【正文】 6764膠體COD14511127177。如烷基磷酸脂鉀鹽、脂肪酸聚乙二醇酯、烷基醚硫酸鈉等。由于污泥積累造成的污泥面的上升絕對值為50cm，這時污泥面距出水堰為40cm，出水透明清澈。長時間運轉(zhuǎn)在高負荷下，由于出水不斷帶走較輕懸浮物，出水逐漸變清，懸浮物濃度逐漸降低。上升流明顯增加時，可觀察到污泥層高度上升的現(xiàn)象，不加控制會造成污泥嚴(yán)重外流。從以上三個污水處理廠的工程實踐來看，高碑店污水處理廠和密云污水處理廠的配水系統(tǒng)基本達到布水均勻，所以，只要施工安裝正確，配水能夠基本達到均勻分布的要求。池內(nèi)不存在明顯的死區(qū)和短路現(xiàn)象，配水的流速選擇合適，具有足夠的初始動能，可將污泥層充分?jǐn)_動懸浮起來。在啟動初期水解池的功能基本是沉淀池。這說明，只要適當(dāng)控制水力負荷，不論采用接種或沒有接種物，水解池的啟動都可在短期內(nèi)完成，并且與接種物的種類無關(guān)。接種后立即運行，運行的開始階段出水渾濁，懸浮物較多，大量的甲烷菌被洗出。可確定最優(yōu)水平為A1B2C1D3，即水解污泥在添加堿式氯化鋁1%、 形區(qū)壓力250kPa和擠壓壓力250kPa時脫水效果最好。而傳統(tǒng)的污泥處理工藝中有一項淘洗工藝，淘洗可以洗去污泥中的重碳酸鹽堿度，同時，可洗去部分顆粒很小、表面積很大的膠體物質(zhì)。另外，消化后污泥的脫水性能較之生污泥為差，需投加的混凝劑大量增加，并且，作為消化池工藝最主要一條優(yōu)點——回收沼氣提供能源，從國內(nèi)實踐來看，由于中外生活食品構(gòu)成的差異，造成了污泥有機成分的差別較大，國內(nèi)消化池所產(chǎn)生的能量除供消化池加熱、攪拌之外，所剩無幾。如果考慮到傳統(tǒng)工藝中污泥量由兩部分組成，一部分來源于初沉池，另一部分來源則是二沉池的剩余好氧活性污泥，剩余污泥量的計算按活性污泥法運轉(zhuǎn)得到的數(shù)據(jù)為去除每公斤BOD增長1kgTSS，若曝氣池進水BOD5為120mg/L，%，則每天排放污泥量為150kg/d，初沉池與二沉池總的污泥產(chǎn)量為335kg/d，%。眾所周知，微生物對有機物的攝取只有溶解性的小分子物質(zhì)才可直接進入細胞體內(nèi)，而不溶性大分子物質(zhì)首先要通過細胞外酶的分解才可直接進入微生物體內(nèi)的代謝過程。從理論上說明了水解好氧生物處理的機理，但在分析中也存在一些沒有解決的問題，例如，對于水解降解產(chǎn)物中一些鹵代烴產(chǎn)物的形成途徑缺乏認(rèn)識，還有待于進一步分析。詳細的數(shù)據(jù)比例見圖214。四、難降解有機物的降解水解反應(yīng)器對有機物的降解在一定程度上只是一個預(yù)處理過程，水解反應(yīng)過程中沒有徹底完成有機物的降解任務(wù)，而是改變有機物的形態(tài)。從圖211可見，在穩(wěn)定狀態(tài)下一個上升流速對應(yīng)于一個平均污泥濃度X。從圖種實驗數(shù)據(jù)可知，城市污水進水中可沉COD和超膠體COD占總COD的50%左右，經(jīng)水解處理后基本上去除了可沉性COD和超膠體COD的60%。水解反應(yīng)器之所以在低溫條件下仍有如此高的去除率，因為水解池屬于升流式污泥床反應(yīng)器，這種反應(yīng)器保持大量的水解活性污泥，污泥平均濃度達到15g/L，由于生物量大，大量水解活性污泥形成的污泥層，在有機物通過時將其吸附截留，這延長了污染物在池內(nèi)的停留時間，從而保證了去除率。從水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果看，進水的揮發(fā)性有機酸從54mg/，這充分正證實了采用動力學(xué)控制系統(tǒng)處于水解酸化階段是行之有效的。（5） 第一、第二階段反應(yīng)迅速，故水解池體積小，與初次沉淀池相當(dāng)，節(jié)省基建投資。以上的差別造成了水解工藝是完全水解，而好氧AO（HO）、A2O和AB等工藝中A段僅僅發(fā)生部分水解。