滤池反冲洗时脱落的剩余微生物膜由反应器底部进入池内,并通过带反射板的布水器与污泥床快速而均匀地混合。
污泥床较厚,类似于过滤层,从而将进水中的颗粒物质与胶体物质迅速截留和吸附。
由于污泥床内含有高浓度的兼性微生物,在池内缺氧条件下,被截留下来的有机物质在大量水解—产酸菌作用下,将不溶性有机物水解为溶解性物质,将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质;同时,生物滤池反冲洗时排出的剩余污泥(剩余微生物膜)菌体外多糖粘质层发生水解,使细胞壁打开,污泥液态化,重新回到污水处理系统中被好氧菌代谢,达到剩余污泥减容化的目的。
水解酸化污水工艺流程
一般厌氧发酵过程可分为四个阶段,即水解阶段、酸化阶段、酸衰退阶段和甲烷化阶段。
而在水解酸化池中把反应过程控制在水解与酸化两个阶段。
在水解阶段,组合填料可使固体有机物质降解为溶解性物质,大分子有机物质降解为小分子物质。
在产酸阶段,碳水化合物等有机物降解为有机酸,主要是乙酸、丁酸和丙酸等。
水解和酸化反应进行得相对较快,一般难于将它们分开,此阶段的主要微生物是水解—酸化细菌。
废水经过水解酸化池后可以提高其可生化性,降低污水的pH值,减少污泥产量,为后续好氧生物处理创造了有利条件。
组合填料在设置水解酸化池可以提高整个系统对有机物和悬浮物的去除效果,减轻好氧系统的有机负荷,使整个系统的能耗相比于单独使用好氧系统大为降低。
水解酸化池的处理效果增强措施:
a、水解酸化池底部安装有大阻力布水系统,利用二沉池的回流污泥搅动水解酸化池底部的污泥,使其处于悬浮状态并且与进入的废水充分混合,从而提高了水解酸化池的处理效果,减轻后续好氧处理的负荷。
二沉池的污泥回流水解酸化池,可以增加水解酸化池内的污泥浓度、提高处理效果,同时使污泥得到消化,减少了剩余污泥的排放量、降低污泥处理费用,从而减少了运行费用。
b、在水解酸化池内安装弹性填料,对搅动的废水进行水力切割,使悬浮状态的污泥与水充分混合。
为水解酸化菌的生长提供有利条件。
c、水解酸化池底部还装有排泥管道系统,是由UASB厌氧反应器排泥系统改进而成,可以保证水解酸化池长期稳定的运行。
为保证设施的稳定运行,必须保证均匀进水!根据车间的日产生污水量,分次分阶段的从调节池提升至水解酸化池。
・治理技术・收稿日期:2002210228作者简介:孙美琴(1975-),女,江苏宜兴人,2003年毕业于华南理工大学食品与生物工程学院,工学硕士。
水解酸化预处理工艺及应用孙美琴,彭超英,梁 多(华南理工大学食品与生物工程学院,广东 广州 510641) 摘要:本文总结了水解酸化作为预处理机理及其优点,着重讨论了它的影响因素和控制方法,并就各种工业废水应用作了详述。
关 键 词:水解酸化;废水处理中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:100123644(2003)0420052204The Application of H ydrolytic -acidif ication Pretreatment ProcessSUN Mei 2qin ,PEN G Chao 2ying ,L IAN G Duo(School of Food and Biological Engineering ,South China U niversity of Technology ,Guangz hou 510641,China )Abstract :The article sums up the mechanism and the virtue of the hydrolytic 2acidification which acts as pretreatment in the industrialwastewater biological treatment ,discusses the affected factors and the methods of control ,and ex patiates some wastewater treatment with this method 1K ey w ords :Hydrolytic 2acidification ;wastewater treatment1 前 言废水的生物处理法就是提供合适的条件,利用微生物的新陈代谢功能,使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解,并且转化为有用的物资,使废水得以净化。
