水解酸化的正确理解及案例

水解酸化的正确理解及案例
从原理上讲，水解（酸化）是厌氧消化过程的第一、二两个阶段。

但水解（酸化）-好氧处理工艺中的水解（酸化）段和厌氧消化的目标不同，因此是两种不同的处理方法。

水解（酸化）-好氧处理系统中的水解（酸化）段的目的，对于城市污水是将原水中的非溶解态有机物截留并逐步转变为溶解态有机物；对于工业废水处理，主要是将其中难生物降解物质转变为易生物降解物质，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧生物处理。

水解工艺的开发过程是从低浓度城市污水开始的，与高浓度废水的厌氧消化中的水解、酸化过程是不同的。

在连续厌氧过程中水解、酸化的目的是为混合厌氧消化过程中的甲烷化阶段提供基质。

而两相厌氧消化中的产酸段（产酸相）是将混合厌氧消化中的产酸段和产甲烷段分开，以便形成各自的最佳环境。

因此，尽管水解（酸化）-好氧处理工艺中的水解（酸化）段、两相法厌氧发酵工艺中的产酸相和混合厌氧消化工艺中的产酸过程均产生有机酸，但是由于三者的处理目的的不同，各自的运行环境和条件有着明显的差异，主要表现在以下几个方面。

（1）氧化还原电位（Eh）不同
在混合厌氧消化系统中，由于完成水解、酸化的微生物和产甲烷微生物共处于同一个反应器中，整个反应器的氧化还原电位（Eh）的控制必须首先满足对Eh要求严格的甲烷菌，一般为300mV以下，因此，系统中的水解（酸化）微生物也是在这一电位值下工作的。

而两相厌氧消化系统中，产酸相的氧化还原电位一般控制在-300—-100mV之间。

水解（酸化）-好氧处理工艺中的水解（酸化）段为一典型的兼性过程，只要Eh控制在0mV左右，该过程即可孙里进行。

（2）pH值不同
在厌氧消化系统中，消化液的pH值控制在甲烷菌生长的最佳pH值范围，一般为6.8-7.2。

在两相厌氧消化系统中，产酸相的pH值一般控制在6.0-6.5之间，在酸化反应器pH值降低时，丙酸的相对含量增大，而丙酸对后续的甲烷相中的产甲烷菌将产生强烈的抑制作用。

对于水解（酸化）-好氧处理系统来说，由于浓度低不存在酸的抑制问题，因此，可以不控制pH值的范围，一般pH在6.5-7.5之间。

（3）温度不同
三种工艺对温度的控制也不同，通常厌氧消化系统以及两相厌氧消化系统的温度均严格控制，要么中温消化（30-35℃），要么高温消化（50-55℃）。

而水解处理工艺对温度无特殊要求，通常在常温下运行，也可获得较为满意的水解（酸化效果）。

由于反应条件不同，三种工艺系统种优势菌群也不相同。

在厌氧消化系统种，由于严格地控制在厌氧条件下，系统中的优势菌群为专性厌氧菌，因此完成水解（酸化）的微生物主要为厌氧微生物。

水解（酸化）工艺控制在兼性条件下，系统中的优势菌群也是厌氧微生物，但以兼性微生物为主，完成水解（酸化）过程的微生物相应也主要为厌氧（兼性）菌。

对于两相厌氧消化系统中的产酸相，微生物的优势菌群随控制的氧化还原电位不同而变化。

当控制的电位较低时，完成水解、产酸的微生物主要为厌氧菌；当控制的电位较高时，则完成水解、产酸的微生物主要为兼性菌。

需要说明的是，水解-好氧工艺中的水解（酸化）过程与好氧AO（HO）、A2O 和AB等工艺A段中发生的水解过程也是有较大区别的。

这表现在以下两个方面：首先是菌中不同，如上所述在水解工艺中的优势菌群是厌氧微生物，以兼性微生物为主，而在好氧AO（HO）、A2O和AB等工艺A段中的优势菌是以好氧菌为主，仅仅部分兼性菌参加反应；其次，在反应器内的污泥浓度不同，水解工艺采用的是升流式反应器，其中污泥浓度可以达到15-25g/L，而好氧AO（HO）、A2O和AB等工艺中从二沉池回流的污泥浓度一般最高为5g/L，并且以好氧菌为主。