因此，盡管水解（酸化）好氧處理工藝中的水解（酸化）段、兩相法厭氧發(fā)酵工藝中的產(chǎn)酸相和混合厭氧消化工藝中的產(chǎn)酸過程均產(chǎn)生有機酸，但是由于三者的處理目的的不同，各自的運行環(huán)境和條件有著明顯的差異，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。在北京進行的實驗屬于冬季水溫（最低為9℃）較低的實驗。最新研究表明，一些在好氧狀態(tài)下難降解芳香族和鹵代烴在厭氧條件下容易分解（反應(yīng)式（7）、（8））。特別是北京市密云縣城污水處理廠（）、河南安陽市豆腐營污水處理廠（）、新疆昌吉市污水處理廠（）和深圳寶胺安縣石巖污水處理廠（）都相繼采用了該處理工藝。各種類型有機污染物的厭氧（缺氧）、好氧降解反應(yīng)過程匯總?cè)缦?。二、水解好氧工藝的開發(fā)水解好氧工藝開發(fā)的目的是針對傳統(tǒng)的活性污泥工藝具有投資大、能耗高和運轉(zhuǎn)費用高等缺點，試圖采用厭氧處理工藝替代傳統(tǒng)的好氧活性污泥工藝。作為一種替代的處理工藝，在總的停留時間和能耗等方面比傳統(tǒng)的活性污泥要有很大的優(yōu)勢。由于反應(yīng)條件不同，三種工藝系統(tǒng)種優(yōu)勢菌群也不相同。（1） 水解、產(chǎn)酸階段的產(chǎn)物主要為小分子有機物，可生物降解性一般較好。由于進水的溶解氧為零，所以好氧細菌得不到發(fā)展。水解過程可改變污水中有機物形態(tài)及性質(zhì)，有利于后續(xù)好氧處理一般城市污水可沉COD占總COD的50%左右，經(jīng)水解處理后基本上去除了可沉性COD，所以水解工藝適用于污水中含懸浮狀COD比例較高的廢水。（2）水解污泥的沉降與濃縮性能了解水解污泥的沉降性能，可為濃縮池提供設(shè)計依據(jù)。在這一過程中溶解性BOD、COD的去除率雖然表面上講只有10%左右，但是由于顆粒有機物發(fā)生水解增加了系統(tǒng)中溶解性有機物的濃度，因此，溶解性BOD、COD去除率遠遠大于10%。只要微生物量足夠多，則反應(yīng)不受停留時間的控制，這在工程上是十分有利的。需要說明的是，表29中只給出了主要的化合物，對于峰面積較小的化合物表29中沒有給出。經(jīng)過水解酸化反應(yīng)后，有機物的種類并沒有減少，相反增加了許多小分子的化合物，這些酸性化合物容易被生物降解，這也從一個側(cè)面說明，為什么經(jīng)過水解酸化反應(yīng)后BOD5/COD比值有所提高，即可生化性有所提高。如采用氧化塘后處理，與單獨采用傳統(tǒng)氧化塘相比，占地面積減少50%以上，基建投資降低50%，運行費用降低36%，并且基本上解決了一般氧化塘的淤結(jié)問題。污泥和COD去除平衡在實驗室（荷蘭）的實驗中，通過嚴(yán)格的物料平衡得到圖216所示的COD和污泥平衡關(guān)系。來自初沉池和二沉池污泥濃縮調(diào)節(jié)消化脫水最終處置以上幾個有很豐富的內(nèi)容，并且有相應(yīng)的具體指標(biāo)體系來衡量。由于水解池具有對懸浮物截留和水解的功能，所以工藝流程上是將活性污泥工藝的剩余污泥排入水解池進行消化。脫水性能評價以各部分脫水污泥的含水率和泥餅厚度以及濾液的含固量為指標(biāo)。隨著運行時間的延續(xù)，剩余污泥量逐漸增多，到1992年12月，污泥脫水工段開始投入運行。利用水解細菌、產(chǎn)酸菌與甲烷菌生長速度不同，利用水的流動造成甲烷菌在反應(yīng)器中難于繁殖的條件。在最初運行期間較低的去除率是由于缺乏充足量的厭氧生物污泥。因此，布水系統(tǒng)的均勻性是水解池工作良好的重要保證。第一組采用大阻力配水系統(tǒng)，即孔口直徑比較小，孔口流速較大，這時配水均勻程度很好，但水頭損失較大；第二組將孔口適當(dāng)擴大，這時配水均勻性沒有很大改變，水投損失增加緩慢。而圖220b為阿克蘇污水處理廠水解池的布置，這解決了大型水解池的放大問題。因此，對于新建污水處理廠，最好采用高水力負荷排泥方式，而在運轉(zhuǎn)一個相當(dāng)時期后，在對水量變化規(guī)律有了一定了解后，再采用低水力負荷排泥方式。