在眾多的污水處理工藝中，水解酸化一直是不可忽視的存在。

       水解酸化，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是厭氧的初級(jí)階段。在這個(gè)階段，主要通過(guò)胞外酶的作用將水中的高分子有機(jī)物分解成為小分子的有機(jī)物。

       不同工藝水解酸化的處理目的不同。比如耗氧生物處理工藝中的目的是將原有廢水中的非溶解性有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑杂袡C(jī)物，而混合厭氧消化工藝中的水解酸化目的是為混合厭氧消化過(guò)程的甲烷發(fā)酵提供底物。

       總的來(lái)說(shuō)，水解酸化工藝有機(jī)物去除率高，廢水處理濃度高，水處理能力大，耐沖擊負(fù)荷，運(yùn)行成本低，在污水處理中依然起著重要作用。小面就就帶你深入了解水解酸化工藝。

1.水解酸化工藝原理

       廢水厭氧生物處理是指在無(wú)氧條件下通過(guò)厭氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，將廢水中各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過(guò)程。而在厭氧生化處理過(guò)程中，高分子有機(jī)物的厭氧降解過(guò)程可以被分為四個(gè)階段：

       水解階段

       高分子有機(jī)物相對(duì)分子量巨大，不能透過(guò)細(xì)胞膜，不能為細(xì)菌直接利用，因此它們?cè)诘谝浑A段被細(xì)菌胞外酶分解為小分子。例如：纖維素被纖維素水解酶水解為纖維素二糖與葡萄糖，淀粉被水解為淀粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被蛋白質(zhì)酶水解為多肽與氨基酸等。這些小分子的產(chǎn)物能夠溶解于水并透過(guò)細(xì)胞膜為細(xì)菌所利用。

       酸化階段

       在這一階段，上述小分子的化合物在酸化菌的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更為簡(jiǎn)單的化合物并分泌到細(xì)胞外。

       這一階段的主要產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等。與此同時(shí)，酸化菌也利用部分物質(zhì)合成新的細(xì)胞物質(zhì)，因此未酸化廢水厭氧處理時(shí)產(chǎn)生更多的剩余污泥。

       乙酸階段

       在此階段，上一階段的產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細(xì)胞物質(zhì)。

       產(chǎn)甲烷階段

       這一階段里，乙酸，氫氣、碳酸、甲酸和甲醇等被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳和新的細(xì)胞物質(zhì)。

       利用前面的水解酸化階段可以使廢水中有機(jī)大分子物質(zhì)被細(xì)胞外酶分解為小分子，這些小分子的水解產(chǎn)物能夠溶解于水并透過(guò)細(xì)胞膜為細(xì)菌所利用，可改善廢水的可生化性。

2、水解酸化工藝優(yōu)勢(shì)

       1厭氧生物處理

       厭氧生物處理是經(jīng)大量微生物的協(xié)同作用共同完成的。根據(jù)有機(jī)物所達(dá)到的分解程度的不同，厭氧處理可以分為兩種類型：酸發(fā)酵和甲烷發(fā)酵。前者是以有機(jī)酸為主要發(fā)酵產(chǎn)物，而后者則以甲烷為主要發(fā)酵產(chǎn)物。

       所謂酸發(fā)酵也稱作水解酸化，是一種不徹底的有機(jī)物厭氧轉(zhuǎn)化過(guò)程，其作用在于使復(fù)雜的不溶性高分子有機(jī)物經(jīng)過(guò)水解和產(chǎn)酸過(guò)程，轉(zhuǎn)化為溶解性的簡(jiǎn)單低分子有機(jī)物。

       2有效去除能力

       因?yàn)閺U水多為酸性，故廢水處理時(shí)通常會(huì)用 Na2CO3 對(duì)廢水進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其從酸性變?yōu)閴A性，從而增強(qiáng)緩沖能力。

       另需注意的一點(diǎn)是，微生物的數(shù)量會(huì)隨著 pH 值的變化而變化。所以，如果將 pH 值始終保持為4.8，廢水中有機(jī)物就會(huì)加快反應(yīng)與擴(kuò)散的速度，數(shù)量明顯減少，進(jìn)而提升了技術(shù)的去污能力。

       3總磷的去除

       用該技術(shù)處理廢水中的總磷，是用微生物同化的方式，因此，磷的消除率取決于產(chǎn)生的微生物數(shù)量。而水解酸化技術(shù)處理廢水的過(guò)程中，會(huì)根據(jù)這一特點(diǎn)，適當(dāng)增加微生物的數(shù)量，待這些微生物的數(shù)量與廢水內(nèi)微生物融合后，可高效率地與磷發(fā)生反應(yīng)以減少磷的數(shù)量。

