水解酸化池的工作原理(和厌氧工艺的区别)

2022-03-03 13:46:55发布

  水解在化学上指的是化合物与水进行的一类反应的总称。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。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。


  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)。


  酸化则是一类典型的发酵过程,即产酸发酵过程。酸化是有机底物即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以挥发酸为主的末端产物。


  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,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。如果酸化使pH值下降太多时,则不利于水解的进行。


  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。


  水解酸化和厌氧工艺的区别


  在污水处理工艺设计上,经常看到在好氧的前端设计厌氧池,有时设计的是水解酸化池,有时两者连用,一部分从业者对两者的概念区别了解的不是很清楚,造成设计、运行方面的误差,从而影响到处理效果。对于两者的区别,下面由酋长简要阐述一下。


  水解酸化池与厌氧反应器中都有水解酸化步骤,从原理上讲,水解(酸化)是厌氧消化过程的第一、二两个阶段。


  但两者的目的不同,其适应条件也不同,因此是两种不同的处理方法。


  两种工艺的目的


  水解酸化池的目的主要是将原水中的非溶解态有机物转变为溶解态有机物,将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。


  在厌氧反应器过程中水解、酸化的目的是为厌氧反应器消化过程中的甲烷化阶段提供基质。


  因此,尽管水解(酸化)-好氧处理工艺中的水解(酸化)段和厌氧反应器消化工艺中的产酸过程均产生有机酸,但是由于两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。


  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,一般为一300mV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一100mV一一300mV之间。


  据研究,水解(酸化)一好氧处理工艺中的水解(酸化)段为——典型的兼性过程,只要置Eh控制在+50mv以下,该过程即可顺利进行。


  pH值不同


  在混合厌氧消化系统中,消化液的pH值控制在甲烷菌生氏的最佳pH范围,一般为6.8—7.2。


  而在两相厌氧消化系统中,产酸相的pH值一般控制在6.0一6.5之间,pH降低时,尽管产酸的速率增大,但形成的有机酸形态将发生变化,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会产生强烈的抑制作用。


  对于水解(酸化)一好氧处理系统来说,由于后续处理为好氧氧化,不存在丙酸的抑制问题,一般pH维持在5.5—6.5之间。


  温度不同


  两种工艺对温度的控制也不同,通常混合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(30一35),要么高温消化(50一55)。


  而水解(酸化)一好氧处理工艺中的水解(酸化)段对工作温度无特殊要求,通常在常温下运行,也可获得较为满意的水解(酸化)效果。

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