水解-好氧生物處理工藝

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-好氧生物處理工藝目錄TOC\o"1-3"\h\zHYPERLINK\l"_Toc28663835"第一節(jié)水解（酸化）工藝與厭氧工藝4HYPERLINK\l"_Toc28663836"一、基本原理4HYPERLINK\l"_Toc28663837"二、水解-好氧工藝的開發(fā)5HYPERLINK\l"_Toc28663838"三、水解（酸化）工藝與厭氧發(fā)酵的區(qū)別6HYPERLINK\l"_Toc28663839"第三節(jié)水解-好氧生物處理工藝特點(diǎn)8HYPERLINK\l"_Toc28663840"1、水解池與厭氧UASB工藝啟動(dòng)方式不同8HYPERLINK\l"_Toc28663841"2、水解池可取代初沉池9HYPERLINK\l"_Toc28663842"3、較好的抗有機(jī)負(fù)荷沖擊能力10HYPERLINK\l"_Toc28663843"4、水解過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10HYPERLINK\l"_Toc28663844"5、在低溫條件下仍有較好的去除效果11HYPERLINK\l"_Toc28663845"6、有利于好氧后處理11HYPERLINK\l"_Toc28663846"7、可以同時(shí)達(dá)到對(duì)剩余污泥的穩(wěn)定12HYPERLINK\l"_Toc28663847"第四節(jié)水解-好氧生物處理工藝的機(jī)理12HYPERLINK\l"_Toc28663848"一、有機(jī)物形態(tài)對(duì)水解去除率的影響12HYPERLINK\l"_Toc28663849"二、有機(jī)物降解途徑13HYPERLINK\l"_Toc28663850"三、水解池動(dòng)態(tài)特性分析14HYPERLINK\l"_Toc28663851"四、難降解有機(jī)物的降解15HYPERLINK\l"_Toc28663852"第五節(jié)水解工藝對(duì)后續(xù)好氧工藝的影響20HYPERLINK\l"_Toc28663853"1、有機(jī)物含量顯著減少20HYPERLINK\l"_Toc28663854"2、B/C比值和溶解性有機(jī)物比例顯著增加21HYPERLINK\l"_Toc28663855"3、BOD5降解動(dòng)力學(xué)21HYPERLINK\l"_Toc28663856"4、污泥和COD去除平衡22HYPERLINK\l"_Toc28663857"第六節(jié)水解工藝的污泥處理23HYPERLINK\l"_Toc28663858"一、傳統(tǒng)污泥處理的目的和手段24HYPERLINK\l"_Toc28663859"二、污泥有機(jī)物的降解表25HYPERLINK\l"_Toc28663860"三、污泥脫水性能及處理25HYPERLINK\l"_Toc28663861"第七節(jié)水解池的啟動(dòng)和運(yùn)行27HYPERLINK\l"_Toc28663862"一、水解池的啟動(dòng)方式27HYPERLINK\l"_Toc28663863"二、配水系統(tǒng)29HYPERLINK\l"_Toc28663864"三、排泥32HYPERLINK\l"_Toc28663865"四、負(fù)荷變化對(duì)水解池處理效果的影響33HYPERLINK\l"_Toc28663866"第八節(jié)水解工藝的進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用34HYPERLINK\l"_Toc28663867"一、芳香類化合物的去除35HYPERLINK\l"_Toc28663868"二、奈的去除35HYPERLINK\l"_Toc28663869"三、鹵代烴的去除35HYPERLINK\l"_Toc28663870"四、難生物降解工業(yè)廢水處理的實(shí)際應(yīng)用35HYPERLINK\l"_Toc28663871"五、高懸浮物含量廢水的水解處理工藝36HYPERLINK\l"_Toc28663872"六、水解工藝的適用范圍及要求37HYPERLINK\l"_Toc28663873"第九節(jié)水解-好氧工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析39HYPERLINK\l"_Toc28663874"一、厭氧處理應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)分析39HYPERLINK\l"_Toc28663875"二、水解-好氧系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)40HYPERLINK\l"_Toc28663876"第十節(jié)水解-好氧生物處理工藝設(shè)計(jì)指南42HYPERLINK\l"_Toc28663877"一、預(yù)處理設(shè)施42HYPERLINK\l"_Toc28663878"二、水解池的詳細(xì)設(shè)計(jì)要求42HYPERLINK\l"_Toc28663879"三、反應(yīng)器的配水系統(tǒng)43HYPERLINK\l"_Toc28663880"四、管道設(shè)計(jì)46HYPERLINK\l"_Toc28663881"五、出水收集設(shè)備46HYPERLINK\l"_Toc28663882"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)。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。特別是北京市密云縣城污水處理廠（4.5萬m3/d規(guī)模）、河南安陽市豆腐營污水處理廠（規(guī)模1.0萬m3/d）、新疆昌吉市污水處理廠（1.5萬m3/d）和深圳寶胺安縣石巖污水處理廠（2.0萬m3/d）都相繼采用了該處理工藝。另外，國內(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。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。水解-好氧工藝在推廣過程中，全國各地有關(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。