由于污泥受到兩個方向的作用，即其本身在重力場下的沉淀作用，及污水從下而上運動造成的污泥上升運動，污水流量的變化主要反應(yīng)為這種上升流速的變化，圖221反映了流量變化對水解池污泥的影響。實驗中采用的厭氧反應(yīng)器和好氧反應(yīng)器均采用了軟性纖維填料。表218 水解池處理不同高含量懸浮物或脂類廢水不同COD含量/（mg/L）生活污水T=17℃，HRT=3h，SRT=20d，OLR=（）剩余污泥T=20℃，HRT=，SRT=，OLR=（）奶制品廢水T20℃，HRT=，SRT=2d，OLR=（）進水出水去除率/%進水出水去除率/%進水出水pH=4去除率/%總量697432382010177。32177。五、高懸浮物含量廢水的水解處理工藝表218是水解池處理不同高含量懸浮物或脂類廢水的結(jié)果通過實驗結(jié)果可以得出如下的結(jié)論。含PVA和表面活性劑廢水國內(nèi)某染整廠生產(chǎn)含COD為761904mg/L，BOD5為100169mg/L，B/，廢水克生化性差，廢水中含難處理的化學(xué)漿料聚乙烯醇（PVA）和表面活性劑。UASB反應(yīng)器是一種高負荷（6kgCOD（）以上）下運行的高效生物反應(yīng)器，在低濃度、低負荷下運行時則不能充分發(fā)揮其作用，系統(tǒng)還有很大潛力。但后者缺點是對污泥層的控制不易掌握，排泥量過大會造成系統(tǒng)中污泥層的控制不易掌握，排泥量過大會造成系統(tǒng)中污泥總量減少而影響處理效果。因此，在近年的水解池設(shè)計中采用了一管一孔的布水方式，如密云污水處理廠二期工程（規(guī)模3萬m3/d）設(shè)計和新疆阿克蘇污水處理廠（處理能力為36m3/d）的設(shè)計等。雖然調(diào)節(jié)配水管網(wǎng)閥門使這一問題可以得到解決，但是增加了運行管理的復(fù)雜性。二、配水系統(tǒng)流態(tài)試驗與水解池配水系統(tǒng)國內(nèi)外的一些學(xué)者對UASB反應(yīng)器應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)的主要顧慮之一是布水的均勻性問題。在前2周的BOD和COD的去除率較低，有減少的趨勢。由于生活污水中有足夠的緩沖能力，并且生活污水的濃度很低，在啟動期間酸化可能很小。（2）污泥脫水運行密云污水處理廠的污泥脫水采用帶式壓濾機。選用正交表為L27（313）。當(dāng)其進入反應(yīng)器立即被大量活性微生物所包圍，微生物有充足的反應(yīng)時間降解懸浮物中的有機物，污泥齡也較長，實驗期平均為1530天左右。一、傳統(tǒng)污泥處理的目的和手段污泥處理的主要目的如下：（1）減少污泥最終處置的體積，以降低污泥處理及其最終處置的費用；（2）通過處理使污泥穩(wěn)定化，在最終處置后不再產(chǎn)生污泥的進一步降解，從而產(chǎn)生二次污染問題。水解出水的BOD5/，在第8天水解出水好氧曲線開始轉(zhuǎn)平；而原污水在第20天左右開始轉(zhuǎn)平。如采用活性污泥法后處理，由于有機物的絕大數(shù)量減少，與傳統(tǒng)的活性污泥工藝相比，停留時間也可減少50%，同時曝氣量減少50%。從微觀角度為說明水解好氧工藝最終出水可優(yōu)于傳統(tǒng)好氧生物處理工藝提供了理論基礎(chǔ)。表28 水質(zhì)參數(shù)表項目進水濃度/（mg/L）水解出水濃度/（mg/L）曝氣池出水濃度/（mg/L）CODBODSS432對水解反應(yīng)前后及最終出水有機物組分采用色譜質(zhì)譜分析結(jié)果見圖213。在水解酸化反應(yīng)中所需微生物的濃度與水力停留時間呈反向變化（反應(yīng)曲線）。在大量水解細菌的作用下將大分子、難于生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的小分子物質(zhì)后，重新釋放到液體中，在較高的水力負荷下隨水流移出系統(tǒng)。（1）水解池可以同時穩(wěn)定污泥通過1年的示范工程，水解池排出的污泥總量則為162kg/d，污泥水解率為48%。