水解酸化概念

1、.厌氧发酵过程分为四个阶段1 .水解作用-固体物质分解成溶解性物质，大分子分解成小分子2 .氧化煤水合物分解成脂肪酸3 .氧化衰退有机酸、含氮化合物分解成阿摩尼亚、胺和其他瓦斯气体4 .甲烷化有机酸转化为甲烷。 (厌氧阶段)氧化水解作用将反应控制在前两个阶段在水解作用(氧化)反应器工程应用中的研究与展望(1.中山市恒雅环境保护工程有限公司，广东中山528403 2 .中山市环境科学研究所，广东中山528403 )摘要在实际的工业废水处理工序中，作为预处理针织面料的水解作用(氧化)反应器不仅降低了废水的COD Cr值，还提高了废水的生化特性。 介绍了论述了水解作用(氧化)反应的特征和原理的水解作

2、用(氧化)反应器的类型及其在工程应用中的效果，探讨了影响水解作用(氧化)反应器运行的主要因素及其设定要点，展望了水解作用(氧化)反应器的应用前景和研究领域。牛鼻子字：水解作用(氧化) CODcr； 生化工程应用程序前言厌氧处理技术是一种有效矿化有机物的微生物处理技术，在一定条件下，厌氧性细菌能将有机物转化成CH 4、CO 2等瓦斯气体(通称甲烷)。 好氧处理技术的优点是剩余污泥少，营运成本低，回收能源等，但其缺点是云同步对环境条件要求严格，水有恶臭。 因此，目前单独使用厌氧技术治理有机废水还没有得到广泛应用。 但长期研究证实，厌氧消化过程中的水解作用(氧化)级不仅可以降低COD Cr，还可以提

3、高废水的生化特性。 利用该特点，笔者建立和应用了多种水解作用(氧化)反应器，在生活废水、印染废水、食品废水、化学工业废水等管理工程中发挥了重要作用，取得了满意的效果。一、水解作用(氧化)原理有机物在完全厌氧消化过程中经过水解作用、氧化、甲烷化三个阶段，详情请参照图1大分子物质水解作用、酸化作用冰乙酸、甲酸小分子物质CO 2、H 2氢生成冰乙酸作用甲烷化作用CH 4、CO 2 NH 3、H 2 S图1有机物厌氧消化阶段图I .水解作用：不溶性大分子物质(如蛋白质、淀粉、脂肪)在水解作用酶催化剂的作用下分解为水溶性的小分子物质(如氨基酸、葡萄糖、甘油及各种溶解性有机物等)。ii .酸化：水解作用物

4、被发酵细菌捕获到细胞球内，经过一系列的生化反应，转换成各种有机酸(如冰乙酸、丙酸、正丁酸等)，然后，产生氢的冰乙酸菌进一步转换成可供梅托水冷机利用的冰乙酸和氢。.甲烷化：甲烷细菌在前期产生冰乙酸和氢，合成CH 4和CO 2等瓦斯气体形式。在实际工程应用中，水解作用(氧化)并非完全的水解作用和氧化，而不是完成厌氧消化的前两个阶段。 水解作用(氧化)的目的是将废水中的不溶物转化为可溶物，将微生物难分解物质转化为生物降解性物质，其最终产物主要是水溶性有机酸、醇等，而水解作用和氧化的最终产物主要是冰乙酸和氢1。多项研究结果表明，厌氧条件下的混合微生物系统完全不能分离水解作用和氧化。 在水解作用过程中，

5、从发酵细菌释放的胞外酶切割大分子物质，获得水溶性基质，通过体内的生化反应获得能量。 因此，严格来说只追求厌氧消化的水解作用段，但免不得了部分氧化反应。二、水解作用(氧化)反应器的类型结合不同性质的废水以及不同类型的后续处理技术，笔者建立了不同类型的水解作用(氧化)反应器。 根据微生物在反应器内的生长状态，可以将各种反应器分类成悬浮式反应器、接触式反应器、复合式反应器2种。悬浮式反应器以好氧处理过程的活性污泥法形式，水解作用(氧化)微生物聚集在这类反应器上以泥粒的形式存在，或在液体中浮游，或堆积在容器底部。 污泥混合在有机废水和一盏茶中，消化成废水中难分解性大分子物质容易完全分解的小分子可溶性基

