北極星水處理網訊:水解酸化簡介
水解是指有機物進入微生物細胞前、在胞外進行的生物化學反應。微生物通過釋放胞外自由酶或連接在細胞外壁上的固定酶來完成生物催化反應。
酸化是一類典型的發酵過程，微生物的代謝產物主要是各種有機酸。
從機理上講，水解和酸化是厭氧消化過程的兩個階段，但不同的工藝水解酸化的處理目的不同。水解酸化-好氧生物處理工藝中的水解目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機物轉變為溶解性有機物，特別是工業廢水，主要將其中難生物降解的有機物轉變為易生物降解的有機物，提高廢水的可生化性，以利於後續的好氧處理。考慮到後續好氧處理的能耗問題，水解主要用於低濃度難降解廢水的預處理。混合厭氧消化工藝中的水解酸化的目的是為混合厭氧消化過程的甲烷發酵提供底物。而兩相厭氧消化工藝中的產酸相是將混合厭氧消化中的產酸相和產甲烷相分開，以創造各自的最佳環境。
1.1 處理過程
1厭氧生化處理的概述
廢水厭氧生物處理是指在無分子氧的條件下通過厭氧微生物(包括兼氧微生物)的作用，將廢水中各種複雜有機物分解轉化成甲烷和二氧化碳等物質的過程。
厭氧生化處理過程：高分子有機物的厭氧降解過程可以被分為四個階段：水解階段、發酵(或酸化)階段、產乙酸階段和產甲烷階段。
1、水解階段
水解可定義為複雜的非溶解性的聚合物被轉化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。
2、發酵(或酸化)階段
發酵可定義為有機物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程，在此過程中溶解性有機物被轉化為以揮發性脂肪酸為主的末端產物，因此這一過程也稱為酸化。
3、產乙酸階段
在產氫產乙酸菌的作用下，上一階段的產物被進一步轉化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細胞物質。
4、甲烷階段
這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇被轉化為甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。
2水解酸化分析
高分子有機物因相對分子量巨大，不能透過細胞膜，因此不可能為細菌直接利用。它們在水解階段被細菌胞外酶分解為小分子。例如，纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，澱粉被澱粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被蛋白質酶水解為短肽與胺基酸等。這些小分子的水解產物能夠溶解於水並透過細胞膜為細菌所利用。水解過程通常較緩慢，多種因素如溫度、有機物的組成、水解產物的濃度等可能影響水解的速度與水解的程度。
酸化階段，上述小分子的化合物在酸化菌的細胞內轉化為更為簡單的化合物並分泌到細胞外。發酵細菌絕大多數是嚴格厭氧菌，但通常有約1%的兼性厭氧菌存在於厭氧環境中，這些兼性厭氧菌能夠起到保護嚴格厭氧菌免受氧的損害與抑制。這一階段的主要產物有揮發性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等，產物的組成取決於厭氧降解的條件、底物種類和參與酸化的微生物種群。
1.1.1總結
水解階段是大分子有機物降解的必經過程，大分子有機想要被微生物所利用，必須先水解為小分子有機物，這樣才能進入細菌細胞內進一步降解。酸化階段是有機物降解的提速過程，因為它將水解後的小分子有機進一步轉化為簡單的化合物並分泌到細胞外。這也是為何在實際的工業廢水處理工程中，水解酸化往往作為預處理單元的原因。
兩點普遍認同的作用：
1、提高廢水可生化性：能將大分子有機物轉化為小分子。
1.1.2.酸化水解汙泥的培養
酸化水解池汙泥培養比較慢，主要保證營養物均衡;
水解酸化池汙泥考慮接種其他類似造紙廠的生化汙泥，或是逐漸的將好氧池內的剩餘汙泥定期的排入水解酸化池，採用此方法接種的汙泥所含的微生物能較快的適應環境，縮短馴化周期。
