温度和污泥停留时间是影响水解酸化反应器水解效率的两个重要因素。根据水解反应发生的温度范围,可分为嗜冷性、嗜温性和嗜热性。表1列举了这些工艺条件的分类准则。
生物水解过程中温度与污泥停留时间的关系
表1
水解类型 | 温度范围(℃) | 污泥停留时间(h) |
嗜冷性的 | 10~20 | 40~100 |
嗜温的 | 20~40 | 15~30 |
嗜热的 | 55~70 | 5~10 |
通过不同工艺的中试和生产性试验发现,在温度为25~30℃、停留时间为2~3天的条件下,初沉污泥产生VFA的量最多。在低温条件下,VFA的产量较低,只能通过延长污泥停留时间来弥补。随着温度的升高,VFA的浓度不断提高,最终达到极限值。
由于VFA 的生成使pH值降低,当pH值低于5.5~6的情况下,水解反应将不再进行。VFA的生成引发的pH值降低程度由污水的碱度所决定的。在高污泥浓度、低碱度的条件下,在初沉池生成 VFA的过程中,pH值的降低是一个限制性因素。
污水的组分对初沉污泥生成VFA也有很大影响。对于含有较高浓度初沉污泥的新鲜污水,每克和每升污泥的VFA产量要比含有少量初沉污泥的已酸化后的污水的产量大的多。而且气候条件(夏天和冬天)对VFA的生成也有很大影响。经验显示,在夏季由于污水中的酸化反应使得初沉污泥中的可酸化 COD含量比冬季时少。当污水中的酸化产物没有被好氧氧化掉时,不会产生较大的不利影响。
一般来说,采用生物水解法从初沉污泥中能释放出9%~12%的 COD。有关资料报道的VFA产量值在30~300mgCOD/DS之间变化。假设150L污水产生40g初沉污泥,而初沉污泥的平均VFA产量为160mgCOD/DS,则污水中将增加40mgCOD/L,同时会去除 2mgP/L。
除COD外,水解产物还包括N和P。但是与进水中的氮和磷量相比,这些值又可忽略不计了。采用传统的沉淀、污泥浓缩和污泥消化等工艺会有很大一部分的氮和磷进行循环。
典型的水解产物见表4-2。
生物水解酸化产物的组成(见参考文献22) 表4-2
参数 | 含量(mg/L) |
悬浮固体 | 600 |
COD | VFA |
凯氏氮 | 100 |
总磷 | 12 |