水解酸化工艺原理
废水厌氧生物处理是指在无氧条件下通过厌氧微生物(包括兼氧微生物)的作用,将废水中各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程。而在厌氧生化处理过程中,高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段:
1、水解阶段
高分子有机物相对分子量巨大,不能透过细胞膜,不能为细菌直接利用,因此它们在第一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。
例如:纤维素被纤维素水解酶水解为纤维素二糖与葡萄糖,淀粉被水解为淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖,蛋白质被蛋白质酶水解为多肽与氨基酸等。这些小分子的产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。
2、酸化阶段
在这一阶段,上述小分子的化合物在发酵细菌(即酸化菌)的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。
这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等。与此同时,酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质,因此未酸化废水厌氧处理时产生更多的剩余污泥。
3、乙酸阶段
在此阶段,上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。
4、产甲烷阶段
这一阶段里,乙酸,氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
利用前面的水解酸化阶段可以使废水中有机大分子物质被细胞外酶分解为小分子,这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用,可改善废水的可生化性。
水解酸化工艺优势
1、厌氧生物处理
厌氧生物处理是经大量微生物的协同作用共同完成的。根据有机物所达到的分解程度的不同,厌氧处理可以分为两种类型:酸发酵和甲烷发酵。前者是以有机酸为主要发酵产物,而后者则以甲烷为主要发酵产物。所谓酸发酵也称作水解酸化,是一种不彻底的有机物厌氧转化过程,其作用在于使复杂的不溶性高分子有机物经过水解和产酸过程,转化为溶解性的简单低分子有机物。
2、有效去除能力
因为废水多为酸性,故废水处理时通常会用Na2CO3对废水进行调节,使其从酸性变为碱性,从而增强缓冲能力。另需注意的一点是,微生物的数量会随着 pH 值的变化而变化。所以,如果将 pH 值始终保持为4.8,废水中有机物就会加快反应与扩散的速度,数量明显减少,进而提升了技术的去污能力。
3、总磷的去除
用该技术处理废水中的总磷,是用微生物同化的方式,因此,磷的消除率取决于产生的微生物数量。而水解酸化技术处理废水的过程中,会根据这一特点,适当增加微生物的数量,待这些微生物的数量与废水内微生物融合后,可高效率地与磷发生反应以减少磷的数量。
4、提高可生化性
该技术的最大功效即为提高生化性。它是指废水处理的过程中,根据废水内各类物质的特点,用不同的方式优化废水的处理,并逐步提升可生化性。这项工艺已经可以处理大分子的有机物,完成时间为3h,使处理更加高效,尽量完全消除废水中的有机物。
5、较强的抗负荷冲击能力
实际处理废水的过程中,容积负荷可直接影响最终的处理效果。如果负荷较小,会抑制微生物的生长,负荷过大,也会引起某一物质的含量过高,失去对 pH 值的控制。所以,合理控制容积负荷的大小,是提高废水处理效率的保证。数据证明,当 BOD5 容积负荷在 1.14~6.56kg/m3/d 之间时,有较强的抗负荷冲击能力。