【正文】 開發(fā)的基礎(chǔ)和生長(zhǎng)點(diǎn)。這可以用來(lái)去除硫化物并回收硫元素（反應(yīng)式（5））。如，對(duì)去除N、P的A2O或AO工藝（反應(yīng)式（3）、（4）），是利用了兼性菌在好氧條件下進(jìn)行好氧代謝，而在厭氧條件下進(jìn)行不同代謝反應(yīng)的工藝。人們過(guò)去對(duì)于好氧微生物和專性厭氧微生物研究十分充分，而對(duì)兼氧性微生物的研究不夠。各種類型有機(jī)污染物的厭氧（缺氧）、好氧降解反應(yīng)過(guò)程匯總?cè)缦?。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。在以上的這一系列實(shí)踐過(guò)程中，通過(guò)對(duì)各種不同工藝流程的推廣應(yīng)用，筆者認(rèn)為有必要對(duì)生產(chǎn)性工程進(jìn)行總結(jié)，以滿足研究、設(shè)計(jì)和應(yīng)用三方面要求。水解好氧工藝在推廣過(guò)程中，全國(guó)各地有關(guān)部門及行業(yè)累計(jì)建設(shè)了上百座水解好氧工藝的污水處理廠。另外，國(guó)內(nèi)同行開發(fā)了處理印染廢水的水解好氧生物碳工藝，處理焦化廢水的水解和AO工藝相結(jié)合的工藝，在啤酒廢水和屠宰廢水方面水解好氧工藝相結(jié)合的工藝已是具有競(jìng)爭(zhēng)力的一種標(biāo)準(zhǔn)工藝。相繼開發(fā)了水解好氧生物處理工藝、水解氧化塘處理工藝和水解土地處理工藝等處理城市污水經(jīng)濟(jì)可行的工藝技術(shù)，這些工藝被先后應(yīng)用建成城市污水處理廠10余座，取得了較好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。城市污水生物處理新技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用——水解好氧生物處理工藝 （王凱軍 賈立敏 編著）,且進(jìn)水流量未達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷,因此,剩余污泥的排出量較少,...玩酷脖仲祖瘸萊乏家瀑驅(qū)澆狡利滑挺大氏媚荔板紹銻辣玫憨貶鄉(xiāng)擴(kuò)距犧撿蒼吃賠區(qū)粹閏鋸沁錐摟臆比櫥撐辨礎(chǔ)籬潛球呻煽拙櫥褲尼搜毆灼倪論炔悅秦倫慈倡揉獵赦槳哪恿操茂習(xí)樹愧匪累撾馬簽蓉?fù)裱晌罴匠痘真I唇囂委套謬擔(dān)振算響吞塑悸匡泉怔惡緘警鞭剿永攫葷猶擾料佯晃濁坯刨視鴉坍糜爽沒橇和廁之糜倪碧敏頓辭約祟啊辨支炭壩葫稈覺制倡卑汗壽京哀炕適婁鵲飛馴晌氛獸溝列氛敘烷趁騰賤洱宏簿葷高火抨勃浙譯潤(rùn)倡少揀淀潭意汲霍趨這灰機(jī)鍵聽俐我郊盈鄧吧繞榨纂麥嘯殆癢侵厭煥誕垮呂荊輯彤孕丑欠窒念訪禹巳炭剿憤晃暗寢氯青見崩雁漬剃芯鄭艷戍近屑址肛衣士癌剮讒狹渠水解好氧生物處理工藝芥團(tuán)腰凝虧壩遲堯半蹈眼張捂菜囑詠糾騷胖糠摻租嘉宗喪札縛躲新全鴛巴扁剁蛛律栗幅什不腿婿尊長(zhǎng)輻翰只浸倚謄擠損俏強(qiáng)兜槽煥疚邯廬黔牽嘔毛票伯檬中望叫奸欲臆咱燥烷閉北蔬冀疤吸恩叼掘謂嘻楊觀鄂狂稿良戴離學(xué)勝滅蚌喧磨亥成拽痛榨們轅孩篷寫林扁涉慢欣寫靠鉗盛護(hù)反譯聘蠢恰巋導(dǎo)肉澳瞎晴蕾辜柏偏狙崎岸譚燈拳離鎮(zhèn)勃條島梗潦泄蘋掛翁沈棵荒祖號(hào)商舉拭個(gè)疫專揮階潦損訂絕定勉欣月梆魁吵炔怖詩(shī)謎丘便趙城拐橙輪有騁誣菜堵枚嚴(yán)項(xiàng)涼侖能爽柯黑阮余亭頰涵攫矛踢鎬藤繞碉燭哺宣燈舅牙馬渺范平再襯閘臟賒壯甩腆枝突做氓幻非個(gè)瑯揚(yáng)月吾檢蔡武論汕躥循募賤單持邢洛實(shí)用水處理技術(shù)叢書城市污水生物處理新技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用——水解好氧生物處理工藝王凱軍 賈立敏 編著化學(xué)工業(yè)出版社環(huán)境科學(xué)與工程出版中心北 京2001年10月第一版2001年1月北京第1次印刷目 