6、质。 此类反应器中应用最广泛的是改良的UASB反应器，称为上流式水解作用污泥床(UHSB ) (参照图2 )。 不需要密闭，不需要设置三相分离器。 为了加强污泥和废水的混合，可以在反应器中设置循环水泵进行搅拌。 由UHSB反应器发展而来的是折板式反应器(HBR ) (参照图3 )，其结构特点是在反应器上设置折板隔开多个上流式水解作用反应室，废水沿着挡板在反应器内流动，提高了污泥微生物与废水之间的混合接触作用，使处理效果稳定，促进了粒状微粒污泥的形成和生长3接触式反应器这种水解作用反应器的特征是水解作用(氧化)微生物固定在反应器内特设的载体上，在其表面形成以生物细胞球为主的生物膜。 由于微生物世

7、代时间长，抗冲击负荷大，水质变化大，对有抗逆性的有机废水有稳定的处理效率。 这种反应器的代表是水解作用滤池(HF ) (参照图4 )。 HF中，通常以组合填料为载体，该填料挂膜快，且不易堵塞，是理想的挂膜介质。 废水从反应器底部进入，通过供水区均匀地通过充满生物膜的填充剂处理成一盏茶，反应器无需回流污泥，运行管理容易。3 .复合式反应器。络合反应器内存在水解作用(氧化)污泥和生物膜，形成水解作用(氧化)污泥生物膜的综合体。 笔者将结合了UHSB和HF的络合反应器称为UBHF (参照图5 )。 反应器的上部是填充层，下部是污泥床，中间有浮游状态的棉状污泥和格拉尼焦尔污泥滞留的空间。 这种络合反应

8、谐器聚集了前者反应器的优点，增加了反应器的生质能源，延长了生物的HRT。三、水解作用(氧化)反应器在工程应用中的效果在目前的工业废水处理工程中，水解作用(氧化)反应器主要用于中低浓度分解废水的预处理。 其作用是将原水中的非溶解状态有机物转化为溶解状态有机物，将微生物难以分解的大分子物质转化为小分子易于分解的物质，提高废水的生化性，有利于后续的生物处理4。 近年来，笔者在许多工程设计修订中使用水解作用(氧化)反应器作为预处理针织面料。 表1是水解作用(氧化)反应器处理不同废水的效果。表1水解作用(氧化)反应器处理不同种类废水的效果表废水处理类型反应器类型超人力霸王温度()浸水cod (毫克/升)

9、出水二氧化碳(毫克/升)浸水BOD/COD出水BOD/COD生活污水赫夫2十五至三十二3002200.420.55宰杀废水美国超级联赛8十五至三十二18009600.450.66化工废水超人力霸王12十五至三十二150010200.250.40制服废水超人力霸王6十五至三十二8506000.330.45印染废水超人力霸王830 3812008400.300.43从表2可以看出，水解作用(氧化)反应器对有机废水的COD具有一定的去除率，COD平均去除率为27% 47%； BOD 5/COD可以从0.25 0.45提高到0.40 0.66。四、影响水解作用(氧化)的主要因素：水解作用(氧化)反应器

10、运行中最重要的影响因素是废水的种类、水力停留时间、反应的酸盐基度、营养物质和温度。废水种类在相同条件下，分子量越大，分子结构越复杂，水解作用(氧化)越困难。 例如，糖类有机物比蛋白质、类脂体容易水解作用，单糖比粗多糖容易水解作用，直链比支链容易水解作用。超人力霸王怪兽水力停留时间水力停留时间(HRT )是水解作用(氧化)反应器运行的主要残奥仪之一。 根据水解作用基质的不同，水解作用的难易度也不同，反应器所需的HRT也不同。 因此，HRT中的数值必须基于同一类型的工程经验数据，或者由中小型试验决定。 对于同种类的废水，HRT越长，被水解作用物质与水解作用微生物的接触时间越长，虽然相应的水解作用程

11、度越彻底，但超过某个限值，其COD去除率就没有明显变化。 例如笔者在生活废水处理工程中发现，HRT超过2h时，即使延长水力停留时间，COD去除率也只有26 30%。 这是因为，在某种程度上水解作用(氧化)主要是有机物的形态变化，即溶出的COD浓度变高，但总COD量不怎么变化。 因此，在实际工程施工中，应考虑工程投资和经济效益，选择合适的HRT，提高废水的生化程度，达到最大的COD去除效率。酸盐基度(PH值)根据各类废水处理工序的经验，水解作用(氧化)反应器对PH变化的适应性强。 废水PH值在510之间，水解作用(氧化)均可正常运行。 但ph5或 10时，水解作用(氧化)反应器出水效果变差，并影