酱油废水进行水解酸化预处理水处理技术:水解酸化主要用于有机物浓度较高、SS较高的,是一个比较重要的工艺。
如果后级接入UASB工艺,可以大大提高UASB的容积负荷,提高去除效率。
水中有机物为复杂结构时,水解酸化菌利用H2O电离的H+和-OH将有机物分子中的C-C打开,一端加入H+,一端加入-OH,可以将长链水解为短链、支链成直链、环状结构成直链或支链,提高污水的可生化性。
水中SS高时,水解菌通过胞外粘膜将其捕捉,用外酶水解成分子断片再进入胞内代谢,不完全的代谢可以使SS成为溶解性有机物,出水就变的清澈了。
这其间水解菌是利用了水解断键的有机物中共价键能量完成了生命的活动形式。
但是COD在表象上是不一定有变化的,这要根据你在设计时选择的参数和污水中有机物的性质共同确定的,长期的运行控制可以让菌种产生诱导酶定向处理有机物,这也就是调试阶段工艺控制好以后,处理效果会逐步提高的原因之一。
水解工艺并不是简单的,设计时要考虑污水中有机物的性质,确定水解的工艺设计,水解停留时间、搅拌方式、循环方式、污泥回流方式、设计负荷、出水酸化度、污泥消解能力、后级配套工艺(UASB或接触氧化)。
有人提到水解后COD不降反升,可能有以下原因:一是复杂有机物在COD检测中不能显示出来,但是水解后就可能显示COD;另一种可能是调试时,运行参数控制不准确,造成水解菌胶团上升随出水流失;再一可能是没有考虑有机物的生物毒性浓度和系统的生物忍耐性,造成菌种中毒流失,流失的菌胶团在出水检测中显示COD增高,这就要求调试时加强生物相的观察和记录对比。
田凯勋对酱油进行水解酸化预处理,明显提高了酱油可生化性。
发现当pH=7.0、HRT=4h时,酱油的BODs/COD值从0.34提高到0.52,COD去除率可达15.4%。
经水解酸化预处理后,同浓度的酱油废水好氧处理效果明显变好,达到COD去除60%时所需的停留时间可缩短6h。
梁卫东等在牡丹江市调味厂,在曝气池前设置水解酸化池(采用升流厌氧滤池),酱油废水经水解酸化后BOD5/COD值从进水的小于0.3提高到0.4~0.6,BOD5和COD去除率均达到40%以上。
・治理技术・收稿日期:2002210228作者简介:孙美琴(1975-),女,江苏宜兴人,2003年毕业于华南理工大学食品与生物工程学院,工学硕士。
水解酸化预处理工艺及应用孙美琴,彭超英,梁 多(华南理工大学食品与生物工程学院,广东 广州 510641) 摘要:本文总结了水解酸化作为预处理机理及其优点,着重讨论了它的影响因素和控制方法,并就各种工业废水应用作了详述。
关 键 词:水解酸化;废水处理中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:100123644(2003)0420052204The Application of H ydrolytic -acidif ication Pretreatment ProcessSUN Mei 2qin ,PEN G Chao 2ying ,L IAN G Duo(School of Food and Biological Engineering ,South China U niversity of Technology ,Guangz hou 510641,China )Abstract :The article sums up the mechanism and the virtue of the hydrolytic 2acidification which acts as pretreatment in the industrialwastewater biological treatment ,discusses the affected factors and the methods of control ,and ex patiates some wastewater treatment with this method 1K ey w ords :Hydrolytic 2acidification ;wastewater treatment1 前 言废水的生物处理法就是提供合适的条件,利用微生物的新陈代谢功能,使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解,并且转化为有用的物资,使废水得以净化。