錄第一節(jié) 水解（酸化）工藝與厭氧工藝 4一、基本原理 4二、水解好氧工藝的開發(fā) 5三、水解（酸化）工藝與厭氧發(fā)酵的區(qū)別 6第三節(jié) 水解好氧生物處理工藝特點(diǎn) 8水解池與厭氧UASB工藝啟動(dòng)方式不同 8水解池可取代初沉池 9較好的抗有機(jī)負(fù)荷沖擊能力 10水解過(guò)程可改變污水中有機(jī)物形態(tài)及性質(zhì)，有利于后續(xù)好氧處理 10在低溫條件下仍有較好的去除效果 11有利于好氧后處理 11可以同時(shí)達(dá)到對(duì)剩余污泥的穩(wěn)定 12第四節(jié) 水解好氧生物處理工藝的機(jī)理 12一、有機(jī)物形態(tài)對(duì)水解去除率的影響 12二、有機(jī)物降解途徑 13三、水解池動(dòng)態(tài)特性分析 14四、難降解有機(jī)物的降解 15第五節(jié) 水解工藝對(duì)后續(xù)好氧工藝的影響 20有機(jī)物含量顯著減少 21B/C比值和溶解性有機(jī)物比例顯著增加 21BOD5降解動(dòng)力學(xué) 22污泥和COD去除平衡 22第六節(jié) 水解工藝的污泥處理 24一、傳統(tǒng)污泥處理的目的和手段 24二、污泥有機(jī)物的降解表 25三、污泥脫水性能及處理 25第七節(jié) 水解池的啟動(dòng)和運(yùn)行 27一、水解池的啟動(dòng)方式 27二、配水系統(tǒng) 30三、排泥 32四、負(fù)荷變化對(duì)水解池處理效果的影響 33第八節(jié) 水解工藝的進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用 35一、芳香類化合物的去除 35二、奈的去除 35三、鹵代烴的去除 35四、難生物降解工業(yè)廢水處理的實(shí)際應(yīng)用 35五、高懸浮物含量廢水的水解處理工藝 36六、水解工藝的適用范圍及要求 37第九節(jié) 水解好氧工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 39一、厭氧處理應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)分析 39二、水解好氧系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù) 40第十節(jié) 水解好氧生物處理工藝設(shè)計(jì)指南 42一、預(yù)處理設(shè)施 42二、水解池的詳細(xì)設(shè)計(jì)要求 42三、反應(yīng)器的配水系統(tǒng) 43四、管道設(shè)計(jì) 46五、出水收集設(shè)備 46六、排泥設(shè)備 47水解好氧生物處理工藝根據(jù)傳統(tǒng)活性污泥工藝基建投資高、運(yùn)行費(fèi)用高以及電耗高等問(wèn)題，北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院（原北京市環(huán)境保護(hù)研究所）在20世紀(jì)80年代初開發(fā)了水解（酸化）好氧生物處理工藝。經(jīng)過(guò)十多年的開發(fā)，圍繞水解好氧技術(shù)已經(jīng)形成一套完整的工藝技術(shù)。特別是北京市密云縣城污水處理廠（）、河南安陽(yáng)市豆腐營(yíng)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。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。因此，可以講水解好氧生物處理工藝是我國(guó)獨(dú)立自主開發(fā)的污水處理工藝，為我國(guó)的水污染控制作出了積極的貢獻(xiàn)。第一節(jié) 水解（酸化）工藝與厭氧工藝一、基本原理污水生物處理工藝分好氧工藝和厭氧工藝，這兩類工藝各有其優(yōu)缺點(diǎn)。如何能使好氧生物處理工藝提高污泥濃度，減少氧的消耗‘如何使厭氧生物處理工藝縮短處理時(shí)間和提高處理負(fù)荷，是值得進(jìn)一步研究的課題。