水解酸化在城市綜合廢水處理的應(yīng)用

　　1、概述

　　隨著近年來(lái)我國(guó)中小城市的高速發(fā)展、工業(yè)企業(yè)數(shù)量與類型的不斷增加，其生產(chǎn)廢水不斷排入城市污水處理廠，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(guī)活性污泥法很難處理達(dá)標(biāo)，如采用高級(jí)氧化、活性炭吸附等工藝又因投資高、運(yùn)行費(fèi)用貴等因素不利于在大規(guī)模的城市污水處理中應(yīng)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(duì)某城市污水廠現(xiàn)狀污水進(jìn)水水質(zhì)，通過(guò)水解酸化處理后，對(duì)處理后水質(zhì)進(jìn)行分析、比較，研究表明該污水廠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(xù)好氧生物處理功能。

　　2、試驗(yàn)裝置及方法

　　2.1 試驗(yàn)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(nèi)設(shè)有槳葉式攪拌器1臺(tái)。

　　2.2 實(shí)驗(yàn)用水

　　水解酸化小試實(shí)驗(yàn)用水取至進(jìn)水泵房出水;該廠進(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(yī)院廢水為主。

　　2.3 污泥培養(yǎng)及馴化

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

　　2.4 實(shí)驗(yàn)方法

　　將培訓(xùn)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(yīng)器，平行設(shè)置3套實(shí)驗(yàn)裝置;裝置1反應(yīng)時(shí)間為4.0h，裝置2反應(yīng)時(shí)間為6.0h，裝置3反應(yīng)時(shí)間為10.0h。

　　攪拌器攪拌速度以污泥不沉為準(zhǔn)。

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

　　3、試驗(yàn)結(jié)果與討論

　　3.1 CODCr，BOD5去除分析

　　本次試驗(yàn)進(jìn)水、出水CODCr及去除率詳見表1。

　　本次試驗(yàn)進(jìn)水、出水BOD5及去除率詳見表2。

　　由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出CODCr，BOD5均有不同程度的去除，而且去除效果隨著停留時(shí)間的增加而提高，因此可以確定水解酸化對(duì)CODCr，BOD5具有一定降解能力，當(dāng)停留時(shí)間達(dá)到10h時(shí)，CODCr的去除率可達(dá)到30%以上，BOD5的去除率可達(dá)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(xiàng)目水解酸化還有另外一個(gè)特點(diǎn)，即當(dāng)進(jìn)水CODCr，BOD5濃度增大時(shí)，去除率亦相應(yīng)提高。

　　筆者分析認(rèn)CODCr，BOD5的去除應(yīng)該有以下兩方面原因:

　　首先，水解池為厭氧型生物反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)生存大量異養(yǎng)型微生物細(xì)菌。雖大分子有機(jī)物因相對(duì)分子量巨大，不能透過(guò)細(xì)胞膜，不可能為細(xì)菌直接利用，但通過(guò)水解階段被細(xì)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(xì)胞膜為細(xì)菌降解合成自身細(xì)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(yīng)器內(nèi)污泥濃度較高，達(dá)到8g/L，如此高的污泥層對(duì)進(jìn)水的SS具有一定的截留功能，CODCr，BOD5隨著SS的降低而降低。

　　3.2 B/C比變化分析

　　本實(shí)驗(yàn)進(jìn)水、出水B/C比情況見表3。

　　由上述數(shù)據(jù)可以看出，通過(guò)水解酸化反應(yīng)后的水質(zhì)基本達(dá)到了預(yù)期的改善污水可生化性、提高B/C比的作用。本項(xiàng)目B/C比的增加比例雖不盡相似，但亦可定性分析認(rèn)為水解酸化對(duì)于此類綜合廢水的改善作用還是明顯的。

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

　　4、結(jié)語(yǔ)

　　1)水解酸化對(duì)此類工業(yè)廢水中的有機(jī)物具有一定的去除率，CODCr的去除率可達(dá)到30%以上，BOD5的去除率可達(dá)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(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子、易降解有機(jī)物，因此可大大減輕后續(xù)耗氧生物處理負(fù)擔(dān)，降低能耗。

　　3)水解酸化的設(shè)計(jì)難點(diǎn)為停留時(shí)間的掌控，從本次小試實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)看，停留時(shí)間越長(zhǎng)越有利于B/C比的提高，本工程的最佳停留時(shí)間應(yīng)為10h。但停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)勢(shì)必造成投資成本的增加，且廢水的種類不同，所含的有機(jī)物水解速度不同，停留時(shí)間也不會(huì)相同，其他工程應(yīng)根據(jù)實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)及條件適當(dāng)選取，或通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。

　　4)因本次實(shí)驗(yàn)規(guī)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(yīng)用到具體工程實(shí)踐中應(yīng)擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)規(guī)模。(來(lái)源：天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津市基礎(chǔ)設(shè)施耐久性企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)