d）（m3污泥層的平均污泥濃度為15g/L。水解池是把反應(yīng)控制在第二階段完成之前，不進入第三階段。（3）溫度不同三種工藝對溫度的控制也不同，通常厭氧消化系統(tǒng)以及兩相厭氧消化系統(tǒng)的溫度均嚴(yán)格控制，要么中溫消化（3035℃），要么高溫消化（5055℃）。%、%%的COD、BOD5和SS去除率。采用水解活性污泥法與傳統(tǒng)的活性污泥相比，其基建投資、能耗和運行費用可分別節(jié)省30%左右。隨著生物處理技術(shù)的發(fā)展，作為生物處理的主角仍是微生物。水解（酸化）工藝還應(yīng)用于工業(yè)廢水處理中，如印染、紡織、輕工、釀酒、化工、焦化、造紙等行業(yè)的工業(yè)廢水。例如，目前國際和國內(nèi)上流行的AB工藝和序批式活性污泥（SBR）工藝。首先總的去除效果不理想，這是針對達標(biāo)和總的停留時間而言。而兩相厭氧消化系統(tǒng)中，產(chǎn)酸相的氧化還原電位一般控制在300—100mV之間。在厭氧消化系統(tǒng)中，水解（酸化）產(chǎn)生的有機酸被立即轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳（沼氣）。第三節(jié) 水解好氧生物處理工藝特點水解池與厭氧UASB工藝啟動方式不同水解池的啟動采用了動力學(xué)控制措施，通過調(diào)整水力停留時間，利用水解細菌、產(chǎn)酸菌與甲烷菌生長速度不同，利用水的流動造成甲烷菌在反應(yīng)器中難于繁殖的條件。因初沉池的去除率受水質(zhì)影響較大，出水水質(zhì)波動范圍較大，而水解池出水水質(zhì)比較穩(wěn)定。在池容、水質(zhì)相同，停留時間4h左右的情況下，不論采用穿孔管或中微孔曝氣方式，水解好氧工藝的BOD5和COD去除率均顯著高于傳統(tǒng)工藝，且出水COD低于100mg/L，傳統(tǒng)工藝停留時間8h左右仍然達不到與本工藝相接近的出水水質(zhì)，因此，從曝氣池容積上新工藝要少50%左右。經(jīng)水解反應(yīng)后，出水溶解性COD比例從30%提高到占出水的47%。而污泥的沉淀速度與污泥濃度可用Dick理論公式描述：vr=αXn=因此，通過圖211中數(shù)據(jù)可以得到應(yīng)用于城市污水水解池中的關(guān)系式：v0=vi/vmax=α’Xn=應(yīng)用上述關(guān)系，在實際運行的密云縣城市污水處理廠的平均流量、最大流量和最小流量下所對應(yīng)的污泥濃度分別約為40g/L，20g/L和60g/L。這樣使得以COD形式存在而BOD5不易檢出的有機物，在水解反應(yīng)過程中分解形成一些可以被BOD5測出的有機物，從而使B/C比例有所增加。通過上述現(xiàn)象分析，結(jié)合質(zhì)譜化合物檢索可以得出如下結(jié)論。在整個過程中，大量懸浮物水解成可溶性物質(zhì)，大分子降解為小分子，因此工藝過程中有許多不同于傳統(tǒng)工藝的特點。這表明水解反應(yīng)器相對于曝氣池起到了預(yù)處理的作用，使得經(jīng)水解處理后出水變得更易于被好氧菌降解。從而可以得出如下結(jié)論：新工藝曝氣池具有反應(yīng)時間短、出水水質(zhì)好、用氣量少的特點，可節(jié)約一定的基建投資和電耗；同時新工藝可以達到污水、污泥一次處理的目的，具有工藝簡單、占地少和投資省的特點。下面從污泥沉降性能、污泥量的平衡、懸浮物的水解率、水解污泥的脫水性能以及污泥的衛(wèi)生指標(biāo)與消化污泥進行系統(tǒng)的比較。上流式水解池布水器在池底，污泥處于懸浮狀態(tài)，污水總是不斷流經(jīng)處于懸浮狀態(tài)的污泥表面，將一些細小顆粒和水中的堿度帶走，污泥總是處于不斷的動態(tài)淘洗狀態(tài)，這樣污泥中的堿度和影響污泥粘度的細小顆粒將有所降低，可節(jié)省混凝劑用量。水解污泥最終濾餅含水率在60%左右，混凝劑用量少于消化污泥，%。采用接種污泥的啟動方式是當(dāng)原水的SS濃度低于100mg/L以下，污水中菌種較少時使用。運行效果密云污水廠的