水解酸化简介
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。
酸化是一类典型的发酵过程，微生物的代谢产物主要是各种有机酸。
从机理上讲，水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段，但不同的工艺水解酸化的处理目的不同。水解酸化-好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是工业废水，主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理。考虑到后续好氧处理的能耗问题，水解主要用于低浓度难降解废水的预处理。混合厌氧消化工艺中的水解酸化的目的是为混合厌氧消化过程的甲烷发酵提供底物。而两相厌氧消化工艺中的产酸相是将混合厌氧消化中的产酸相和产甲烷相分开，以创造各自的最佳环境。
1.1 处理过程
1厌氧生化处理的概述
废水厌氧生物处理是指在无分子氧的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。
厌氧生化处理过程：高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段：水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。
1、水解阶段
水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。
2、发酵（或酸化）阶段
发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程，在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物，因此这一过程也称为酸化。
3、产乙酸阶段
在产氢产乙酸菌的作用下，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、甲烷阶段
这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
2水解酸化分析
高分子有机物因相对分子量巨大，不能透过细胞膜，因此不可能为细菌直接利用。它们在水解阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如，纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白质酶水解为短肽与氨基酸等。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。水解过程通常较缓慢，多种因素如温度、有机物的组成、水解产物的浓度等可能影响水解的速度与水解的程度。
酸化阶段，上述小分子的化合物在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。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保护严格厌氧菌免受氧的损害与抑制。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，产物的组成取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。
1.1.1总结
水解阶段是大分子有机物降解的必经过程，大分子有机想要被微生物所利用，必须先水解为小分子有机物，这样才能进入细菌细胞内进一步降解。酸化阶段是有机物降解的提速过程，因为它将水解后的小分子有机进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外。这也是为何在实际的工业废水处理工程中，水解酸化往往作为预处理单元的原因。
两点普遍认同的作用：
1、提高废水可生化性：能将大分子有机物转化为小分子。
1.1.2.酸化水解污泥的培养
酸化水解池污泥培养比较慢，主要保证营养物均衡；
水解酸化池污泥考虑接种其他类似造纸厂的生化污泥，或是逐渐的将好氧池内的剩余污泥定期的排入水解酸化池，采用此方法接种的污泥所含的微生物能较快的适应环境，缩短驯化周期。
脉冲罐脉冲强度是水解酸化池能否发挥作用的关键，脉冲罐定时的放水，通过水解酸化池底的布水管均匀的分布，利用脉冲产生的短时冲击力将废水与厌氧污泥充分混合，形成污泥床，让微生物与有机物充分接触，提高处理效率，但过高的脉冲强度会使膨化的厌氧污泥床过高，从而被出水带出，造成厌氧污泥流失，因此需密切观察脉冲强度是否合适，及时调整脉冲强度。
如水解酸化水池出水变黑并带酸臭味、DO在0.5mg/L以下，COD去除率达到10%以上，说明水解酸化池已经开始发挥作用，驯化预计需2个月至2个半月时间。
1.1.3.生化系统运行与管理
1酸化水解池的日常维护管理
要经常检查与调整配水系统和回流污泥的分配系统，确保进入各系列或各池之间的废水和污泥均匀。酸化水解池飘浮浮渣，应及时清除。定期观测脉冲罐的脉冲情况，以便及时处理。
2好氧池的日常维护管理
要经常检查与调整曝气池配水系统和回流污泥的分配系统，确保进入各系列或各池之间的废水和污泥均匀。
曝气池的边角处一般仍会飘浮部分浮渣，应及时清除。
