污水处理学习之水解酸化池

污水处理学习之水解酸化池 1 2 3 3 3 4 6 7 1.水解酸化池技术简介水解(酸化)处理方法是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法，和其它工艺组合可以降低处理成本提高处理效率。水解酸化工艺根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段，即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础。水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。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来完成生物催化反应。第2页共17页废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高于后续的好氧处理。考虑到后续好氧处理的过程的甲烷发酵提供底物。而两相厌氧消化工艺中2.水解酸化池结构速而均匀地混合。污泥床较厚，类似于过滤层，从而将条件下，被截留下来的有机物质在大量水解—产水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解发生水解，使细胞壁打开，污泥液态化，重新第3页共17页谢，达到剩余污泥减容化的目的。由于水解酸化的污泥龄较长(一般15~20天)。若采用水解酸化池代替常规的初沉池，除达到截留3.处理过程水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转程。高分子有机物分子量巨大，无法透过细胞膜，它们作用下转变为小分子之后，才能被细菌直接利用。淀粉在淀粉酶的作用下生成麦芽糖和葡萄糖等能够溶解于水，并能够在透过细胞膜之后被细菌直接利用。当有机污染物进入水体环境时，首先发生的重要反应就是水解，其有机质成分(如木素、蛋白质与脂肪的质量分数、碳水化合物等)、有机质颗粒用胞外酶进行催化水解反应，而决定水解反应能素包裹的程度决定着生物降解性的大小。原因在第4页共17页物降解性能的，而木素却没有此性能，当纤维素和半与纤维素和半纤维素无法接触，也就不能充上式中R为有机物分子的主体碳链，而X则表示分子中的极性基团。水解此式也是水解速度的表示方程。而水解常数与人们通过连续搅拌槽反应器对活性污泥的厌程，在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸种是子作为电子受体同时也是电子供体的生物降解过第5页共17页酸化微生物的种类则以梭状芽孢杆菌和拟杆菌最为酸化在进行过程中，厌氧降解的条件、底物种如说，蛋白质水解反应生成氨基酸，其酸化底物为氨基酸；而纤维素和淀粉类还有氨气和硫化氢。若在反应过程中同时也存在产甲烷菌，那么其中氢气又能值下降到4时，酸化过程仍可以进行。例如青贮饲料的熟化过程人们就利用了酸化细菌的这一特性。但是pH值为4并不是产甲烷过程的最佳pH值，pH值为6.5~7.5才是产甲烷过程的最佳pH值，因此pH值的下降自然会引起甲烷乙酸菌没有足够的能力克服这种改变(可以参见产乙酸中的部论述),甲烷菌活第6页共17页产乙酸，顾名思义就是末端产物为乙酸。在发酵还会产生氢气，如果不能及时将反应产生的氢气有效利有研究测算，产酸过程中所产生的氢从产生特别是厌氧的颗粒污泥中形成了一个良好的微生态系氢菌),且两类细菌能够在氢的产生与利用上达到平衡，那么氢的传递效率就可第7页共17页一个具有多种功能的细菌的聚集体形成一个反应器的净化效率是非常重要的，即在一个反应器3.1.4.产甲烷阶段这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被分解并产生CH₄和CO₂。“两阶段理论”流行于20世纪30~60年代，认为厌氧消化过程可分为产酸阶段和产甲烷阶段。在产酸阶段第8页共17页非产甲烷阶段碱性发酵作用第二阶段在经过产甲烷菌的作用下转化为CH₄,厌氧消化体系的pH值上升至7.0~7.5,因此，又称为碱性发酵阶段。该阶段主要参与反应的微生物是产甲烷菌(Methaneproducingbacteria),其具有生长速率慢，世代时间长，对温度、pH值、绝对厌氧、抑制物等环境条件极为敏感等主要特点。