1.什么是水解酸化工艺?
厌氧生物反应包括水解、酸化和甲烷化三个阶段。反应分两个阶段控制:水解和酸化。悬浮有机物和大分子物质(碳水化合物、脂肪和脂类等。)可被微生物胞外酶水解成小分子,小分子有机物可被酸化菌转化为挥发性脂肪酸。在这个过程中,悬浮固体可以水解为溶解的有机物,难以生物降解的大分子物质可以转化为易于生物降解的小分子物质。
首先,水解反应器中的大量微生物快速截留和吸附进水中的颗粒和胶体物质,这是一种物理过程的快速反应。一般只需要几秒到几十秒就能完成。所以反应很快。截留物质吸附在水解酸化污泥表面,缓慢分解代谢,污泥在系统中的停留时间长于水力停留时间。在大量水解酸化菌的作用下,大分子和可生物降解的物质转化为可生物降解的小分子物质,然后重新释放到液体中。在高水力负荷下,它随水流出系统。由于水解菌和产酸菌的生成周期短,往往以分钟和小时计量,降解过程也很快。在这一过程中,虽然表面对溶解性BOD和COD的去除率只有10%左右,但由于颗粒有机物的水解使系统中溶解性有机物的浓度增加,溶解性BOD和COD的去除率远高于10%。但由于酸化过程的控制不能严格划分,污泥中仍可能存在少量产甲烷菌,可能产生少量甲烷。但是甲烷在水中的溶解度也很可观,所以气体生成释放的甲烷量很少。可以看出,水解反应器集沉淀、吸附、网捕、生物絮凝等物理化学过程于一体,集水解、酸化、甲烷化等生物降解功能于一体。
酸化反应器主要包括升流式水解反应器、复合水解反应器和完全混合水解反应器。此外,水解反应器还可以包括其他厌氧反应器类型来实现水解酸化,如厌氧折流板反应器、厌氧接触反应器等。
1.上流水解反应器
上流水解反应器的示意图如图1所示。水解酸化微生物和悬浮物形成污泥层。在污水通过布水装置从反应器底部均匀上升到顶部出水堰的过程中,污泥层在水解酸化菌的作用下,可以截留污水中的悬浮物,降解有机物,提高污水的可生化性。
图1升流式水解反应器示意图
2.复合水解反应器
在复合水解反应器中(示意图见图2),既有水解酸化污泥,又有水解酸化生物膜,形成水解酸化污泥和生物膜的复合体。反应器上部为填料床,下部为污泥床,中间留有一定的空空间供悬浮的絮状污泥和颗粒污泥停留,增加了反应器的生物量,延长了微生物与废水的接触时间。
图2复合水解反应器示意图
3.完全混合水解反应器
在完全水解反应器(示意图见图3)中设置搅拌装置,实现污水和污泥的完全混合,然后设置沉淀池,回流污泥,保证反应器内高污泥浓度。
图3完全混合水解反应器示意图