因此，可以講水解-好氧生物處理工藝是我國獨(dú)立自主開發(fā)的污水處理工藝，為我國的水污染控制作出了積極的貢獻(xiàn)。在以上的這一系列實(shí)踐過程中，通過對(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。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)。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。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。各種類型有機(jī)污染物的厭氧（缺氧）、好氧降解反應(yīng)過程匯總?cè)缦隆：醚酰ㄎ⑿柩酰┻^程厭氧（缺氧）過程（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）R-Cl→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)。人們過去對(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。事實(shí)上，利用兼性細(xì)菌的工藝人們已開始有所涉及。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。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。這可以用來去除硫化物并回收硫元素（反應(yīng)式（5））。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））。以上反應(yīng)是一些新工藝的化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)，其基本原理是新工藝開發(fā)的基礎(chǔ)和生長(zhǎng)點(diǎn)。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。前者是在A段的高吸附段發(fā)生了水解和部分酸化反應(yīng)，大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)，所以使得整個(gè)工藝的效率大為提高。對(duì)于后者而言，在SBR的反應(yīng)過程同樣經(jīng)歷了好氧-缺氧和厭氧的過程。成功地利用兼性微生物的典型工藝是由北京市環(huán)境保護(hù)研究院在20世紀(jì)80年代開發(fā)的水解-好氧生物處理工藝。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。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(yùn)行費(fèi)用可分別節(jié)省30%左右。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。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(duì)傳統(tǒng)的活性污泥工藝具有投資大、能耗高和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高等缺點(diǎn)，試圖采用厭氧處理工藝替代傳統(tǒng)的好氧活性污泥工藝。1983-1984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，停留時(shí)間為8.0h。在這一階段COD、BOD5和SS的去除率分別在50-70%、60-80%和70-90%。盡管停留時(shí)間很長(zhǎng)（8.0h），但沼氣產(chǎn)量很低，僅為0.02m3/（m3·d）。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來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。另外，UASB反應(yīng)器的反應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)，盡管其在運(yùn)行費(fèi)用和能耗等方面有一定的優(yōu)勢(shì)，但在基建投資方面不足以與傳統(tǒng)活性污泥工藝相競(jìng)爭(zhēng)。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)。在溫暖氣候條件下常溫（10-20℃）厭氧處理生活污水的實(shí)驗(yàn)，存在兩個(gè)問題。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。事實(shí)上，厭氧的停留時(shí)間在8-12h的去除效果還是相當(dāng)高的，但是，要考慮到其與傳統(tǒng)好氧工藝應(yīng)有競(jìng)爭(zhēng)力。第二，停留時(shí)間在8-24h的厭氧系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)能力將大為降低，COD的去除率僅30-60%。這樣還需要相當(dāng)客觀的好氧后處理設(shè)備。為了解決上述問題，將UASB反應(yīng)器的運(yùn)行方式改變?yōu)椴糠謪捬?，即主要在厭氧反?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。雖然水解反應(yīng)器的停留時(shí)間僅有2.5h，但分別可取得高達(dá)45.7%、42.3%和93.0%的COD、BOD5和SS去除率。后處理的活性污泥法僅需采用2.5h停留時(shí)間。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)的工藝過程種取消消化池。作為一種替代的處理工藝，在總的停留時(shí)間和能耗等方面比傳統(tǒng)的活性污泥要有很大的優(yōu)勢(shì)。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）是厭氧消化過程的第一、二兩個(gè)階段。但水解（酸化）-好氧處理工藝中的水解（酸化）段和厭氧消化的目標(biāo)不同，因此是兩種不同的處理方法。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。水解工藝的開發(fā)過程是從低濃度城市污水開始的，與高濃度廢水的厭氧消化中的水解、酸化過程是不同的。