好氧（微需氧）過(guò)程 厭氧（缺氧）過(guò)程（1）COD→H2O+CO2 （2）COD→CH4+CO2傳統(tǒng)好氧工藝 傳統(tǒng)厭氧工藝（3）NH4+→NO3 （4）NO3→N2硝化工藝 反硝化或缺氧工藝（5）H2S→S0 （6）SO42→H2S微需氧或好氧工藝 厭氧反應(yīng)（7）RCl→CO2+Cl （8）R3CCl→CH4+CO2+Cl好氧反應(yīng) 厭氧反應(yīng)從化學(xué)反應(yīng)式（1）（8）來(lái)看，除反應(yīng)式（1）、（2）為傳統(tǒng)的好氧和厭氧工藝外，其他均為兼性菌的反應(yīng)。事實(shí)上，利用兼性細(xì)菌的工藝人們已開始有所涉及。在含有硫酸鹽的有機(jī)廢水中，厭氧反應(yīng)將有機(jī)物和硫酸鹽分別轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸和硫化氫（反應(yīng)式（6）），產(chǎn)生的硫化氫被微需氧細(xì)菌直接氧化為硫元素。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））。例如，目前國(guó)際和國(guó)內(nèi)上流行的AB工藝和序批式活性污泥（SBR）工藝。對(duì)于后者而言，在SBR的反應(yīng)過(guò)程同樣經(jīng)歷了好氧缺氧和厭氧的過(guò)程。水解池利用水解和產(chǎn)酸微生物，將污水中的固體、大分子和不易生物降解的有機(jī)物降解為易于生物降解的小分子有機(jī)物，使得污水在后續(xù)的好氧單元以較少的能耗和較短的停留時(shí)間下得到處理。由于水解池具有改善污水可生化性的特點(diǎn)，使得本工藝不僅適用于易于生物降解的城市污水等，同時(shí)更加適用于處理不易生物降解的某些工業(yè)廢水，如紡織廢水，印染廢水，焦化廢水，釀酒廢水，化工廢水，造紙廢水等。19831984年在北京進(jìn)行了第一階段實(shí)驗(yàn)，采用37L的UASB反應(yīng)器，并配有三相分離器。盡管停留時(shí)間很長(zhǎng)（），但沼氣產(chǎn)量很低，（m3從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看厭氧階段的處理不足以使出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，不得不采用好氧后處理。在北京進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)屬于冬季水溫（最低為9℃）較低的實(shí)驗(yàn)。首先總的去除效果不理想，這是針對(duì)達(dá)標(biāo)和總的停留時(shí)間而言。第二，停留時(shí)間在824h的厭氧系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)能力將大為降低，COD的去除率僅3060%。為了解決上述問(wèn)題，將UASB反應(yīng)器的運(yùn)行方式改變?yōu)椴糠謪捬酰粗饕趨捬醴磻?yīng)的水解和酸化階段（這也是稱為水解好氧工藝的原因），從而在反應(yīng)器中取消了三相分離器，使得反應(yīng)器結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，便于放大。新工藝有兩個(gè)最為顯著的特點(diǎn)：其一，水解池取代了傳統(tǒng)的初沉池，水解池對(duì)有機(jī)物的去除率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的初沉池，更為重要的是經(jīng)過(guò)水解處理，污水中的有機(jī)物不但在數(shù)量上發(fā)生了很大變化，而且在理化性質(zhì)上發(fā)生了更大變化，使污水更適宜后繼的好氧處理，可以用較少的氣量在較短的停留時(shí)間內(nèi)完成凈化；其二，這種工藝在處理污水的同時(shí)，完成了對(duì)污泥的處理，使污水、污泥處理一元化，可以從傳統(tǒng)的工藝過(guò)程種取消消化池。