水解酸化池預(yù)處理皮革廢水的效能研究

諸葛清揚(yáng)

（廣東省環(huán)境保護(hù)學(xué)校 510000）

1 水解酸化池的原理

污水進(jìn)入水解酸化池后，水解池出水中的氨氮高于進(jìn)水。根據(jù)污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行情況，水解酸化池的水力停留時(shí)間為4.4 小時(shí)，污泥齡約為6d，水解酸化池中氨氮的平均去除率達(dá)到42.34%，去除率凱氏氮的總氮去除率為40.1%，總氮去除率為37.92%，達(dá)到同化后，同化去除率通常小于10%，沒有硝化和反硝化的一般條件，例如溶解氧和水力停留時(shí)間。因此，必須有另一種形式的氨氮脫除反應(yīng)和可能的厭氧氨氧化現(xiàn)象的初步分析。但是需要進(jìn)一步的分析和研究。

2 水解酸化槽的作用

2.1 改善廢水的生物降解性

它可以將大分子轉(zhuǎn)化為小分子。

2.2 去除廢水中的COD

由于它是異養(yǎng)微生物，因此必須從環(huán)境中提取營養(yǎng)，因此必須降解某些有機(jī)物以合成其自身的細(xì)胞。

水解酸化池的操作過程：厭氧發(fā)酵過程可分為四個(gè)階段：水解階段，酸化階段，酸降解階段和甲烷化階段。在水解和酸化槽中，反應(yīng)過程分為兩個(gè)階段控制：水解和酸化。在水解階段，復(fù)合填料可將固體有機(jī)物降解為可溶物質(zhì)，并將較大的有機(jī)物降解為小分子物質(zhì)。

在制酸階段，碳水化合物和其他有機(jī)化合物被降解為有機(jī)酸，主要是乙酸，丁酸和丙酸。水解和酸化反應(yīng)進(jìn)行得相對(duì)較快，通常很難將它們分離。此階段的主要微生物是水解酸化細(xì)菌。

3 水解酸化池的穩(wěn)定性

水解酸化槽具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。當(dāng)進(jìn)水COD 為1000mg/l 時(shí)，仍能保證出水為200mg/l，起到很好的緩沖作用；液壓酸化罐的液壓停留時(shí)間短。土建價(jià)格低，運(yùn)行成本低。額定成本低，能耗低，污泥水解率高，脫水機(jī)運(yùn)行時(shí)間減少，能耗降低。因此，水解酸化槽的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)高于其他預(yù)處理工藝。效果：降低有機(jī)物的分子量并產(chǎn)生不完全氧化的產(chǎn)物，這對(duì)后續(xù)的好氧階段處理非常有利。

水解和酸化是一種生物氧化方法。在沒有外部最終電子受體的情況下，化學(xué)能異養(yǎng)微生物細(xì)胞對(duì)能量有機(jī)化合物的氧化與內(nèi)源性有機(jī)化合物的還原有關(guān)。通常，不是通過電子轉(zhuǎn)移和電子轉(zhuǎn)移在含有細(xì)胞色素的電子轉(zhuǎn)移鏈上發(fā)生磷酸化。相反，代謝能量是通過底物（激酶底物）水平的磷酸化獲得的；能量有機(jī)化合物NAD（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸）釋放的電子主要電子載體是一種轉(zhuǎn)移電子的輔酶。電子以NADH 的形式直接傳遞到內(nèi)源性有機(jī)受體以再生NAD。同時(shí)，后者被還原為水解的酸化產(chǎn)物（不完全氧化的產(chǎn)物）。有利于后續(xù)的有氧切片治療。細(xì)胞中的NAD 受限制。如果不能再生作為主要電子載體的輔酶NAD，則有效電子載體將越來越少，并且脫氫反應(yīng)將不會(huì)繼續(xù)。因此，輔酶NAD 的再生是生物氧化（包括發(fā)酵）持續(xù)進(jìn)行的必要條件。

分析有機(jī)物的厭氧分解可以獲得水解和酸化過程。有機(jī)物的厭氧分解通常分為三個(gè)階段。第一步是兼性細(xì)菌產(chǎn)生的水解酶，它將大的或不溶的物質(zhì)水解成低分子量的可溶性有機(jī)物。該階段主要是為了促進(jìn)有機(jī)物溶解度的提高。第二階段是酸的生產(chǎn)和脫氫。它會(huì)將產(chǎn)酸細(xì)菌水解形成的可溶性小分子氧化為低分子量有機(jī)酸，并合成新的細(xì)胞材料。在第三階段，產(chǎn)甲烷細(xì)菌將第二階段的產(chǎn)物進(jìn)一步氧化為甲烷，二氧化碳等，并合成新的細(xì)胞材料。難降解的有機(jī)化合物通常是一些大分子有機(jī)物，例如纖維素。這種污染物的降解必須首先經(jīng)過水解過程，但是好氧微生物的水解能力很弱。有機(jī)物的降解緩慢。厭氧生物處理采用水解酸化階段，可以降解一些難降解的物質(zhì)。只要它們能夠適應(yīng)水解酸化細(xì)菌的形成，一些難降解的物質(zhì)就可以被降解。研究發(fā)現(xiàn)，在厭氧條件下，氯代烴可以脫氯并分解為可生物降解的中間體。在水解和酸化階段，主要的微生物是水解細(xì)菌和產(chǎn)酸細(xì)菌，它們都是兼性細(xì)菌。利用水解菌和產(chǎn)酸菌，為提高廢水的生物降解性，并為后續(xù)處理創(chuàng)造有利條件，大分子又難以將有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物。