在連續(xù)厭氧過程中水解、酸化的目的是為混合厭氧消化過程中的甲烷化階段提供基質(zhì)。而兩相厭氧消化中的產(chǎn)酸段（產(chǎn)酸相）是將混合厭氧消化中的產(chǎn)酸段和產(chǎn)甲烷段分開，以便形成各自的最佳環(huán)境。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(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。（1）氧化還原電位（Eh）不同在混合厭氧消化系統(tǒng)中，由于完成水解、酸化的微生物和產(chǎn)甲烷微生物共處于同一個(gè)反應(yīng)器中，整個(gè)反應(yīng)器的氧化還原電位（Eh）的控制必須首先滿足對(duì)Eh要求嚴(yán)格的甲烷菌，一般為300mV以下，因此，系統(tǒng)中的水解（酸化）微生物也是在這一電位值下工作的。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。水解（酸化）-好氧處理工藝中的水解（酸化）段為一典型的兼性過程，只要Eh控制在0mV左右，該過程即可孫里進(jìn)行。（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，一般為6.8-7.2。在兩相厭氧消化系統(tǒng)中，產(chǎn)酸相的pH值一般控制在6.0-6.5之間，在酸化反應(yīng)器pH值降低時(shí)，丙酸的相對(duì)含量增大，而丙酸對(duì)后續(xù)的甲烷相中的產(chǎn)甲烷菌將產(chǎn)生強(qiáng)烈的抑制作用。對(duì)于水解（酸化）-好氧處理系統(tǒng)來說，由于濃度低不存在酸的抑制問題，因此，可以不控制pH值的范圍，一般pH在6.5-7.5之間。（3）溫度不同三種工藝對(duì)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（30-35℃），要么高溫消化（50-55℃）。而水解處理工藝對(duì)溫度無特殊要求，通常在常溫下運(yùn)行，也可獲得較為滿意的水解（酸化效果）。由于反應(yīng)條件不同，三種工藝系統(tǒng)種優(yōu)勢(shì)菌群也不相同。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。水解（酸化）工藝控制在兼性條件下，系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)菌群也是厭氧微生物，但以兼性微生物為主，完成水解（酸化）過程的微生物相應(yīng)也主要為厭氧（兼性）菌。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。當(dāng)控制的電位較低時(shí)，完成水解、產(chǎn)酸的微生物主要為厭氧菌；當(dāng)控制的電位較高時(shí)，則完成水解、產(chǎn)酸的微生物主要為兼性菌。需要說明的是，水解-好氧工藝中的水解（酸化）過程與好氧AO（HO）、A2O和AB等工藝A段中發(fā)生的水解過程也是有較大區(qū)別的。這表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：首先是菌中不同，如上所述在水解工藝中的優(yōu)勢(shì)菌群是厭氧微生物，以兼性微生物為主，而在好氧AO（HO）、A2O和AB等工藝A段中的優(yōu)勢(shì)菌是以好氧菌為主，僅僅部分兼性菌參加反應(yīng)；其次，在反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度不同，水解工藝采用的是升流式反應(yīng)器，其中污泥濃度可以達(dá)到15-25g/L，而好氧AO（HO）、A2O和AB等工藝中從二沉池回流的污泥濃度一般最高為5g/L，并且以好氧菌為主。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。微生物種群的差異使得三種工藝系統(tǒng)的最終產(chǎn)物也完全不同。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）。水解（酸化）工藝中的最終產(chǎn)物為低濃度有機(jī)酸，個(gè)別情況下還有極少量的甲烷。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2-1）表2-1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）-好好氧中的水解解（酸化）段段兩相厭氧消化中的的產(chǎn)酸相厭氧消化Eh/Mv0-100～-3000<-300pH值6.5～7.56.0～6.56.8～7.2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)酸如如乙酸、少量量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。在水解反應(yīng)器中實(shí)際上完成水解和酸化兩個(gè)過程（酸化也可能不十分徹底），但為了簡(jiǎn)化稱呼，簡(jiǎn)稱為水解。如上一章所述厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣過程可分為水解階段、酸化階段、乙酸化階段和甲烷階段等四個(gè)階段。水解池是把反應(yīng)控制在第二階段完成之前，不進(jìn)入第三階段。采用水解池較之全過程的厭氧池（消化池）具有以下的優(yōu)點(diǎn)。水解、產(chǎn)酸階段的產(chǎn)物主要為小分子有機(jī)物，可生物降解性一般較好。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。對(duì)固體有機(jī)物的降解可減少污泥量，其功能與消化池一樣。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。不需要密閉的池，不需要攪拌器，不需要水、氣、固三相分離器，降低了造價(jià)和便于維護(hù)。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。反應(yīng)控制在第二階段完成之前，出水無厭氧發(fā)酵的不良?xì)馕?，改善處理廠的環(huán)境。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。因此，水解-好氧生物處理工藝是有自己特點(diǎn)的一種新型的水處理工藝。