12、响后续工艺处理，往往无法达到系统的最佳出水。营养物质在实际工程运转中，工业废水为了满足微生物的需要，如n、p、微量元素体等，一盏茶的营养物质往往不足。 因此，对于不同的处理对象，详细调查其成分，适当补充不足的营养物质，肯定会影响水解作用(氧化)的效率。 这在实际的项目工程调试中得到了验证。五温度在笔者设定的工序中，水解作用(氧化)反应器几乎在常温下(15 38 )正常进行，对工作温度没有特别的要求。 由此表明，水解作用(氧化)对温度变化的适应性强。五、水解作用(氧化)反应器的设置修订要点目前工程中应用的水解作用(氧化)反应器主要有悬浮式反应器、接触式反应器、复合式反应器三种形式。 各种反应器在

13、结构、性能上各有特点。 施工人员应根据处理对象和条件选择适当的反应器。 但实际工程经验表明，任何类型的反应器只要能在反应器中保持一盏茶浓度的高活性水解作用(氧化)菌并与废水和一盏茶接触，水解作用(氧化)反应器就能达到最佳状态。 因此，反应器的设定修正必须注意以下几点1 .反应器的有效容积V e反应器的有效容积可以根据处理废水的水量、浓度及容积负荷用有机负荷法进行修正V e=Q 0？ S/q (1)式式中ve-有效容积m 3q0-废水总量m 3，ds-废水COD Cr值千克m 3q-容积负荷kg_； 甲组联赛其中，Q 0和s经监测得到数据，容积负荷需要试验确定或参照同种废水的经验值。2 .反应器

14、的高度h反应器的高度与上升流速u的关系为下式：H=U？ HRT=U？ V e /Q 1 (2)式式中u反应器的废水上升流速mhve-有效容积m 3q1-废水产水量： m 3 h，h其中，v和Q 1根据式(1)推定数值，u根据反应器的种类选择不同的数值。 如果u值过低，废水和微生物的接触变弱，u值过高，就会引起微生物流出，增加工程额的投资。 因此，u值的选择应该给予驾驶的要求和经济上的详细考虑。 表2是HF、UHSB及UBHF的上升流速的经验值。表2水解作用(氧化)反应器上升流速经验值表反应器类型微生物状态上升流速赫夫生物膜2.0至3.0美国超级联赛棉状污泥0.5 1.0格拉尼焦尔污泥1.0 2

15、.5超人力霸王棉状污泥0.5 2.0格拉尼焦尔污泥0.5 3.03 .废水和污泥的混合接触加强废水与微生物的混合接触，提高废水的传递效果，是反应器工作良好的关键。在悬浮式反应器中，为了使污泥悬浮在污泥和废水的混合中，选择了适当的上升流速。 为了提高效率，可以在反应器底部设置水中搅拌器和循环水泵进行水力搅拌，并且脉冲斯坦共和国也是理想的搅拌装置，在结构简便、搅拌效果理想、无能源消费、降低营运成本的接触式反应器中，实现挂膜的成功，选择适当的上升流速，不确保废水和挂膜的良好接触因此，选择合适的填充剂是很重要的。 理想的填充剂应满足比表面积大容易挂膜防腐性强、结实容易维护的条件。4 .反应器的配水水解

16、作用(酸水)反应器底部的均匀布水是反应器良好运行的重要条件之一。 因此，各种类型的水解作用(氧化)反应器必须根据需要选择适当的配水方式。 例如，分支式配水方式、单管式配水方式及脉冲配水方式等，无论在哪种配水方式中，如果配水通讯端口的流速一致、以及布水通讯端口的流速一致、节流孔堵塞后的除去容易的水，则应该对云同步发挥水力搅拌的作用。六、水解作用(氧化)反应器展望目前，水解作用(氧化)反应器已应用于生活废水、食品废水、化学工业废水、制服废水、印染废水等中低浓度工业废水处理，效果明显。 根据反应器的技术特点和运行经验，在高浓度悬浊物和脂质废水处理，如畜禽废水、乳制品废水等处理方面前景广阔。实际工程应用表明，水解作用(氧化)对COD去除率有一定的作用，但国外报道，水解作用(氧化)的COD平均去除率为40% 50%，证明了现有的水解作用(氧化)反应器具有很大的潜力。 在云同步，推进水解作用(氧化)反应器的应用和在云同步，应加快新的、高效的下一代水解作用(氧化)反应器的研究和开发。 从动力学上研究影响反应器性能的工艺残奥表，从掌握反应器水力条件、状态分布和传递特性的微生物学上研究水解作用(氧化)细菌的组成和生长规律，确定优势颗粒菌种的形成反应历