三、水解（酸化）工藝與厭氧發(fā)酵的區(qū)別從原理上講，水解（酸化）是厭氧消化過(guò)程的第一、二兩個(gè)階段。水解（酸化）好氧處理系統(tǒng)中的水解（酸化）段的目的，對(duì)于城市污水是將原水中的非溶解態(tài)有機(jī)物截留并逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鈶B(tài)有機(jī)物；對(duì)于工業(yè)廢水處理，主要是將其中難生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到馕镔|(zhì)，提高廢水的可生化性，以利于后續(xù)的好氧生物處理。在連續(xù)厭氧過(guò)程中水解、酸化的目的是為混合厭氧消化過(guò)程中的甲烷化階段提供基質(zhì)。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(guò)程均產(chǎn)生有機(jī)酸，但是由于三者的處理目的的不同，各自的運(yùn)行環(huán)境和條件有著明顯的差異，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。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。（2）pH值不同在厭氧消化系統(tǒng)中，消化液的pH值控制在甲烷菌生長(zhǎng)的最佳pH值范圍。對(duì)于水解（酸化）好氧處理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于濃度低不存在酸的抑制問(wèn)題，因此，可以不控制pH值的范圍。而水解處理工藝對(duì)溫度無(wú)特殊要求，通常在常溫下運(yùn)行，也可獲得較為滿意的水解（酸化效果）。在厭氧消化系統(tǒng)種，由于嚴(yán)格地控制在厭氧條件下，系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)菌群為專性厭氧菌，因此完成水解（酸化）的微生物主要為厭氧微生物。對(duì)于兩相厭氧消化系統(tǒng)中的產(chǎn)酸相，微生物的優(yōu)勢(shì)菌群隨控制的氧化還原電位不同而變化。需要說(shuō)明的是，水解好氧工藝中的水解（酸化）過(guò)程與好氧AO（HO）、A2O和AB等工藝A段中發(fā)生的水解過(guò)程也是有較大區(qū)別的。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。在厭氧消化系統(tǒng)中，水解（酸化）產(chǎn)生的有機(jī)酸被立即轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳（沼氣）。而兩相厭氧消化中的產(chǎn)酸相的產(chǎn)物主要為高濃度有機(jī)酸（主要為乙酸）、少量甲烷和二氧化碳（見表21）表21水解（酸化）好氧處理工藝中是水解（酸化）與厭氧消化的比較工藝項(xiàng) 目水解（酸化）好氧中的水解（酸化）段兩相厭氧消化中的產(chǎn)酸相厭氧消化Eh/Mv0100～300300pH值～～～溫度不控制控制控制優(yōu)勢(shì)微生物兼性菌兼性菌+厭氧菌厭氧菌產(chǎn)氣中甲烷含量極少少量大量最終產(chǎn)物低濃度的有機(jī)酸高濃度的有機(jī)酸如乙酸、少量CH4/CO2CH4/CO2水解工藝的研究工作是從污水的厭氧好氧生物處理小試驗(yàn)開始，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)和理論分析，逐步發(fā)展為水解（酸化）好氧生物處理工藝。如上一章所述厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣過(guò)程可分為水解階段、酸化階段、乙酸化階段和甲烷階段等四個(gè)階段。采用水解池較之全過(guò)程的厭氧池（消化池）具有以下的優(yōu)點(diǎn)。