一天处理10吨一体化污水处理设备

一天处理10吨一体化污水处理设备

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水解(酸化)法工艺原理与特征
水解是指有机(底物)进入微生物细胞前，在胞外进行的生物化学反应。这一阶段的基本特征是生物化学反应发生的细胞外，微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应，生物催化反应主要表现为大分子物质的断链和水溶。自然界中许多物质(蛋白质、糖类、脂肪等)能以好氧、缺氧或厌氧条件进行水解。
酸化是一类典型的发酵过程，这一阶段的基本特征是微生物的代谢产物主要为各种有机酸(乙酸，丙酸、丁酸等)。在厌氧条件下的混合微生物系统中，即使严格地控制条件，水解和酸化截然分开，这是因为水解实际上是一种有发酵细菌。水解是耗能过程，发酵细菌付出能量进行水解的目的，是为了取得能进行发酵的水溶性底物，并通过胞内的生化反应取得能源，同时排出代谢产物(厌氧条件下主要为各种有机酸)。如果废水中存在不溶性和溶解性有机物时，水解和酸化更是不可分割地同时进行。在实际工程中，应使酸化过程控制在*小范围，因为酸化使混合液pH下降太多时，不利于水解的进行。
②影响水解(酸化)过程的重要因素
(a)pH
水解(酸化)微生物对pH变化的适应性较强，水解(酸化)过程可在pH为3.5～10.0的进行，但*佳的pH为5.5～6.5。
(b)水温
研究表明，水温在10℃～20℃之间变化时对水解反应速度影响不大，说明参与水解的微生物对低温变化的适应性强。
(c)底物的种类和形态
底物的种类和形态对水解(酸化)过程的速度有很大影响。就多糖、蛋白质和脂肪三类物质来说，在相同的操作条件下，水解(酸化)速度依次减小。对同类有机物来说，分子量越大，水解越困难，相应地水解速度就越小。颗粒状有机物，粒径越大，单位重量有机物的比表面积就越小，水解速度也越小；粒径越小，水解液中溶解性COD浓度就越高，水解速度越大。

(d)污泥生物固体停留时间
在常规的厌氧条件下，混合厌氧消化系统中，水解(酸化)微生物的比增殖速度高于甲烷菌。因此，当系统的生物固体停留时间较小时，甲烷菌的数量将减少，直至完全淘汰。在水解池内，原废水中可生物降解机组分被水解为溶解性有机物，微生物自身得以增殖；不可生物降解的固体有机物组分以及无机固体组分在水解池内被部分截留。不可生物降解的有机物和无机固体在水解池内积累，会大大降低水解速度，干扰水解池的正常运行。为了保持水解微生物的活性，水解池内水解微生物浓度应保持一个合适的浓度。这都是靠控制水解生物固体停留时间来完成的，也就是说，水解污泥的生物固体停留时间决定污泥的浓度和性质。生物固体停留时间由排出剩余污泥来控制。
(e)水力停留时间
对水解(酸化)反应器来说，水力停留时间越长，底物与水解微生物接触时间也就越长，相应地水解效率也就越高。水力停留时间与废水的水质、水解反应器的类型、水解池污泥浓度、生物固体停留时间等因素有关，*佳水力停留时间应通过试验或类似废水的运行资料确定。
上流式厌氧污泥床(UASB)反应器
(一)UASB反应器结构
需要掌握以下几点：
UASB反应器总体结构及运行流程；②污泥床；③污泥悬浮层；④沉淀区；⑤三相分离器；⑥布水系统。
UASB反应器总体结构及运行流程
UASB反应器主要包括主休部分和水封及沼气处理等附属设施，如图6-9.主体部分从功能上可分为两个区域，即反应区和分离区，反应区又包括厌氧污泥床和悬浮污泥层，含有大量沉降性能良好的的颗粒污泥或絮状污泥。废水尽可能均匀地从反应器底部进入，向上通过厌氧污泥床，与颗粒污泥充分接触，发生厌氧反应，在厌氧状态下产生沼气(主要甲烷和二氧化碳)。废水的向上流动和产生的大量沼气的上升对反应器内的颗粒污泥起到了良好的搅拌作用，引进污泥的内部循环，合一部分污泥向上运行，在污泥床上方形成相对稀薄的污泥悬浮层。在含有颗粒废水进入分离区后，附着在颗粒污泥上的气泡和自由气泡撞击到分离区中三相分离器气体反射板的底部，与污泥和废水发生分离，被收集在反应器顶部三相分离器的集气室内；释放气泡后的颗粒污泥由于重力作用沉淀到污泥层的表面，返回反应区；液体则经出水堰流出反应器。
UASB反应器还包括进水配水系统和三相分离器，如图6-9。UASB反应器内设三相分离器而省去沉淀池，又不需搅拌设备和填料，从而使结构趋于简单，便于工程放大和运行管理。
②污泥床
污泥床等效于整体UASB反应器的底部。污泥床内具有很高的污泥生物量，其污泥浓度一般为40000～80000mg/L。污泥床中的污泥由活性生物量(或细菌)占70%～80%以上的高度发展的颗粒污泥组成，具有优良的沉降性能，其沉降速度一般为1.2～1.4cm/s，其典型的污泥体积指数为10～20mL/g颗粒污泥中的生物相组成比较复杂，主要是杆菌、球菌和丝状菌等。
污泥床的容积一般占整个UASB反应器沉积的30%碪，但它对UASB反应器的整体处理效率起着极为重要的作用，对反应器中的有机物的降解量一般可占整个反应器全部降解量的70%～90%。污泥床对有机物的如此有效的降解用，使得在污泥床内产生大量的沼气。微小的沼气气泡经过不断的积累、合并逐渐形成较大的气泡，并通过其上升的作用而将整个污泥床层得到良好混合。
厌氧生物处理是在厌氧条件下，形成了厌氧微生物所需要的营养条件和环境条件，利用这类微生物分解废水中的有机物并产生甲烷和二氧化碳的过程。