相比较废水的物化处理方法如吸附和混凝,这些方法只是将有机物从废水中转移,还需要考虑后续处理,没有达到标本皆治。
而生物处理法是比较彻底的降解有机物,故生物处理方法越来越受到重视,也是处理废水的主要途径。
当然,生物处理法只适用于可生化废水。
好氧生物处理需要提供一定的营养物质,并且需要曝气而使得运行费用很高,最主要的是这种处理系统只适用于低浓度的有机废水,故其单独操作对工业废水并没有很大的意义,一般用在厌氧生物后续处理。
厌氧生物处理克服了好氧生物处理的缺点,如有较高的有机负荷,可以处理较高浓度的废水;对营养物要求低,能产生沼气,运行费用低,使成本相对较低;污泥产生量少等。
其缺点就是出水浓度仍然很同,必须再经好氧处理才能达到排放标准;厌氧处理过程,特别是产甲烷阶段,对环境要求很严,使得其处理时间较长,需要有必要的预处理工序来保证它的稳定运行。
添加水解酸化预处理这个工序,就可以很好的解决上述出现的问题。
水解酸化工艺主要作用就是提高废水的可生化性,使得原本不可以用生物处理的废水可以用生物处理法来处理。
在好氧处理前添加水解酸化预处理,可以处理中高浓度废水,且好氧段处理效率得到提高。
将厌氧处理分成两段处理,使前段酸化段作为后段甲烷段的预处理,可以处理悬浮物较高或有毒物质,后段依然保持很高的活性,适用范围得到提高。
2 水解酸化工艺物料的厌氧生物降解过程可以分为四个阶段。
一是水解阶段,微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化氧化反应(主要指大分子物质分解为小分子及其水溶物)。
二是发酵(或酸化)阶段,酸化菌将上述小分子转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外,主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸等。
三是产乙酸阶段,指上一阶段产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸及新的细胞物质。
四是产甲烷阶段,指上一阶段产物被转化为甲烷、二氧化碳及新的细胞物质。
水解酸化工艺就是考虑到产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同,将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段,即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶性有机物,将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程。
3 水解酸化工艺的优点水解酸化阶段主要利用的是兼性厌氧菌。
兼性厌氧菌具有繁殖速度快、代谢强度高、对外界环境适应能力强和对有毒物质不敏感的特点。
311 水解酸化工艺与单独的好氧工艺相比,具有以下优点31111 由于在水解酸化阶段可大幅度地去除废水中悬浮物或有机物,其后续好氧处理工艺的污泥量可得到有效地减少,从而设备容积也可缩小;31112 水解酸化工艺的产泥量远低于好氧工艺,并已高度以矿化,易于处理;31113 水解酸化工艺可对进水负荷的变化起缓冲作用,从而为好氧处理创造较为稳定的进水条件; 31114 水解酸化处理运行费用低,且其对废水中有机物的去除亦可节省好氧段的需氧量,从而节省整体工艺的运行费用;31115 可为好氧工艺提供优良的进水水质(即提高废水的可生化性)条件,提高好氧处理的效能。
312 水解酸化作为前段的两段厌氧处理与单独的厌氧工艺相比,具有以下优点31211 分开水解酸化段和产甲烷段,容易控制;可以提高水解酸化段微生物的生长,同时不影响产甲烷菌的生长;31212 由于水解酸化段处理时间较短,故可以缩小反应器容积,减少投资;31213 水解酸化段可以大幅度地去除废水中的悬浮物质和降解大分子物质,使得产甲烷段进水比较稳定; 31214 可以保证第二阶段产甲烷菌有较高的活性; 31215 对于第二阶段有毒的物质可以在水解酸化段被降解,使得处理范围扩大。
4 水解酸化过程的影响因素411 基质的种类和形态就多糖、蛋白质和脂肪三类物质来讲,在相同的操作条件下,水解速率依次减少。
同类有机物,分子量越大,水解越困难,相应地水解速率就越小。
比如,就糖类物质来讲,二聚糖比三聚糖容易水解;低聚糖比高聚糖容易水解。
就分子结构来讲,直链比支链易于水解,支链比环状易于水解,单环化合物比杂环化合物易于水解。