水解和酸化是一種生物氧化方法。在沒有外部最終電子受體的情況下，化學(xué)能異養(yǎng)微生物細(xì)胞對(duì)能量有機(jī)化合物的氧化與內(nèi)源性有機(jī)化合物的還原有關(guān)。通常，不是通過電子轉(zhuǎn)移和電子轉(zhuǎn)移在含有細(xì)胞色素的電子轉(zhuǎn)移鏈上發(fā)生磷酸化。相反，代謝能量是通過底物（激酶底物）水平的磷酸化獲得的；能量有機(jī)化合物NAD（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸）釋放的電子主要電子載體是一種轉(zhuǎn)移電子的輔酶。電子以NADH 的形式直接傳遞到內(nèi)源性有機(jī)受體以再生NAD。同時(shí)，后者被還原為水解的酸化產(chǎn)物（不完全氧化的產(chǎn)物）。有利于后續(xù)的有氧切片治療。細(xì)胞中的NAD 受限制。如果不能再生作為主要電子載體的輔酶NAD，則有效電子載體將越來越少，并且脫氫反應(yīng)將不會(huì)繼續(xù)。因此，輔酶NAD 的再生是生物氧化（包括發(fā)酵）持續(xù)進(jìn)行的必要條件。

4 水解酸化池的工藝及特點(diǎn)

水解（酸化）工藝屬于上流式厭氧污泥床反應(yīng)器的改進(jìn)類型，適用于處理低濃度的城市污水。它的水力保持時(shí)間為3 到4 個(gè)小時(shí)，并且可以在常溫下正常運(yùn)行。在基本不需要能耗的條件下，不會(huì)產(chǎn)生沼氣，簡(jiǎn)化了過程，并且降解了有機(jī)物，從而降低了建設(shè)和運(yùn)營成本。水解槽分為污泥床區(qū)和清水層區(qū)。待處理的污水和過濾器反沖洗過程中掉落的剩余微生物膜從反應(yīng)器底部進(jìn)入水箱，并迅速通過帶反射板的水分配器和污泥床，并均勻混合。污泥床很厚，類似于過濾層，因此進(jìn)入水中的顆粒物和膠體物質(zhì)會(huì)迅速被捕獲和吸附。

由于污泥床含有高濃度的兼性微生物，在缺氧條件下被捕集到池塘中的有機(jī)物在大量產(chǎn)生水解酸的作用下將不溶性有機(jī)物水解成可溶物。菌。難以生物降解的大分子被轉(zhuǎn)化為易于生物降解的物質(zhì)（例如有機(jī)酸）。水解后，污水的生物降解性進(jìn)一步提高，并將其從池塘中排入隨后的需氧系統(tǒng)中，以進(jìn)行進(jìn)一步處理。由于上述原因，并且水解和酸化的污泥的壽命較長，因此在進(jìn)行污水處理的同時(shí)可以穩(wěn)定地減少污泥的體積。在水解和酸化槽中，主要容納兼性微生物，還包含一些細(xì)菌。水解酸化罐中COD 的減少主要是由于微生物生長過程中吸收了有機(jī)污染物作為養(yǎng)分，以及大分子降解為有機(jī)酸過程中產(chǎn)生了二氧化碳，還包括***鹽，產(chǎn)生氫氣和少量氫化。

簡(jiǎn)而言之，水解（酸化）過程具有以下特征：在城市污水處理中，多功能水解（酸化）池對(duì)各種有機(jī)物的去除效率更高，與傳統(tǒng)的具有專門功能的初沉池相比，節(jié)省了能源并減少了消耗。多功能水解槽用于替代具有特定功能的一級(jí)沉淀槽。水解（酸化）池中各種有機(jī)物的去除率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的一級(jí)沉淀池。它的COD，BOD 和SS 去除率分別達(dá)到25～30%，15～25%，65～70%，從而減少了后續(xù)處理結(jié)構(gòu)的負(fù)荷。水解罐在較短的時(shí)間內(nèi)完成了一些有機(jī)污染物的凈化過程，并降低了能耗，與傳統(tǒng)工藝相比，該組合工藝可節(jié)省20%到30%的能量。

