水解酸化池设计

（二）工业废水
印染废水 ：水解-好氧-生物碳工艺 焦化废水 ：水解和AO工艺 在啤酒废水和屠宰废水方面水解-好氧工艺相结合的工艺已是具有竞争力的一种 标准工艺。水解（酸化）工艺还应用于工业废水处理中，如印染、纺织、轻工、 酿酒、化工、焦化、造纸等行业的工业废水
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需氧量的差别，理论上使得处理水解池出水可降低50%的氧耗量； 在相同停留时间下，水解池出水有机物去除比例可高于传统工艺； 可生物降解物质的降解所需的反应时间两者相差2.5倍，这说明采 用水解-好氧处理工艺可显著缩短曝气时间，从理论上讲，这个比 例可高达60%。
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6、有利于好氧后处理
不同工艺处理北京高碑店城市污水实验结果对比
项 目 停留时间/h 气水比 回流比 污泥指数SVI 出水SS浓度/（mg/L） 出水COD浓度/（mg/L） 出水BOD浓度/（mg/L）
8 15:1 50 265 15.1 150 9.8
传统工艺曝气池运行
穿孔管曝气 6 14:1 50 239 86.7 162.0 29.5 中微孔曝气 4.5 4.9:1 60 231 11.6 148 12.0 91.6 8.8 8 6.2:1 60 259
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5、在低温条件下仍有较好的去除效果
水解反应器之所以在低温条件下仍有如此高的去除率，因为水解池属于升 流式污泥床反应器，这种反应器保持大量的水解活性污泥，污泥平均浓度达 到15g/L，由于生物量大，大量水解活性污泥形成的污泥层，在有机物通过时 将其吸附截留，这延长了污染物在池内的停留时间，从而保证了去除率。
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3、BOD5降解动力学
水解出水耗氧量开始变化很快，随后迅速趋于平稳，而原水耗氧量 变化很缓慢。
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4. 水解酸化工艺对有机物降解途径
水解反应器中的大量微生物将进水中颗粒物质和胶体物质迅速截 留和吸附，这是一个物理过程的快速反应，一般只要几秒到几十秒即 可完成，因此，反应是迅速的。截留下来的物质吸附在水解污泥的表 面，慢慢地被分解代谢，其在系统内的污泥停留时间要大于水力停留 时间。在大量水解细菌的作用下将大分子、难于生物降解物质转化为 易于生物降解的小分子物质后，重新释放到液体中，在较高的水力负 荷下随水流移出系统。由于水解和产酸菌世代期较短，往往以分和小 时计，因此，这一降解过程也是迅速的。 由于酸化过程的控制不能严格划分，在污泥中可能仍有少量甲烷 菌的存在，可能产生少量的甲烷，但甲烷在水中的溶解度也相当可观， 故以气体形成释放的甲烷量很少。可以看出，水解反应器集沉淀、吸 附、网捕和生物絮凝等物理化学过程以及水解、酸化和甲烷化过程等 生物降解功能于一体。这些过程在水解反应器中得到了强化，这与功 能单一的初沉池有本质的区别。
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5. 水解工艺对后续好氧工艺的影响
1、有机物含量显著减少
水解反应器的第一个特点是对于有机污染物（特别是悬浮物）相 对高的去除率，COD平均去除率为40%-50%，而悬浮性COD去除 率更高，为60%-80%；出水悬浮物的浓度低于50mg/L，这些因素 对于各种后处理是非常有利的。如采用活性污泥法后处理，由于有 机物的绝大数量减少，与传统的活性污泥工艺相比，停留时间也可 减少50%，同时曝气量减少50%。其基建总投资、能耗和运行费用 可分别节省30%左右。 根据实际情况的不同，后处理工艺目前的应用有以下几种形式。 水解-活性污泥处理工艺， 水解-氧化沟处理工艺， 水解-接触氧化处理工艺， 水解-土地处理工艺， 水解-氧化塘处理工艺，
2、水解池可取代初沉池
在停留时间相当的情况下，水解池对悬浮物的去除率显著高于初沉池，平均 出水SS只有50mg/L，其COD、BOD5、蛔虫卵的去除率也显著地高于初沉池。 因初沉池的去除率受水质影响较大，出水水质波动范围较大，而水解池出水水 质比较稳定。
3、较好的抗有机负荷冲击能力 4、水解过程可改变污水中有机物形态及性质，有利于后续好 氧处理
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6. 水解工艺的进一步开发和应用