一天处理10吨一体化污水处理设备高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段：水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。
（1）水解阶段水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。
（2）发酵（或酸化）阶段发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程，在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物，因此这一过程也称为酸化。
（3）产乙酸阶段在产氢产乙酸菌的作用下，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。
（4）甲烷阶段这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
酸化池中的反应是厌氧反应中的一段。
厌氧池是指没有溶解氧，也没有硝酸盐的反应池。缺氧池是指没有溶解氧但有硝酸盐的反应池。
酸化池---水解、酸化、产乙酸，限制甲烷化，有pH值降低现象。工艺简单，易控制操作，可去除部分COD。目的提高可生化性；
厌氧池---水解、酸化、产乙酸、甲烷化同步进行。需要调节pH，不易操作控制，去除大部分COD。目的是去除COD。
缺氧池---有水解反应，在脱氮工艺中，其pH值升高。在脱氮工艺中，主要起反硝化去除硝态氮的作用，同时去除部分BOD。也有水解反应提高可生化性的作用。
水解酸化池内部可以不设曝气装置，控制停留时间再水解、酸化阶段，不出现厌氧产气阶段，前两个阶段的COD去除率不是很高，因为他的目的只是将大分子的变成小分子有机物，一般去除率在20%左右，产气阶段的COD去除率一般在40%左右，但这是产生的硫化氢气体要进行除臭处理，且达到产气阶段的停留时间要较前两阶段长，也就是要出现厌氧状态。缺缺氧池内要设置曝气装置，控制溶解氧在0.3-0.8mg/l，利用兼氧微生物及生物膜来降解废水中的有机物，接触氧化池内的曝气器要慎重选择，既要保证供氧量，又要确保有利于生物膜的脱落、更新。一般不选用微孔曝气器作为池底的曝气器。
好氧池就是通过曝气等措施维持水中溶解氧含量在4mg/l左右，适宜好氧微生物生长繁殖，从而处理水中污染物质的构筑物；
厌氧池就是不做曝气，污染物浓度高，因为分解消耗溶解氧使得水体内几乎无溶解氧，适宜厌氧微生物活动从而处理水中污染物的构筑物；
缺氧池是曝气不足或者无曝气但污染物含量较低，适宜好氧和兼氧微生物生活的构筑物。
不同的氧环境有不同的微生物群，微生物也会在环境改变的时候改变行为，从而达到去除不同的污染物质的目的。
好氧池的作用是让活性污泥进行有氧呼吸，进一步把有机物分解成无机物。去除污染物的功能。运行好是要控制好含氧量及微生物的其他各需条件的*佳，这样才能是微生物具有*大效益的进行有氧呼吸。
厌氧处理是利用厌氧菌的作用，去除废水中的有机物，通常需要时间较长。厌氧过程可分为水解阶段、酸化阶段和甲烷化阶段。
水解酸化的产物主要是小分子有机物，使废水中溶解性有机物显著提高，而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内，而不溶性大分子物质首先要通过胞外酶的分解才得以进入微生物体内代谢。例如天然胶联剂（主要为淀粉类），首先被转化为多糖，再水解为单糖。纤维素被纤维素酶水解成纤维二糖与葡萄糖。半纤维素被聚木糖酶等水解成低聚糖和单糖。
水解过程较缓慢，同时受多种因素的影响，是厌氧降解的限速阶段。在酸化这一阶段，上述第yi阶段形成的小分子化合物在发酵细菌即酸化菌的细胞内转化为更简单的化合物并分泌到细菌体外，主要包括挥发性有机酸（VFA）、乳醇、醇类等，接着进一步转化为乙酸、氢气、碳酸等。酸化过程是由大量发酵细菌和产乙酸菌完成的，他们绝大多数是严格厌氧菌，可分解糖、氨基酸和有机酸。水解在化学上指的是化合物与水进行的一类反应的总称。