以上的差别造成了水解工艺是完全水解，而好氧AO（HO）、A2O和AB 等工艺中A段仅仅发生部分水解。

亚麻废水处理工艺方案
简介：纺织印染工业污水主要来自染整工段，包括退浆、煮炼、漂白、丝光、染色、印花和整理等。

织造工段污水排放较少。

该工艺方案为混凝沉淀+水解酸化+生物接触氧化+后混凝沉淀处理亚麻煮漂废水。

关键字：亚麻废水混凝水解酸化生物接触氧化
第一章污水水量和水质
一、污水来源：
纺织印染工业污水主要来自染整工段，包括退浆、煮炼、漂白、丝光、染色、印花和整理等。

织造工段污水排放较少。

1、退浆污水：棉织物上的浆料和纤维本身的部分杂质在漂染前必须去除。

退浆污水一般占印染污水总量的15%左右，污染物约占总量的一半。

退浆污水是碱性有机污水，含有各种浆料分解物、纤维屑、酸和酶等污染物，污水呈淡黄色，退浆污水的污染程度和性质视浆料的种类而异。

褪浆污水主要来自青纺联，实际污水量约占总污水量的10%左右。

2、煮炼污水：为保证漂白和染整的加工质量，要将纤维中的棉蜡、油脂、果胶类含氮化合物等杂质除去。

煮炼工艺一般用烧碱、碱性盐、水玻璃及适量表面活性剂的水溶液，在100℃左右的高温及pH在13左右的条件下，对棉纤维进行煮炼，该工序污水量大，呈强碱性，含碱浓度约0.3%，污水呈深褐色，BOD5和CODcr高达数千mg/l。

该类污水来自华金和青纺联内部。

3、漂白污水：漂白工艺一般采用次氯酸钠、过氧化氢（双氧水）、亚氯酸钠等氧化剂去除纤维表面和内部的有机杂质，使织物漂白。

由于这些氧化剂在漂白过程中被分解，所以漂白污水的特点是量虽大，但污染浓度小，污水中含有剩余漂白助剂、表面活性剂和无机盐等，BOD5和CODcr均较低。

该类污水主要来自华金。

4、丝光污水：丝光处理是在氢氧化钠浓碱液中浸渍，提高纤维的张力强度，增加表面光泽度，降低织物的潜在收缩率和增加与染料的亲和力，该污水含NaOH 3%~5%，一般通过多重蒸发浓缩后回收利用，先用于丝光，再用于调配煮炼液，故丝光污水较少排放，经多次重复利用和碱回收，最终污水碱性仍很强，BOD却较低。

其污染程度根据加工布的种类而异。

该类污水主要来源于华金且污水量仅占污水总量的1%左右。

5、染色污水：其特点是水质变化大，色度高，主要污染源是染料和各种助剂。

由于选择的染料、助剂和染色工艺及设备的差异很大，污水水质变化很大。

一般染色污水的碱性很强，染料本身的BOD很低，但COD却很高。

染色污水中的许多物质不易被生物降解，单纯的生物处理，COD去除率仅为60~70%，
脱色率也仅为50%左右。

染色污水是本方案主要处理对象，来自华金和青纺联，污水中以活性染料和分散染料为主。

6、印花污水：印花污水主要来自调色、印花滚筒、印花筛网的冲洗水以及后处理的皂洗、水洗及洗印花衬布的污水，其污染程度高，此外活性染料应用大量的尿素，使其污水氨氮含量升高。