5 相對(duì)穩(wěn)定的污泥

水解（酸化）—與傳統(tǒng)工藝相比，曝氣生物濾池工藝可將污泥量減少15-30%，并且最終整個(gè)過程中的剩余污泥將從水解和酸化池中排出。由于采用了缺氧處理技術(shù)，在對(duì)水進(jìn)行處理的同時(shí)，還完成了部分污泥的減容處理，簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)的處理過程，水解（酸化）池中的污泥穩(wěn)定易生。處理和處置。

6 基礎(chǔ)設(shè)施成本低，易于操作和管理

水解（酸化）過程的投資成本低于傳統(tǒng)的初級(jí)水槽，并且不需要大量的水下設(shè)備維護(hù)。加工效果穩(wěn)定，管理方便。水解酸化槽的填充物為：三維立體填充物，綠色環(huán)保綠色彈性填充物規(guī)格為Φ150mm，Φ160mm，Φ180mm，Φ200mm。它具有很大的彈性線孔變化性，沒有堵塞和結(jié)塊，比表面積大，功耗低。體積小，壽命長，成本低。

7 資料和方法

7.1 模擬廢水的配置

測(cè)試水樣品是人造革廢水制備方法如下：100g 山羊毛，5g 石灰和60g 硫化鈉，加1000mL 進(jìn)行蒸餾水，使羊毛完全浸入水中，在60 度下攪拌在80°C 溶解。再添加1000 mL 蒸餾水，繼續(xù)溶解，溶解完成后添加鉻0.5 克，氯化鈉2 克，硫酸蓖麻油1 克，皮革紅色L-5B0.15g，單寧0.2g，硫磺2g 銨酸，2g 磷酸二氫鉀，最后是乙酸或用碳酸氫鈉將pH 值調(diào)節(jié)到7.0～9.0，根據(jù)需要稀釋樣品，確定并添加適量的微量元素氨氮該量由其自身以一定濃度制備。

7.2 測(cè)試設(shè)備

表明模擬廢水從儲(chǔ)罐通過蠕動(dòng)泵進(jìn)入水解酸化反應(yīng)罐。水解反酸化池底直徑為280mm，高度為250mm。出水口距底部50 毫米，池塘以漂浮狀態(tài)安裝。廢水經(jīng)過水解酸化反應(yīng)罐將導(dǎo)管排入需氧罐，需氧罐的內(nèi)徑350mm，高度300mm，底部通氣磁盤。沉淀池底部安裝了污泥回流管道，牙齒將污泥從沉淀池返回到水解酸化池，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行。水解酸化有機(jī)物用于反應(yīng)池，好氧池和沉淀池

7.3 水解化池運(yùn)行期pH變化

pH 是判斷水解酸化過程的一個(gè)重要指標(biāo),廢水的pH 對(duì)微生物的影響很大,一般情況下,水解酸化pH 值控制在6.5～7.5 之間,不過水解酸化反應(yīng)會(huì)使系統(tǒng)pH值降低15～16。當(dāng)反應(yīng)器pH 值小于6.0 時(shí),產(chǎn)甲烷菌的活動(dòng)會(huì)受到限制,影響厭氧微生物的生長代謝和對(duì)底物的吸收作用,嚴(yán)重時(shí)則會(huì)造成反應(yīng)器內(nèi)酸化,導(dǎo)致系統(tǒng)失效并難以恢復(fù)。運(yùn)行期間,對(duì)進(jìn)水和水解酸化池內(nèi)的pH進(jìn)行測(cè)定,雖然進(jìn)水的pH值在7.1～8.9之間浮動(dòng),但出水的pH 值卻穩(wěn)定在70～83 之間進(jìn)水nH 的

8 結(jié)語

水解一級(jí)好氧反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行后，通過水解酸化作用，去除率基本維持在40%以上,NH3-N 的最大去除率可達(dá)59%,出水硫化物穩(wěn)定在0.1mg/L,OD,/COD 比值經(jīng)處理后最高可達(dá)0.45,較大地提高了廢水的可生化性。水解酸化工藝對(duì)廢水pH 具有一定的緩沖能力,系統(tǒng)pH 基本維持在7.0～8.3 之間,VFA 濃度可反應(yīng)出水解酸化處理效果的好壞。水解酸化作為前置預(yù)處理對(duì)后續(xù)好氧生物處理起著很重要的作用,它不僅可以均化水質(zhì),而且還可將廢水中難降解的大分子有機(jī)物降解為易降解的小分子有機(jī)物,提高廢水的可生化性,以減輕后續(xù)好氧生化處理的負(fù)荷。