水解工艺对后续好氧工艺的影响

解工艺对后续好氧工艺的影响

水解工艺着眼于整个系统的处理效率和经济效率，放弃了厌氧反应中甲烷发酵阶段，利用厌氧反应中水解和产酸作用，使得污水、污泥一次得到处理。在整个过程中，大量悬浮物水解成可溶性物质，大分子降解为小分子，因此工艺过程中有许多不同于传统工艺的特点。且由于这些特点，单从出水水质COD、BOD₅等去除率来评价水解反应器的作用是不**的，应对后处理中各种现象进行分析，以**评价水解反应在整个系统中的功能。表2-10和表2-11为不同国家的城市污水在不同实验条件下，原水水质与水解出水的性质对比。

表2-10原污水与水解出水水质比较（北京市高碑店污水处理厂）

表2-11水解反应前后污水性质的变化（HRT=3.0h，荷兰Bennekom）

1、有机物含量显著减少

水解反应器的**个特点是对于有机污染物（特别是悬浮物）相对高的去除率，COD平均去除率为40%-50%，而悬浮性COD去除率更高，为60%-80%；出水悬浮物的浓度低于50mg/L，这些因素对于各种后处理是非常有利的。如采用活性污泥法后处理，由于有机物的绝大数量减少，与传统的活性污泥工艺相比，停留时间也可减少50%，同时曝气量减少50%。其基建总投资、能耗和运行费用可分别节省30%左右。如采用氧化塘后处理，与单独采用传统氧化塘相比，占地面积减少50%以上，基建投资降低50%，运行费用降低36%，并且基本上解决了一般氧化塘的淤结问题。若采用土地处理系统，由于经水解池处理后污水的可生化性提高，悬浮物弄地低于50mg/L，可大大提高土地的处理负荷，减少占地，提高处理效率，可应用于城市污水。根据实际情况的不同，后处理工艺目前的应用有以下几种形式。

（1）         水解-活性污泥处理工艺，如北京密云污水处理厂；

（2）         水解-氧化沟处理工艺，如河南安阳豆腐营污水处理厂；

（3）         水解-接触氧化处理工艺，如深圳白泥坑污水处理厂；

（4）         水解-土地处理工艺，如山东安丘污水处理厂；

（5）         水解-氧化塘处理工艺，如新疆昌吉污水处理厂；

2、B/C比值和溶解性有机物比例显著增加

不同条件下的城市污水经水解反应后，出水B/C值有所提高，如从0.345提高到0.414（北京），从0.53提高到0.64（荷兰）。B/C比值的提高说明废水可生化性的提高，这是水解反应的**个显著特点。

另外经水解处理后，溶解性有机物比例发生了很大变化，水解出水溶解性COD比例提高了1倍。而一般经初沉池后出水溶解性COD、BOD₅的比例变化较小。众所周知，微生物对有机物的摄取只有溶解性的小分子物质才可直接进入细胞体内，而不溶性大分子物质首先要通过细胞外酶的分解才可直接进入微生物体内的代谢过程。经水解处理，有机物在微生物的代谢途径上减少了一个重要环节，无疑将加速有机物的降解。这表明水解反应器相对于曝气池起到了预处理的作用，使得经水解处理后出水变得更易于被好氧菌降解。

水解池出水采用活性污泥后处理工艺与采用传统活性污泥工艺进行对比如下：在停留时间4h左右的情况下，不论采用穿孔管或中微孔曝气方式，BOD₅和COD去除率均显著高于传统工艺流程，且出水COD低于100mg/L，传统工艺停留时间8h左右仍然达不到与本工艺相接近的出水水质，因此，从曝气池容积上新工艺要少50%左右。曝气量若同样采用穿孔管曝气设备，曝气量可节省气量50%，同样采用中微孔曝气器时节省量为40%左右。

3、BOD₅降解动力学

原污水和水解出水BOD历时变化曲线不同（图2-15）。水解出水耗氧量开始变化很快，随后迅速趋于平稳，而原水耗氧量变化很缓慢。水解出水的BOD₅/BOD₂₀值从原水的0.56上升到0.79，在第8天水解出水好氧曲线开始转平；而原污水在第20天左右开始转平，时间上两者相差2.5倍。可以得出如下结论：

（1）        需氧量的差别，理论上使得处理水解池出水可降低50%的氧耗量；

（2）        在相同停留时间下，水解池出水有机物去除比例可高于传统工艺；

（3）        可生物降解物质的降解所需的反应时间两者相差2.5倍，这说明采用水解-好氧处理工艺可显著缩短曝气时间，从理论上讲，这个比例可高达60%。

4、污泥和COD去除平衡

在实验室（荷兰）的实验中，通过严格的物料平衡得到图2-16所示的COD和污泥平衡关系。从图中数据可以算出污泥的水解率为53.3%（以SS计），说明水解反应器中污泥也受到了充分的处理，这是水解反应的第三个显著特点。由图2-16给出的COD和污泥平衡可知，COD的平均去除率为40%，而接近25%的去除的COD仍然保留在污泥中并作为剩余污泥被排放，这表明水解反应器中污泥和污水可以同时得到处理。但从现在的数据很难对其余部分去除COD做完全的物料衡算分析，COD其他可能的降解途径还包括硫酸盐还原、氢气的产生和甲烷化过程等。

（2）生产性工程验证

通过对大型生产性装置观测（1985-1986年）的数据进行衡算，按以下各式计算污泥量：

总输入污泥量=