印花污水主要来源于华金。

7、整理污水：该种污水含有多种树脂、甲醛、表面活性剂等，但污水量较少。

该类污水主要来源于青纺联。

8、其他污水：包括生活污水、蒸汽凝结水等，该污水所占比重较小。

通过以上分析可知，印染污水来源较为复杂，综合污水水质、水量变化量较大，其污染程度也较高。

二、污水水量：
该污水处理站预期处理量10000m3/d，要求一期3000 m3/d，二期3000 m3/d，预留4000 m3/d。

因此本方案按3000m3/d进行设计，但在平面布置、共用设备等方面充分考虑二期和预留污水的处理，保证处理厂整体美观，避免重复投资。

三、污水处理站设计规模：
按3000m3/d规模进行设计，每日三班运行，每小时处理污水量125m3/h。

生产污水排水方式：按两班生产，16小时排水进行设计。

四、污水水质：按建设方提供的综合污水水质作为设计依据。

CODcr ≤1300mg/l BOD5≤420mg/l
SS≤280mg/l色度≤500倍
pH=10.5
五、出水要求：
综合出水达到中华人民共和国污水综合排放标准（GB8978-96）二级排放标准（1998年1月1日后建设单位），即：
CODcr ≤180mg/l BOD5≤40mg/l
SS≤100mg/l色度≤80倍
pH=6~9
第二章污水处理站方案设计
一、处理工艺分析与选择依据
1、根据上述印染污水特点，污水处理的主要对象是碱度、不易生物降解或生物降解极为缓慢的有机物质、染料色素以及有毒物质等。

国内棉纺织物染色污水多采用好氧生物处理为主的处理工艺，纯棉织物染色污水采用好氧处理效果较好。

针对该污水主要以染色污水、漂白污水为主，污水中含有大量的难以生物降解的物质等，单纯经生物处理后，一般达不到排放标准，因此需在生物处理装置后还串联不同形式的物化处理装置作进一步处理。

2、针对印染污水含有大量的难降解大分子物质，在好氧处理前增加水解酸化工序（即兼氧处理），使环链或长链的不易生物降解的有机物水解为短链低分子容易降解的有机物，改善污水的可生化性，破坏染料发色基团，可以明显提高全流程的COD和色度的去除效率。

生物处理工艺可采用各种类型的好氧处理工艺，以活性污泥法和接触氧化法使用的较多，因接触氧化法在池容、运行管理、处理效果等方面具有明显的优势，本设计优先拟采用该工艺。

3、污水色度很高是该污水的治理重点之一。

因使用染料品种复杂，染色加工过程中10~20%将进入污水中，致使污水色度深，成分复杂。

对各类染料性质的了解有利于选择合适的处理方案。

根据建设单位提供，使用染料以活性染料和分散染料为主。

活性染料为亲水性染料，活性污泥对其吸附作用较小，硅藻土对其脱色效果较差，混凝脱色效果不很理想。

分散染料是一种不含水溶性磺酸基因的疏水性较强的非离子性染料，分散染料污水采用混凝脱色效果较好。

大部分染料均可用氧化法脱色。

二、污水处理设计原则
1、工艺先进成熟，运行可靠，出水稳定达标。

2、操作简单，运行稳定，便于维修管理。

3、在保证处理效果的前提下，尽量降低建设投资。

4、力求减少能耗和材料消耗，并降低运行费用。

5、充分考虑工程的分期建设，力求处理站设施布局合理，整齐美观，体现绿色环保设施特点。

6、占地面积尽量减少。

三、编制依据
1、国家及地方有关环境保护法律、法规和技术政策；
2、中华人民共和国污水综合排放标准（GB8978-96）；
3、《室外排水设计规范》；
四、污水处理站工艺流程方案的确定及技术论证
根据纺织印染废水的特点：碱度较高、悬浮物较少、色度高、CODcr居中但较难生化、含一定NH3~N 和其它有色物质。

通过如下工艺分析，力求确定最佳工艺流程：
1、印染废水的排放极具周期性，为保证后续各处理单元均能按最佳工况点运行，故必须设调节池均衡水量及水质，并通过曝气搅拌，降低部分CODcr 和色度。

2、因印染废水SS较低但pH较高，可不设初沉工序，但必须把pH首先调至中性，为后续生化处理作准备。

3、鉴于印染废水BOD5/CODcr较小，可生化性能差，因此必须设水解酸化工艺，即兼厌氧工艺，靠兼性菌使难生物降解的有机物水解为较易生物降解的短链有机物，改善可生物降解性能，提高全流程的去除效率。

4、采用好氧生化工艺，降低有机污染物：可采用的好氧生化工艺很多，如活性污泥法、生物滤池、氧化沟、SBR工艺及生物接触氧化法等。

各工艺简介如下：
A、普通活性污泥法：主要特点是负荷中等，对污水冲击负荷有一定的适用性，但运行管理较为严格，易产生污泥膨胀等现象，抗毒物冲击能力不强，在印染污水中应用不多。

