水解酸化原理全面解析

水解酸化原理全面解析

【格林大讲堂】

在废水处理中，水解指的是有机底物进入细胞之前，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。水解在化学上指的是化合物与水进行的一类反应的总称。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。

并通过胞内的生化反应取得能源，同时排出代谢产物(厌氧条件下主要为各种有机酸)。如果废水中同时存在不溶性和溶解性有机物时，水解和酸化更是不可分割地同时进行。

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他们首先在细菌胞外酶的水解作用下转变为小分子物质。这一阶段最为典型的特征是生物反应的场所发生在细胞外，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完成生物催化氧化反应(主要包括大分子物质的断链和水溶)。

在厌氧条件下的混合微生物系统中，即使严格地控制条件，水解和酸化也无法截然分开，这是因为水解菌实际上是一种具有水解能力的发酵细菌，水解是耗能过程，发酵细菌付出能量进行水解是为了取得能进行发酵的水溶性底物。

厌氧发酵产生沼气过程可分为水解阶段、酸化阶段、乙酸化阶段和甲烷阶段等四个阶段。水解酸化工艺就是将厌氧处理控制在反应时间较短的第一和第二阶段，即将不溶性有机物水解为可溶性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子有机物质的过程。

水解酸化阶段主要利用的是发酵细菌，这类细菌的种类繁多，代谢能力强，繁殖速度快，对外界环境适应能力强等特点。

不需要密闭的池，不需要搅拌器，不需要水、气、固三相分离器，降低了造价和便于维护。由于这些特点，可以设计出适应大、中、小型污水处理厂所需的构筑物。

反应控制在第二阶段完成之前，出水无厌氧发酵的不良气味，改善处理厂的环境。

第一、第二阶段反应迅速，故水解池体积小，与初次沉淀池相当，节省基建投资。

水解酸化工艺与好氧工艺联用与单独的好氧工艺相比，具有以下优点：

水解酸化工艺运行费用低，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;

水解酸化工艺可对进水负荷的变化起到缓冲作用，从而为好氧处理创造较为稳定的进水条件;

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。故水解池可以改变原污水的可生化性，从而减少反应的时间和处理的能耗。

对固体有机物的降解可减少污泥量，其功能与消化池一样。工艺仅产生很少的难厌氧降解的生物活性污泥，故实现污水、污泥一次性处理，不需要经常加热的中温消化池。

水解酸化工艺使污水中的有机物不但在数量上发生了很大变化，而且在理化性质上发生了更大变化，使污水更适宜后继的好氧处理，提高好氧处理的效能;

水解酸化工艺的产泥量远低于好氧工艺，并已高度矿化，易于处理。