一、芳香类化合物的去除 二、奈的去除 三、卤代烃的去除 四、难生物降解工业废水处理的实际应用 1、含PVA和表面活性剂废水 国内某染整厂生产含COD为761-904mg/L，BOD5为100-169mg/L， B/C只有0.16，废水克生化性差，废水中含难处理的化学浆料聚乙烯 醇（PVA）和表面活性剂。如采用常规好氧方法处理，则因好氧池充 气曝气而泡沫漫溢，从而导致整个处理流程无法正常运行；采用水解 酸化处理后COD有所下降，而BOD反而增加，使得废水的可生化性 改善，并可使大分子PVA和表面活性剂断链，从而减少曝气所产生的 泡沫，使得废水在好氧中有较高的去除效果。 2、涤纶纺丝油剂废水
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。
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。
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。 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。
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2. 水解（酸化）工艺与厌氧发酵的区别
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
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2、B/C比值和溶解性有机物比例显著增加 不同条件下的城市污水经水解反应后，出水B/C值有所提高， 如从0.345提高到0.414（北京），从0.53提高到0.64（荷兰）。 B/C比值的提高说明废水可生化性的提高，这是水解反应的第二 个显著特点。 另外经水解处理后，溶解性有机物比例发生了很大变化，水 解出水溶解性COD比例提高了1倍。而一般经初沉池后出水溶解 性COD、BOD5的比例变化较小。众所周知，微生物对有机物的 摄取只有溶解性的小分子物质才可直接进入细胞体内，而不溶性 大分子物质首先要通过细胞外酶的分解才可直接进入微生物体内 的代谢过程。经水解处理，有机物在微生物的代谢途径上减少了 一个重要环节，无疑将加速有机物的降解。这表明水解反应器相 对于曝气池起到了预处理的作用，使得经水解处理后出水变得更 易于被好氧菌降解。
通过对水解池进、出水有机酸分析结果表明，出水的溶解性 COD已不是原来 的溶解性COD，其中挥发性有机酸浓度大幅度上升，可以从占进水溶解性组分 9%上升到出水的25%。
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工艺 项目
两相厌氧消化中的产酸相
厌氧消化
Eh/Mv
pH值 温度 优势微生物 产气中甲烷含量 最终产物
0
6.5～7.5 不控制 兼性菌 极少 低浓度的有机酸
-100～-300
6.0～6.5 控制 兼性菌+厌氧菌 少量 高浓度的有机酸如乙酸、 少量CH4/CO2
<-300
6.8～7.2 控制 厌氧菌 大量 CH4/CO2
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在水解反应器中实际上完成水解和酸化两个过程（酸 化也可能不十分彻底），如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。 水解池是把反应控制在第二阶段完成之前，不进入第三阶 段。采用水解池较之全过程的厌氧池（消化池）具有以下 的优点。
水解-好氧工艺曝气池运行
穿孔管曝气 4 7.3:1 50 273 20.2 87.6 12.6 中微孔曝气 4 3.8:1 50 70.8 17.4 85.1 6.6
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3. 水解-好氧生物处理工艺特点
1、水解池与厌氧UASB工艺启动方式不同
水解池的启动采用了动力学控制措施，通过调整水力停留时间，利用水解细 菌、产酸菌与甲烷菌生长速度不同，利用水的流动造成甲烷菌在反应器中难于 繁殖的条件。
水解池设计
Design of HUSB
1.水解（酸化）工艺简介
北京市环境保护科学研究院在20世纪80年代初开发了水解（酸化）-好氧生物处理 工艺。经过十多年的开发，围绕水解好氧技术已经形成一套完整的工艺技术。
（一）城市污水
北京市密云县城污水处理厂（4.5万m3/d规模）； 河南安阳市豆腐营污水处理厂（规模1.0万m3/d）； 新疆昌吉市污水处理厂（1.5万m3/d）；等；
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7、可以同时达到对剩余污泥的稳定
如前所述，水解-好氧工艺的一个最显著的特点就是污水、污泥一次得到处理， 可以在传统的工艺流程中取消消化池。
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水解（酸化）-好氧处理工艺中是水解（酸化）与厌氧消化的比较
水解（酸化）-好氧中的 水解（酸化）段