B、氧化沟法：属活性污泥法的一种变形，特点是处理水质好，污泥产率低，耐冲击负荷，具有部分除磷脱氮功能，管理方便，但占地面积较大，在印染污水处理中应用较少。

C、SBR工艺：是近年来发展起来的一种活性污泥新工艺，即间歇性活性污泥法，流程较简单，投资较省，出水稳定，国内在城市污水、制革污水等已有应用，但目前尚欠成熟，是一种很有发展潜力的污水处理工艺。

D、生物接触氧化法属生物膜法，微生物固定于池内的生化填料上，特点为充分利用填料的比表面积，可设计较高的容积负荷，减少池容，减少占地面积，不存在污泥膨胀问题，有一定的耐冲击负荷能力，操作管理简单，出水效果稳定，产泥量小，在中、小型污水处理厂应用广泛，工艺稳定成熟，在印染污水处理中应用较多。

好氧生化处理工艺是全处理流程的核心，直接决定将来出水水质及其稳定性，而且它在总投资及运行费构成中所占比重较大，故应对各种生化处理工艺进行详细的技术、经济比较，选择最佳工艺方案。

综合上述对各种生化工艺的比较根据本污水处理站的设计原则，确定好氧生化处理采用生物接触氧化工艺，采用推流式四级接触氧化，选用优质组合填料和鼓型微孔曝气头及日本进口SSR鼓风机，增加生物浓度，强化溶氧效率，确保取得理想的处理效果，最终达到要求的出水标准。

5、好氧生化处理后必须设二沉池分离微生物新陈代谢产物和其它SS ，采用辐流式沉淀池，齿形堰出水。

6、为了使色度达标，采用投加氯气脱色，彻底清除色度而不产生污泥。

五、工艺流程图：
六、工艺流程简述：
1、废水部分：废水经过格栅、自动旋转格栅机去除大部分悬浮物后，自流入集水池，通过大流量潜污泵将水泵入曝气调节池，在调节池内通过预曝气，对水质、水量均匀调节后，按设计流量由泵提升入水解酸化池。

集水池和曝气调节池通过液位浮球开关自动控制液位。

废水在厌氧菌、缺氧菌的作用下，废水中的CODcr、BOD5、色度有一定的去除，同时该池还可消化部分污泥，减少系统污泥量。

废水进入接触氧化池后，在此与附着在填料上的微生物充分接触，并通过完全混合式连续鼓风曝气提供微生物所需要的溶解氧，利用微生物的有氧代谢降解大部分CODcr、BOD5 和SS，同时废水中的NH4-N也有所下降。

接触氧化池出水连同残留的悬浮物和脱落的生物膜共同进入二次沉淀池进行沉淀，沉淀出水通过投加氯气将废水中的部分发色物质氧化达到去除色度的目的，保证出水色度达标排放。

第三章污水处理工程设计
一、工艺设计
1、集水池
功能：收集污水，提高曝气调节池的池容利用率。

鉴于污水处理站距生产车间较远，考虑到污水总排放口水位较低，因此设计一集水池，提高曝气调节池的池容利用率。

集水池采用地下式，砼结构，考虑到同时满足二期工程，确定集水池有效容积125m3，一期停留时间1小时，池净尺寸7800*6000*5200。

集水池进口处入流明渠内安装一台自动机械格栅机，将较大悬浮物自动分离出来。

栅前粗调pH值至8~9，集水池内设pH自动测试仪一台，两台潜污泵，一用一备，将污水提升至调节池。

2、曝气调节池
功能：a、均衡水量，解决进水不均匀与处理构筑物规模恒定之间的矛盾。

b、均衡水质，使各处理单元构筑物在最佳工况点运行，减少后续处理冲击负荷。

调节池采用半地下式砼结构，有效容积1058m3，池净尺寸16500*13500*5000，污水停留时间为8.5小时，有效水深4.7m。

调节池底部设ABS穿孔曝气管网一套，采用罗茨风机鼓风曝气，间歇
运行，起搅拌、混合、预曝气作用，设污水泵三台，两用一备，将污水定量泵入水解酸化池进行水解处理。

调节池处理效果如下：
3、水解酸化池
功能：对印染污水中可生化性很差的某些高分子物质和不溶性物质通过水解酸化，降解为小分子物质和可溶性物质，改善污水的可生化性，提高BOD5/CODcr值，为后续好氧处理创造条件。