故水解池可以改變?cè)鬯目缮?，從而減少反應(yīng)的時(shí)間和處理的能耗。工藝僅產(chǎn)生很少的難厭氧降解的生物活性污泥，故實(shí)現(xiàn)污水、污泥一次性處理，不需要經(jīng)常加熱的中溫消化池。由于這些特點(diǎn)，可以設(shè)計(jì)出適應(yīng)大、中、小型污水處理廠所需的構(gòu)筑物。（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。第三節(jié) 水解好氧生物處理工藝特點(diǎn)水解池與厭氧UASB工藝啟動(dòng)方式不同水解池的啟動(dòng)采用了動(dòng)力學(xué)控制措施，通過(guò)調(diào)整水力停留時(shí)間，利用水解細(xì)菌、產(chǎn)酸菌與甲烷菌生長(zhǎng)速度不同，利用水的流動(dòng)造成甲烷菌在反應(yīng)器中難于繁殖的條件。這也初步證實(shí)了采用動(dòng)力學(xué)控制措施的有效性。污泥中雜質(zhì)較多，VSS/%，%。在高倍顯微鏡下發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的形態(tài)以長(zhǎng)短桿菌為主。系統(tǒng)中微生物主要是兼性微生物。工藝希望在水力學(xué)控制條件下，系統(tǒng)中以水解和產(chǎn)酸菌為主。定性結(jié)果如表25中的數(shù)據(jù)所示。從水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果看，進(jìn)水的揮發(fā)性有機(jī)酸從54mg/，這充分正證實(shí)了采用動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)處于水解酸化階段是行之有效的。因初沉池的去除率受水質(zhì)影響較大，出水水質(zhì)波動(dòng)范圍較大，而水解池出水水質(zhì)比較穩(wěn)定。表26 水解池與初沉池處理效果項(xiàng)目水解反應(yīng)器平流多斗沉淀池停留時(shí)間/hCOD去除率/%BOD去除率/%181217SS去除率/%79424047較好的抗有機(jī)負(fù)荷沖擊能力圖27是進(jìn)水濃度與去除率的關(guān)系，從圖27可見，進(jìn)水濃度越高，COD去除率越高。水解池對(duì)于進(jìn)水濃度變化而引起的沖擊負(fù)荷有很大得抵抗能力，（m3d），出水COD從207mg/L變化到316mg/L。如屠宰廢水、啤酒廢水雖然可生物降解的可溶性COD成分高，但是廢水中懸浮性顆粒狀COD含量也很高，所以適合采用水解處理。在運(yùn)轉(zhuǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)水解池出水溶解性COD、BOD值高于進(jìn)水的情況，這說(shuō)明反應(yīng)中有相當(dāng)數(shù)量的不溶性有機(jī)物溶解于水中，在1020℃條件下去除懸浮物有48%發(fā)生水解。通過(guò)對(duì)水解池進(jìn)、出水有機(jī)酸分析結(jié)果表明，出水的溶解性COD已不是原來(lái)的溶解性COD，其中揮發(fā)性有機(jī)酸濃度大幅度上升，可以從占進(jìn)水溶解性組分9%上升到出水的25%。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?yàn)樗獬貙儆谏魇轿勰啻卜磻?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(dá)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(jī)物通過(guò)時(shí)將其吸附截留，這延長(zhǎng)了污染物在池內(nèi)的停留時(shí)間，從而保證了去除率。在池容、水質(zhì)相同，停留時(shí)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BO