       4提高可生化性

       該技術(shù)的最大功效即為提高生化性。它是指廢水處理的過(guò)程中，根據(jù)廢水內(nèi)各類物質(zhì)的特點(diǎn)，用不同的方式優(yōu)化廢水的處理，并逐步提升可生化性。

       5較強(qiáng)的抗負(fù)荷沖擊能力

       實(shí)際處理廢水的過(guò)程中，容積負(fù)荷可直接影響最終的處理效果。如果負(fù)荷較小，會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)，負(fù)荷過(guò)大，也會(huì)引起某一物質(zhì)的含量過(guò)高，失去對(duì) pH 值的控制。

       所以，合理控制容積負(fù)荷的大小，是提高廢水處理效率的保證。數(shù)據(jù)證明，當(dāng) BOD5 容積負(fù)荷在 1.14～6.56kg/m3/d 之間時(shí)，有較強(qiáng)的抗負(fù)荷沖擊能力。

3、水解酸化的影響因素

       1基質(zhì)的種類和顆粒粒徑

       基質(zhì)不同，其水解難易亦不同?；|(zhì)的種類對(duì)水解酸化過(guò)程的速率有重要影響。如脂肪、蛋白質(zhì)、多糖在其他條件相同的條件下，水解速率逐漸增大；對(duì)同類型有機(jī)物來(lái)說(shuō)，分子量大的要比分子量小的更難水解；從分子結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，水解難易程度為直鏈結(jié)構(gòu)＞支鏈結(jié)構(gòu)＞環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且單環(huán)化合物易于雜環(huán)化合物。污染物的顆粒的大小對(duì)水解速率的影響也很大。顆粒粒徑越大，單位重量的比表面積就小，越難于水解。因此，對(duì)于顆粒大有機(jī)污染物濃度較高的廢水或污泥，先破碎后再進(jìn)入水解池，加速水解（酸化）速率。

       2容積負(fù)荷

       容積負(fù)荷是水解過(guò)程的重要工藝參數(shù)之一，它反映了進(jìn)水濃度與停留時(shí)間對(duì)厭氧過(guò)程的綜合影響。對(duì)于水解反應(yīng)器，容積負(fù)荷設(shè)計(jì)取值較低，提高水力停留時(shí)間，使污染物質(zhì)與水解微生物接觸時(shí)間加長(zhǎng)，溶解出COD濃度變高，水解也越完全。對(duì)于對(duì)于城市污水，水解反應(yīng)可在很短時(shí)間內(nèi)完成，容積負(fù)荷可取相對(duì)較高值；而對(duì)于工業(yè)廢水比例較大的的污水，容積負(fù)荷需根據(jù)廢水性質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

       3配水系統(tǒng)

       水解池良好運(yùn)行的重要條件之一是保障污泥和廢水之間的充分接觸，因此系統(tǒng)底部的布水系統(tǒng)應(yīng)該盡可能地均勻。水解反應(yīng)器的配水系統(tǒng)是一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，為了使反應(yīng)器底部進(jìn)水均勻，有必要采用將進(jìn)水均勻分配到多個(gè)進(jìn)水點(diǎn)的分配裝置。

       4上升流速

       為確保水解反應(yīng)器中泥水的充分接觸及出水水質(zhì)，水解池的上升流速應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)。當(dāng)上升流速偏低時(shí)，大量的較密實(shí)的活性污泥沉積在水解池的底部，在污水上升的過(guò)程中，泥水不能充分接觸反應(yīng)，從而導(dǎo)致了去除效果較差。當(dāng)上升流速偏高時(shí)，會(huì)造成水解池的活性污泥大量流失。出水帶泥，一方面對(duì)后續(xù)好氧生化處理的微生物造成毒性，另一方面無(wú)法保證水解池的去除效果。

       4、結(jié)語(yǔ)

       水解酸化工藝作為預(yù)處理，可以比較明顯地提高廢水的可生化性，為后續(xù)的好氧處理提供可靠的保證。

       對(duì)于含有大量懸浮物質(zhì)和大分子物質(zhì)的廢水，利用水解酸化作為厭氧反應(yīng)器的預(yù)處理，可以保證產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行，并可以大幅度地縮短處理時(shí)間。