2012年第28期(总第43期)科技视界Science &Technology VisionSCIENCE &TECHNOLOGY VISION 科技视界作者简介:李爱英(1973—),女,汉族,宁夏银川人,1994年毕业于天津轻工业学校无机化工专业,获工学学士学位,工程师,现主要从事化工设计方面的工作。
0引言水解在化学上是指化合物和水进行的一类反应的总称。
在废水生物处理中,水解指的是有机底物进入细胞前,在胞外进行的生物化学反应。
水解是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。
酸化则是一类典型的发酵过程,即产酸发酵过程,酸化是有机底物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程。
在酸化过程中溶解性有机物被转化为以挥发酸为主的末端产物。
1水解酸化菌群特征在水生化处理过程中,微生物起决定性作用,微生物种群的组成与数量在很大程度上会影响出水水质,所以通过对微生物种群的组成分析对揭示生物处理机理十分重要。
在研究中发现,水解与酸化过程是相互作用,由相同的微生物种群完成的,所以这两个过程是不可分割的。
水解酸化段的生物相主要是发酵细菌。
发酵细菌是一个相当复杂而又庞大的细菌群,主要指兼性厌氧菌和专性厌氧菌,属异养菌,其中兼性菌数量要占到80%以上。
发酵细菌主要包括纤维素分解菌、淀粉分解菌、脂肪分解菌、蛋白质分解菌等,具有繁殖速度快,适应能力很强,对毒性不敏感的特性。
2水解酸化工艺优点事实上,水解池是一种以水解酸化菌为主的厌氧上流式污泥床,水解工艺是一种预处理工艺,其后可以采用各种好氧工艺。
在水解酸化—好氧生物处理工艺中,水解酸化工艺要完成水解和酸化两个过程(酸化不一定彻底)。
采用水解池较之全过程的厌氧池(或消化池)具有以下的优点:(1)水解酸化过程可在常温下使固体迅速液化、降解,能有效减少废弃污泥量,水解好氧处理系统产泥量可减少28%,不需要经常加热的中温消化池;(2)反应器中,不需要搅拌器和水、气、液三相分高器,降低了造价并便于维修;(3)由于反应控制在第二阶段完成之前,出水无厌氧发酵所具有的不良气味,改善了污水处理厂的环境;(4)水解、产酸阶段的产物主要为小分子有机物,可生物降解性一般较好。
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。