脈衝罐脈衝強度是水解酸化池能否發揮作用的關鍵，脈衝罐定時的放水，通過水解酸化池底的布水管均勻的分布，利用脈衝產生的短時衝擊力將廢水與厭氧汙泥充分混合，形成汙泥床，讓微生物與有機物充分接觸，提高處理效率，但過高的脈衝強度會使膨化的厭氧汙泥床過高，從而被出水帶出，造成厭氧汙泥流失，因此需密切觀察脈衝強度是否合適，及時調整脈衝強度。
如水解酸化水池出水變黑並帶酸臭味、DO在0.5mg/L以下，COD去除率達到10%以上，說明水解酸化池已經開始發揮作用，馴化預計需2個月至2個半月時間。
1.1.3.生化系統運行與管理
1酸化水解池的日常維護管理
要經常檢查與調整配水系統和回流汙泥的分配系統，確保進入各系列或各池之間的廢水和汙泥均勻。酸化水解池飄浮浮渣，應及時清除。定期觀測脈衝罐的脈衝情況，以便及時處理。
2好氧池的日常維護管理
要經常檢查與調整曝氣池配水系統和回流汙泥的分配系統，確保進入各系列或各池之間的廢水和汙泥均勻。
曝氣池的邊角處一般仍會飄浮部分浮渣，應及時清除。
定期觀測曝氣池的泡沫發生情況以及擴散器堵塞情況，以便及時處理。
3生化沉澱池的日常維護管理
應經常檢查與調整生化沉澱池的配水系統，使進入各池的混合液均勻。
應經常檢查與調整出水堰板的平整度。由於不均勻沉降等因素，堰板常發生傾斜，有的堰口出水過多，有的出水過少，甚至不出水，這時應校正堰板，保持堰板平整，防止短流。並應保持堰板與池壁之間密合，不漏水。
及時排除浮渣，注意不應丟入出水中，應專門收集處置。掛在堰板上的浮渣、生物膜也應及時人工清除。
刮泥機檢查、保養：2 h巡視一次運行情況，包括機件緊固狀態、運轉部位的溫升、振動和噪音、撇渣板的運行情況等。每班檢查一次減速器潤滑油情況，連續運行3個月全部更換潤滑油一次。
排泥：排泥是沉澱池管理中最重要的操作。生化沉澱池排泥連續回流進行，當排泥不徹底時應停池(放空)採用人工衝洗的方法清泥。
1.2.生化系統操作規範
1.2.1.例行檢查
檢查脈衝罐氣缸是否能受浮球液位計控制，拉杆動作是否順暢。
檢查鼓風機工作狀態是否正常(主要從聲音、震動、風管壓力、外殼溫度、風量等判斷)，控制系統是否正常;
檢查風管管道、閥門的暢通性和密封性、閥門潤滑性及其閥門開/關正確性;
檢查好氧池曝氣量的分布及曝氣的均勻性，控制好氧池DO在2~3之間;
檢查好氧池運行狀況，並判斷是否正常，主要包括：好氧池液面翻騰情況;好氧池氣泡的多少、色澤、粘性;活性汙泥的顏色、氣味;好氧池DO值;出水效果等考慮;
1.2.2.日常操作
好氧池操作內容
觀察活性汙泥顏色、大小、形狀、沉降性能、泥水分離性能，聞泥水混合液氣味等現象，並做記錄;
每天監測進水COD值、SS值，每2小時監測進水pH值及好氧池中的DO值、SV30並做好記錄;
好氧池活性汙泥異常及解決對策
1.2.3.注意事項
好氧池所有工作都是圍繞活性汙泥展開的，只要將活性汙泥的活性和沉降性調整好，才能出現好處理效果，運行穩定;
加強進水水質監測，觀察進水水質對生化池的影響，特別注意pH值對生化池的影響;
1.3.生化沉澱池操作規範
1.3.1.例行檢查
檢查汙泥回流管道、閥門暢通性、密封行、潤滑性和開/關正確性;
檢查刮泥機、汙泥回流工作狀態是否正常;
檢查刮泥機、汙泥回流是否需要加入或更換黃油或潤滑油;
檢查沉澱池上是否有浮渣，並清理浮渣;
汙泥回流泵
開啟工作泵進、出水管閥門;
1.3.2.日常操作
日常操作維護
列出備件清單、維修周期表;
出水堰保持水平，防止短流;
消除積累在進水擋板和出水堰上的飄浮物和藻類;
附屬部件應油漆，以防鏽蝕;水中部件須定期放空水後檢查，若有損壞須及時更換。
1.3.3.沉澱池異常及解決對策
1.3.4.注意事項
刮泥機轉速太高，會打碎絮體，打碎的絮體很難凝聚形成絮體，絮凝劑投加量過高，絮凝效果反而變差，在運行中，注意觀察絮凝效果，並分析原因。
1.3.5.日常操作
日常操作維護
列出備件清單、維修周期表;
出水堰保持水平，防止短流;
消除積累在進水擋板和出水堰上的飄浮物和藻類;
附屬部件應油漆，以防鏽蝕;水中部件須定期放空水後檢查，若有損壞須及時更換。
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