水解酸化在城市綜合廢水處理的應用

　　1、概述

　　隨著(zhù)近年來(lái)我國中小城市的高速發(fā)展、工業(yè)企業(yè)數量與類(lèi)型的不斷增加，其生產(chǎn)廢水不斷排入城市污水處理廠(chǎng)，造成城市污水中工業(yè)廢水比例不斷提高，B/C比降低，廢水的可生化性差，采用常規活性污泥法很難處理達標，如采用高級氧化、活性炭吸附等工藝又因投資高、運行費用貴等因素不利于在大規模的城市污水處理中應用，因此探尋厭氧生物處理工藝解決難降解CODCr的問(wèn)題尤為突出。本文針對某城市污水廠(chǎng)現狀污水進(jìn)水水質(zhì)，通過(guò)水解酸化處理后，對處理后水質(zhì)進(jìn)行分析、比較，研究表明該污水廠(chǎng)污水可采用水解酸化處理改善進(jìn)水B/C，提高污水可生化性，改善后續好氧生物處理功能。

　　2、試驗裝置及方法

　　2.1 試驗裝置

　　水解酸化裝置采用直徑50cm，有效高度為25cm圓桶，有效容積50L。桶內設有槳葉式攪拌器1臺。

　　2.2 實(shí)驗用水

　　水解酸化小試實(shí)驗用水取至進(jìn)水泵房出水;該廠(chǎng)進(jìn)水中含約75%工業(yè)廢水，主要以石油化工、塑料輪胎加工、建材、醫院廢水為主。

　　2.3 污泥培養及馴化

　　采用生化池污泥進(jìn)行接種培養，培養時(shí)間為15d，采用原水(適當投加少量葡萄糖)進(jìn)行培養馴化。

　　2.4 實(shí)驗方法

　　將培訓好的污泥與采好的水樣用蠕動(dòng)泵提升加入水解酸化反應器，平行設置3套實(shí)驗裝置;裝置1反應時(shí)間為4.0h，裝置2反應時(shí)間為6.0h，裝置3反應時(shí)間為10.0h。

　　攪拌器攪拌速度以污泥不沉為準。

　　分別每套裝置反應后的混合液，靜沉1h后，取上清液測CODCr，BOD5指標，并分別記錄。

　　3、試驗結果與討論

　　3.1 CODCr，BOD5去除分析

　　本次試驗進(jìn)水、出水CODCr及去除率詳見(jiàn)表1。

　　本次試驗進(jìn)水、出水BOD5及去除率詳見(jiàn)表2。

　　由以上實(shí)驗數據可以看出CODCr，BOD5均有不同程度的去除，而且去除效果隨著(zhù)停留時(shí)間的增加而提高，因此可以確定水解酸化對CODCr，BOD5具有一定降解能力，當停留時(shí)間達到10h時(shí)，CODCr的去除率可達到30%以上，BOD5的去除率可達到20%以上;同一時(shí)段相比，CODCr的去除率均高于BOD5;同時(shí)本項目水解酸化還有另外一個(gè)特點(diǎn)，即當進(jìn)水CODCr，BOD5濃度增大時(shí)，去除率亦相應提高。

　　筆者分析認CODCr，BOD5的去除應該有以下兩方面原因:

　　首先，水解池為厭氧型生物反應器，反應器內生存大量異養型微生物細菌。雖大分子有機物因相對分子量巨大，不能透過(guò)細胞膜，不可能為細菌直接利用，但通過(guò)水解階段被細菌胞外酶分解為小分子，這些小分子的水解產(chǎn)物能夠溶解于水并透過(guò)細胞膜為細菌降解合成自身細胞。例如，纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被蛋白質(zhì)酶水解為短肽與氨基酸等。

　　其次，因水解酸化反應器內污泥濃度較高，達到8g/L，如此高的污泥層對進(jìn)水的SS具有一定的截留功能，CODCr，BOD5隨著(zhù)SS的降低而降低。

　　3.2 B/C比變化分析

　　本實(shí)驗進(jìn)水、出水B/C比情況見(jiàn)表3。

　　由上述數據可以看出，通過(guò)水解酸化反應后的水質(zhì)基本達到了預期的改善污水可生化性、提高B/C比的作用。本項目B/C比的增加比例雖不盡相似，但亦可定性分析認為水解酸化對于此類(lèi)綜合廢水的改善作用還是明顯的。

　　本次小試實(shí)驗也驗證了水解酸化的整個(gè)理論基礎，水解階段，厭氧(兼性)細菌將大分子有機物分解為小分子有機物;酸化階段，小分子有機物在酸化菌的細胞內轉化為更為簡(jiǎn)單的化合物并分泌到細胞外，這一階段的產(chǎn)物以揮發(fā)性脂肪酸為主。

　　4、結語(yǔ)

　　1)水解酸化對此類(lèi)工業(yè)廢水中的有機物具有一定的去除率，CODCr的去除率可達到30%以上，BOD5的去除率可達到20%以上;經(jīng)過(guò)水解酸化的廢水可生化性有一定的改善，B/C比提高約10%以上。

　　2)經(jīng)水解酸化處理后，大分子、難降解有機物轉化為小分子、易降解有機物，因此可大大減輕后續耗氧生物處理負擔，降低能耗。

　　3)水解酸化的設計難點(diǎn)為停留時(shí)間的掌控，從本次小試實(shí)驗的數據看，停留時(shí)間越長(cháng)越有利于B/C比的提高，本工程的最佳停留時(shí)間應為10h。但停留時(shí)間過(guò)長(cháng)勢必造成投資成本的增加，且廢水的種類(lèi)不同，所含的有機物水解速度不同，停留時(shí)間也不會(huì )相同，其他工程應根據實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)及條件適當選取，或通過(guò)實(shí)驗確定。

　　4)因本次實(shí)驗規模較小，僅能在定性上分析水解酸化的一些作用與效果，如要應用到具體工程實(shí)踐中應擴大實(shí)驗規模。(來(lái)源：天津市市政工程設計研究院，天津市基礎設施耐久性企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗室)