412 水解液p H值水解酸化菌对p H的适应性较强,在315~1010范围内均可以顺利进行,最优值为515~615,p H朝酸性或碱性方向移动时,水解速率都会减少。
水解液p H值还影响到水解产物的种类和含量。
413 水力停留时间(HR T)水力停留时间是水解酸化反应器运行控制的重要参数之一。
对于单纯以水解为目的的反应器,水力停留时间越长,被水解生物接触时间也越长,相应地水解效率也越高。
但对于城市污水来讲,水解反应可以在很短时间内完成,其后,即使延长水力停留时间,去除率变化也不大。
414 温度在一定范围内,温度越高,水解反应速率越大。
但温度在10~20℃之间变化时,水解酸化反应速率变化不大,说明水解酸化微生物对低温变化的适应能力较强。
415 粒径对于颗粒有机物来讲,粒径越大,水解速率越小。
故对颗粒态有机物浓度高的废水或污泥,在进水解反应器前可用泵或研磨机破碎,以减小污染物的粒径,从而加快水解反应的进行。
5 水解酸化过程维持方法和判断指标511 水解酸化过程维持方法厌氧消化过程贯穿水解酸化和产甲烷这两个阶段,要使水解酸化过程顺利进行,必须抑制产甲烷阶段的进行,其途径有如下:51111 适量投加CCl4,CH3Cl,抑制甲烷菌在酸化反应器中通过某种条件对产甲烷菌进行选择性的抑制,如适量投加CCl4,CH3Cl,控制微量氧,调节氧化还原电位和p H值等。
其中要维持p H在515~615范围内,以保证酸化反应器获得最大的增殖速率和水解速率,常规的有以下两种方法:5111111 负荷法这种方法指的是通过改变有机负荷,使系统p H 值维持在515~615,从而达到最佳的水解酸化效果。
其理论依据为:提高有机负荷,必须引起系统内挥发性有机酸的积累,导致p H值下降;而p H值的降低反过来又抑制了甲烷菌的增殖,使有机酸进一步积累,导致p H更加降低,如此反复,系统可自然的进入最佳的水解酸化状态。
5111112 人工介入法这种方法指的是人为调整系统的p H值,从而维持最佳的水解酸化状态。
此法主要适用于废水中含有大量难降解物质或含有大量的缓冲物质。
51112 对产酸菌和产甲烷菌进行渗析分离51113 通过动力学参数来控制除了上述的控制有机负荷法外,还可以控制水力停留时间(HR T)和污泥停留时间(SR T),使得酸化菌得到最大程度的增殖,使反应器处于最佳的水解酸化状态。
512 酸化程度判断指标51211 挥发性悬浮物(VSS)对于接触式反应器,在稳定运行情况下,出水VSS浓度必然小于进水VSS浓度,且两者的差值越大,表明水解进行的程度越好。
但对于污泥床反应器, VSS浓度的变化只能部分地判断反应器的水解状态,因为污泥层有部分过滤作用,导致VSS的下降。
51212 挥发性脂肪酸(VFA)在稳定运动情况下,出水VFA必然高于进水VFA,且两者的差值越大,表明水解进行的程度越好。
测定反应器进出水VFA的变化来判断反应器的水解状态是最常用、最方便、最准确的方法之一。
51213 p H值一般情况下,出水p H值都会有所下降。
但对于进水基质浓度较低和含有大量缓冲物质的时候,这个方法并不适用。
51214 溶解态BOD和耗氧速率变化经过水解酸化处理,废水的溶解态BOD和好氧速率都会有所上升。
6 水解酸化预处理的应用611 处理食品厂废水61111 啤酒厂采用水解酸化-接触氧化-气浮工艺处理,经水解酸化处理后出水的BOD5/COD Cr由原来的0151提高至0172。
由于水解酸化段的这种对有机物的去除和对BOD5/COD Cr的改善,不仅有利于后续好氧处理功能的充分发挥,缩短了整个系统的总HR T,而且使系统具有较强的抗冲击负荷能力而运行稳定。
COD Cr和BOD5去除率分别可达到9619%和9817%[1]。
61112 屠宰厂屠宰厂的废水的可生化性高,但悬浮物浓度很高。
需要预处理。
采用的工艺为:水解酸化-生物吸附再生结合处理系统。
COD Cr去除率可达93%以上[2,3]。
61113 淀粉厂某淀粉加工厂排放的废水,其中大分子物质较多,故采用水解酸化-接触氧化工艺处理。
实验结果显示,原水经过水解阶段,BOD5/COD Cr从0169上升到0182,使后续的好氧处理效率得到提高。
COD Cr和BOD5去除率分别可达到97%和98%[12]。
612 处理化工类废水61211 晴纶废水某厂干法晴纶工艺废水采用两相厌氧反应器处理,出水BOD5/COD Cr由原来的0143上升到0158~0171,可生化性得到了很大的提高[11]。