水解酸化池分为两级，采用地上式砼结构，容积负荷Nv=3.5kgCODcr/m3.d，有效容积为
1250m3，水力停留时间10.0小时，池净尺寸为30000*7800*5900，池内分格。

表面负荷率为0.5m3/m2.h。

水解酸化池内安装高醛化软性填料，池底布穿孔管网，采用进水搅拌，便于污水与兼氧微生物充分接触。

水解酸化池处理效果如下：
4、生物接触氧化池
功能：利用好氧微生物的新陈代谢作用将污水中的有机污染物分解，达到污水净化目的。

生物接触氧化池分为八级进行，采用地上式砼结构，容积负荷Nv=1.1kgCODcr/m3.d，填料区有效容积为1750m3，接触时间14.0小时。

接触氧化池净尺寸为30000*15700*4900，池内分格。

生物接触氧化池内安装优质生化填料，作为好氧微生物的栖息地，池底布微孔曝气管网，采用氧利用率高、防堵塞的专利产品鼓型微孔曝气头供气，为好氧微生物的新陈代谢提供足够的氧气，同时搅拌污水，使污水与好氧微生物充分接触并冲击老化的生物膜，保证生物膜的活性。

生物接触氧化池的处理效果如下：
5、辐流式沉淀池
功能：进行泥水分离，使混合液澄清、浓缩和回流剩余污泥。

辐流式沉淀池采用地上式砼结构，表面负荷q=0.70m3/m2.h，有效沉淀时间为2.5小时，沉淀池内尺寸为Φ15000，安装刮泥机进行排泥并设两台污泥泵回流污泥。

辐流式沉淀池处理效果如下：
6、接触脱色池
功能：使废水与氯气充分接触，保证废水色度达标。

沉淀池采用砖混结构，接触脱色池净尺寸为6400*6000*2800，接触时间为0.75h，中间分格。

脱色池处理效果如下：
7、污泥储存池
功能：用于储存非正常运行所产生的污泥，便于污泥的集中处理。

储存池池采用砖混结构，有效容积80m3，池净尺寸为6000*4000*3700。

8、设备间
功能：安装水处理设备，便于操作管理。

设备间分为加氯间和风机房。

加氯间安装1套自动加氯系统设计为30m2。

风机房需安装三台罗茨风机及操作系统，设计15m2。

9、其他
其他包括化验室、办公室等污水处理站的必需设施，考虑到二期需要，设计60m2。

二、污水处理效果分析：
单位：
mg/l
说明：以上数据是根据经验数据拟定。

三、结构设计
各构筑物如集水池、调节池、水解酸化池、生化池、二沉池、等均采用钢筋砼结构，具体池体配筋图由土建专业人员计算出图。

砼采用C25，防渗等级S6。

五、配电及电气控制设计
动力配电由厂建设方从厂区电网按要求的装机容量配线引至污水处理总配电柜，由此控制各用电设备，总装机容量及运行功率如下：单位：kw
注：总装机容量按140kw设计，实际运行功率按70kw设计，设备控制按自动和手动两套系统设计。

采用德国进口PLC编程器及优质进口器件，备有自动测控及声光报警系统，并配有过流、过压及缺相保护系统；对于较大功率的电机采用软启动系统，提高了设备的寿命和可靠性，减少了系统故障率，使维修更为简单、方便。

印染废水处理中预处理方法
工业废水之一，废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。

目前用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法、化学法以及几种工艺结合的处理方法，而废水处理中的预处理主要是为了改善废水水质，去除悬浮物及可直接沉降的杂质，调节废水水质及水量、降低废水温度等，提高废水处理的整体效果，确保整个处理系统的稳定性，因此预处理
在印染废水处理中具有极其重要的地位。