这一阶段具有以下特①由于第一阶段产生的中间产物和代谢产物均被产甲烷菌利用而分解成二氧化碳、甲烷和氨，导致pH值上升；②由于构成BOD或COD的有机物多以CO₂和H₂的形式逸出，所以BOD和COD明显降低；③产甲烷细菌把甲酸、乙酸、甲胺、甲醇等基质转化为甲烷，其中最主要的基质为乙酸。产甲烷菌对环境条件要求较高且繁殖速度慢，因此产气阶段是厌氧消化的限速关键。(2)三阶段理论随着对厌氧消化微生物不断深入的研究，厌氧消化过程中产甲烷细菌和不产甲烷细菌之间的相互关系更加明确。1979年，根据微生物种群的生理分类特点，伯力特等提出了厌氧消化三阶段理论。第一阶段，在水解与发酵细菌作用下，蛋白质、碳水化合物与脂肪等有机物经水解和发酵转化为单糖、脂肪酸、氨基酸、甘油、二氧化碳和氢等。第二阶段，在产氢产乙酸菌的作用下，第一阶段的水解产物转化成氢、二氧化碳和乙酸。CH₃CH₂CH₂CH₂COOH+2H₂O→CH₃CH萤第三阶段，在产甲烷菌的作用下，氢和二氧化碳转化为甲烷或对乙酸脱羧产生甲烷。产甲烷阶段产生的能量绝大部分用于维持细菌生存，只有少量用于合成新细菌，因此细胞的增殖很少。在厌氧消化的过程中，由乙酸转化形成的CH₄约占总量的2/3,由CO₂还原形成的CH₄约占总量的1/3。由上可知，在厌氧消化中产氢产乙酸细菌具有极为重要的作用，它在水解与发酵细菌及产甲烷细菌之间的共生关系中，起到了联系作用，通过不断地提供大量的H₂,作为产甲烷细菌的能源和还原CO₂生成CH₄的电子供体。水解、发酵作用水解、发酵阶段A类有机物B类有机物CO₂、H₂NH₃、H₂S产氢产乙酸阶段乙酸第三阶段产甲烷阶段盈感环蝶图3有机物厌氧消化三阶段理论模式总之，厌氧消化过程中产生CH₄、CO₂与NH₃等的计量化学反应方程式为：图4计量化学反应方程式产氢产乙酸作用产甲烷作用氢第11页共17页通式过程的微生物可以分为五大类：水解酸化细菌(第一阶段)、产氢产乙酸菌(第二4翻251图5厌氧消化反应的四阶段学说1—水解酸化细菌；2—产氢产乙酸菌；3—同型产乙酸菌；4—耗氢产甲烷菌；5—耗乙酸产甲烷菌乙酸细菌产生的H₂和CO₂合成乙酸。第12页共17页根据厌氧消化的特征，通常可以将厌氧消化分为胺等小分子有机物，则称为不完全厌氧消化或部分厌氧菌继续将不能被产甲烷菌直接利用的乳酸、所谓碳水化合物，是指淀粉、纤维素、葡萄糖物质在第二阶段被分解成甲烷和二氧化碳。1g可分790mL,其组成为50%CO₂和50%CH₄。平均产气量约为704mL,其成分为29%CO₂和71%CH₄。在1963年，MeCarty和Jeris曾用原子示踪法研究了污泥消化过程中CH₄第13页共17页和甘油。随后在酸化细菌的作用下，进一步转化为者进而分解成CO₂和CH₄。1g脂肪的平均产气量为1250mL,其主要成分为3.1.5.水解酸化分析酸化阶段，上述小分子的化合物在酸化菌的细物并分泌到细胞外。发酵细菌绝大多数是严格厌氧菌，但通常有约1%的兼性厌氧菌存在于厌氧环境中，这些兼性厌氧菌能够起到第14页共17页气、氨、硫化氢等，产物的组成取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化利用，必须先水解为小分子有机物，这样才能进入化阶段是有机物降解的提速过程，因为它将水解后器的废水尽量快地与活性污泥混合，增加活性污泥与升流速需要保证污泥不沉积，同时又不能使活性污污泥与废水之间的充分接触，为了布水均匀与克服槽布水区设计，并且反应器底部进水布水系统应该尽可能地布水均匀。第15页共17页水解酸化池设计停留时间为3.6h,有效容积为750m3,共分2格，每格工艺尺寸为：13m×5.5m×5.6m(超高0.35m)。中间管廊工艺尺寸为：设有排砂设施，泥龄一般18天左右，设计污泥混合区浓度20g/L,泥区总体积约为320m3,每天产干泥量约0.25吨。5.设计参数望》—中山市环境科学研究所论文的内容，另外用了水解断键的有机物中共价键能量完成了生命的活动形式。但是COD在表象共同确定的，长期的运行控制可以让菌种产生诱导酶定第16页共17页检测中不能显示出来，但是水解后就可能显示COD;另一种可能是调试时，运机物的生物毒性浓度和系统的生物忍耐性，造成菌种中在出水检测中显示COD增高，这就要求调试时加强生物相的观察和记录对比。停留时间在4.4h,污泥龄在6d左右，水解酸化池氨氮平均去除率达到42.34%,凯氏氮去除率为40.1%,总氮去除率为37.92%;具体