定期观测曝气池的泡沫发生情况以及扩散器堵塞情况，以便及时处理。
3生化沉淀池的日常维护管理
应经常检查与调整生化沉淀池的配水系统，使进入各池的混合液均匀。
应经常检查与调整出水堰板的平整度。由于不均匀沉降等因素，堰板常发生倾斜，有的堰口出水过多，有的出水过少，甚至不出水，这时应校正堰板，保持堰板平整，防止短流。并应保持堰板与池壁之间密合，不漏水。
及时排除浮渣，注意不应丢入出水中，应专门收集处置。挂在堰板上的浮渣、生物膜也应及时人工清除。
刮泥机检查、保养：2 h巡视一次运行情况，包括机件紧固状态、运转部位的温升、振动和噪音、撇渣板的运行情况等。每班检查一次减速器润滑油情况，连续运行3个月全部更换润滑油一次。
排泥：排泥是沉淀池管理中最重要的操作。生化沉淀池排泥连续回流进行，当排泥不彻底时应停池(放空)采用人工冲洗的方法清泥。
1.2.生化系统操作规范
1.2.1.例行检查
检查脉冲罐气缸是否能受浮球液位计控制，拉杆动作是否顺畅。
检查鼓风机工作状态是否正常（主要从声音、震动、风管压力、外壳温度、风量等判断），控制系统是否正常；
检查风管管道、阀门的畅通性和密封性、阀门润滑性及其阀门开/关正确性；
检查好氧池曝气量的分布及曝气的均匀性，控制好氧池DO在2~3之间；
检查好氧池运行状况，并判断是否正常，主要包括：好氧池液面翻腾情况；好氧池气泡的多少、色泽、粘性；活性污泥的颜色、气味；好氧池DO值；出水效果等考虑；
1.2.2.日常操作
好氧池操作内容
观察活性污泥颜色、大小、形状、沉降性能、泥水分离性能，闻泥水混合液气味等现象，并做记录；
每天监测进水COD值、SS值，每2小时监测进水pH值及好氧池中的DO值、SV30并做好记录；
好氧池活性污泥异常及解决对策
异常现象症状
分析及诊断
解决对策
曝气池有臭味
曝气池供氧不足，DO值低，出水氨氮有时较高
增加供氧，使曝气池DO浓度高于2mg/L
污泥发黑
曝气池DO过低，有机物厌氧分解释放出H2S，与Fe作用生成FeS
增加供氧或加大回流污泥量
污泥变白
丝状菌或固着型纤毛虫大量繁殖
如有污泥膨胀，其他症状参照膨胀对策
进水pH值过低，曝气池pH≤6，丝状霉菌大量生成
提高进水pH值
曝气池表面出现浮渣似厚粥覆盖于表面
浮渣中见诺卡氏菌或纤毛菌过量生长，或进水中洗涤剂含量过高
清除浮渣，避免浮渣继续留在系统内循环，增加排泥
污泥未成熟，絮体瘦小；出水混浊，水质差；游动性小型鞭毛虫多
水质成分及浓度变化过大；废水中营养不平衡或不足；废水中含毒物或pH不适
使废水的成分、浓度和营养均衡化，并适当补充所缺营养
曝气池泡沫过多，色白
进水中洗涤剂过多
滴加消泡剂
曝气池泡沫不易破碎、发粘
进水负荷过高，有机物分解不全
降低负荷
曝气池泡沫茶色或灰色
污泥老化，泥龄过长，解絮污泥附于泡沫上
增加排泥
1.2.3.注意事项
好氧池所有工作都是围绕活性污泥展开的，只要将活性污泥的活性和沉降性调整好，才能出现好处理效果，运行稳定；
加强进水水质监测，观察进水水质对生化池的影响，特别注意pH值对生化池的影响；
1.3.生化沉淀池操作规范
1.3.1.例行检查
检查污泥回流管道、阀门畅通性、密封行、润滑性和开/关正确性；
检查刮泥机、污泥回流工作状态是否正常；
检查刮泥机、污泥回流是否需要加入或更换黄油或润滑油；
检查沉淀池上是否有浮渣，并清理浮渣；
污泥回流泵
开启工作泵进、出水管阀门；
1.3.2.日常操作
日常操作维护
列出备件清单、维修周期表；
出水堰保持水平，防止短流；
消除积累在进水挡板和出水堰上的飘浮物和藻类；
附属部件应油漆，以防锈蚀；水中部件须定期放空水后检查，若有损坏须及时更换。
1.3.3.沉淀池异常及解决对策
异常现象症状
分析及诊断
解决对策
沉淀池有大块黑色污泥 上浮
沉淀池局部积泥厌氧，CH4、CO2，气泡附于泥粒使之上浮，出水氨氮往往较高
防止沉淀池有死泥，排泥后在死角区用压缩空气冲或清洗
沉淀池泥面升高，初期出水特别清澈，流量大时污泥成层外溢
SV30>90%，SVI>200mL/g，污泥中丝状菌优势，污泥膨胀
投加次氯酸钠、提高pH值等化学法杀丝状菌；投加PAC、PAM进行混凝沉淀；提高DO；间隙进水
沉淀池泥面过高
丝状菌未过量生长，MLSS值过高
增加排泥
沉淀池表面积累一层解絮污泥
微型动物死亡，污泥解絮，出水水质恶化，COD，BOD上升，OUR远低于8mgO2/gVSS·h，进水中有毒物浓度过高或pH值异常
停止进水，排泥后投加营养，有可能引进生活污水使污泥复壮或引进新污泥菌种
沉淀池有细小污泥不断外漂
污泥缺乏营养，使之瘦小，OUR2/gVSS·h；进水中氨氮浓度高，C/N不合适；池温超过40℃；刮泥机转速过快使絮体破碎
投加营养物质或引进高BOD的废水，使F/M>0.1
沉淀池上清液混浊，出水水质差
OUR>20mgO2/gVSS·h，污泥负荷过高，有机物氧化不完全
减少进水流量，减少排泥
1.3.4.注意事项
刮泥机转速太高，会打碎絮体，打碎的絮体很难凝聚形成絮体，絮凝剂投加量过高，絮凝效果反而变差，在运行中，注意观察絮凝效果，并分析原因。
1.3.5.日常操作
日常操作维护
列出备件清单、维修周期表；
出水堰保持水平，防止短流；
消除积累在进水挡板和出水堰上的飘浮物和藻类；
附属部件应油漆，以防锈蚀；水中部件须定期放空水后检查，若有损坏须及时更换。
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