目前用于印染废水处理中的预处理工艺主要有：格栅、筛网、沉砂、调节水量及水质、降温等工艺组成。

根据不同的印染废水水质采取不同的预处理手段，去除一部分污染物，改善废水水质提高后续处理单元的处理效果。

1.格栅、筛网
由于印染废水中含有大量的布毛、线头、纤维屑等细小的悬浮物，如梭织布的退煮漂废水、牛仔漂洗废水等均含有大量的细小纤维悬浮物，混合印染废水中往往还含有许多的比较大悬浮物质，这些物质会对水泵造成损害对主体处理造成影响，因此在进入泵及主体构筑物之前对其进行拦截，设置格栅拦截较大悬浮物，设置筛网拦截细小悬浮物。

A、格栅
格栅一般用在水量大且水质比较复杂的综合印染废水处理中，如万吨级以上的纺织印染工业园区的废水处理中，因为此种废水水量大，且悬浮物颗粒较大，设置格栅能够有效拦截较大的悬浮物，处理能力高，不易堵塞，针对印染废水的特点我公司在工程实践中不设置粗格栅，一般只选用细格栅，栅缝间隙通常采用1-5mm.格栅机主要有回转式机械格栅机、网式转链格栅机、固定式格栅机、反切式旋转细格栅机等，我公司常用的主要有反切式旋转细格栅机、网式转链格栅机、固定式格栅机等。

B、筛网
筛网通常应用在水量相对较小、废水中含有大量的细小悬浮物如：布毛、线头等，同时还可以去除大颗粒的浮石渣，对悬浮物及大颗粒物质的去除率可达到90%以上。

工程实践表明，筛网间隙一般为30-60目，安装形式采用固定式安装，安装角度为30-45°，安装角度不易过大，过大则造成过水负荷降低，使处理能力降低同时也增加了部分投资，过小则易造成筛网堵塞，加大了清渣难度，影响处理效果。

2.沉砂
印染废水中的漂洗废水(如牛仔漂洗废水)中含有大量的泥砂物质如浮石渣，如果不对其废水进行沉砂处理，往往会造成后续构筑物的大量积砂，减少了后续处理构筑物的池溶，降低了水力停留时间，使水力特性不能满足设计要求，
严重的影响了废水的处理效果，尤其会对水泵造成磨损，降低水泵的使用寿命，增加运行成本。

因此在某些印染废水处理中设置沉砂处理是非常有必要的，沉砂池一般可分为：平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池。

我公司应用最多的是平流沉砂池，主要是由于牛仔漂洗废水中的浮石渣表面不含大量的有机物，因此没有必要采用曝气沉池或旋流沉砂池，采用平流沉砂池操作简单，运行管理方便。

在沉砂池设计的过程中，对漂洗废水的水质特性进行了充分分析，考虑到泥砂颗粒细小的特点，沉砂池可分成二––三级沉砂，这样能够使泥砂颗粒按级数进行逐步沉降，最终达到去除泥砂的目的，总停留可设计为1.5个小时，排砂方式有重力排砂和机械排砂，可根据工程的实际情况确定排砂方式。

3.调节
由于纺织印染工业其特有的生产过程，造成了废水排放的间断性和多变性，使排出的废水的水质及水量在一日内，甚至每班内都有很大的变化，因此要求对废水进行进行调节，均衡水质，使其能够均匀进入后续处理单元，提高处理效果。

印染废水的调节主要分为：水量调节和水质调节。

废水处理设备及构筑物都是按一定的水量标准设计的，要求均匀进水，特别对生物处理系统更为重要，为了保证后续处理系统的正常运行，在废水进入处理系统之前，预先调节水量，使处理系统满足设计要求。

印染废水中有机污染物高、色度深、碱性和pH值变化大、水质变化剧烈，因此对废水水质进行调节是非常必要的，尤其是废水的pH值。

在废水进入生物处理之前，将pH调整为6-10，以便满足废水生物处理的要求。

实践证明，根据印染废水的水量、水质不同，调节池的停留时间也各不相同，当处理水量比较小时，停留时间可选大些，当处理水量比较大时，停留时间可根据具体情况选小些，一般为4-10个小时。

对于某些印染废水，为了使调节池有一定的去除效率及增加废水的均匀性，特别是当废水中含有比较多的还原性物质时，可考虑在调节池内增加预曝气装置，可有效改善废水的水质特性。

如牛仔布经线的浆染废水中含有大量的硫化物(300-500mg/L)，对废水进行预曝气可使部分S-氧化。

4.降温。