第三節(jié)水解-好氧生物處理工藝特點(diǎn)1、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。圖2-6是水解池在啟動(dòng)期間污泥甲烷活性的變化，隨著水解池的運(yùn)行甲烷菌的活性逐步降低。這也初步證實(shí)了采用動(dòng)力學(xué)控制措施的有效性。采用城市污水直接培養(yǎng)成熟的水解污泥外觀呈黑色，結(jié)構(gòu)密實(shí)。污泥中雜質(zhì)較多，VSS/MLSS底部為57.5%，上部為55.1%。污泥層的平均污泥濃度為15g/L，污泥層在2.5-3.5m之間。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。由于進(jìn)水的溶解氧為零，所以好氧細(xì)菌得不到發(fā)展。系統(tǒng)中微生物主要是兼性微生物。一般認(rèn)為水解、產(chǎn)酸菌屬于兼性微生物，而產(chǎn)甲烷細(xì)菌是專性厭氧菌，不具備過氧化氫酶。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。為此，對(duì)接觸酶的活性與甲烷菌活性進(jìn)行檢驗(yàn)。定性結(jié)果如表2-5中的數(shù)據(jù)所示。表2-5生物污泥活性檢驗(yàn)污泥種類好氧活性污泥水解污泥肉聯(lián)廠厭氧污泥接觸酶活性+++++甲烷活性01①25.7結(jié)果表明，消化污泥的厭氧程度最高，而系統(tǒng)中水解污泥接觸酶反應(yīng)呈陽性，說明存在大量兼性微生物，而甲烷菌的活性不高，說明只有極少量的甲烷菌參加了反應(yīng)。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/L上升到90.9mg/L，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。2、水解池可取代初沉池從表2-6給出的水解池與初沉池運(yùn)行結(jié)果可知，在停留時(shí)間相當(dāng)?shù)那闆r下，水解池對(duì)懸浮物的去除率顯著高于初沉池，平均出水SS只有50mg/L，其COD、BOD5、蛔蟲卵的去除率也顯著地高于初沉池。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。在拿不出大量投資修建二級(jí)污水處理廠的地方，先采用水解池進(jìn)行一級(jí)處理，出水水質(zhì)將比初沉池有很大程度的改善。表2-6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/h2.53.03.51.672.223.33COD去除率/%%43.041.340.6BOD去除率/%%29.833.128.1181217SS去除率/%82.674.8794240473、較好的抗有機(jī)負(fù)荷沖擊能力圖2-7是進(jìn)水濃度與去除率的關(guān)系，從圖2-7可見，進(jìn)水濃度越高，COD去除率越高。進(jìn)水平均濃度為500mg/L時(shí)，COD去除率在45%左右。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，在實(shí)驗(yàn)中曾觀察到COD負(fù)荷從1.95kg/（m3·d）變化到8.8kg/（m3·d），出水COD從207mg/L變化到316mg/L。4、水解過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。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。對(duì)于城市污水，實(shí)驗(yàn)表明經(jīng)水解反應(yīng)后溶解性COD、BOD比例分別從進(jìn)水的50%、65%提高到出水的78%、77%，不溶性COD、BOD的去除率分別為74.5%、55.3%。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10-20℃條件下去除懸浮物有48%發(fā)生水解。但由于進(jìn)、出水溶解性COD、BOD的數(shù)值相差不大，因此，人們會(huì)誤認(rèn)為水解池僅僅起到物理解留作用。通過對(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%。5、在低溫條件下仍有較好的去除效果水解池即使在最低水溫（10℃）時(shí)仍可穩(wěn)定運(yùn)行，圖2-8為停留時(shí)間3.5h條件下，水溫與去除率的關(guān)系。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。6、有利于好氧后處理表2-7為水解工藝結(jié)合采用活性污泥后處理工藝與采用傳統(tǒng)活性污泥工藝的對(duì)比。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(shí)間8h左右仍然達(dá)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。若同樣采用穿孔管曝氣設(shè)備，曝氣可節(jié)省氣量50%，同樣采用中微孔曝氣器節(jié)省氣量為40%左右。表2-7不同工藝處理北京高碑店城市污水實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比項(xiàng)目傳統(tǒng)工藝曝氣池運(yùn)運(yùn)行水解-好氧工藝曝氣池運(yùn)運(yùn)行穿孔管曝氣中微孔曝氣穿孔管曝氣中微孔曝氣停留時(shí)間/h864.5844氣水比15:114:14.9:16.2:17.3:13.8:1回流比505060605050污泥指數(shù)SVI26523923125927370.8出水SS濃度/（mg/L）15.186.711.620.217.4出水COD濃度/（mmg/L）150162.014891.687.685.1出水BOD濃度/（mmg/L）9.829.512.08.812.66.67、可以同時(shí)達(dá)到對(duì)剩余污泥的穩(wěn)定如前所述，水解-好氧工藝的一個(gè)最顯著的特點(diǎn)就是污水、污泥一次得到處理，可以在傳統(tǒng)的工藝流程中取消消化池。通過示范工程1年的物料平衡，水解池中污泥的水解率可高達(dá)50%左右，排出系統(tǒng)污泥量比初沉池-消化池聯(lián)合系統(tǒng)低30%，結(jié)果證實(shí)存在取消消化池的可能性。對(duì)于污水處理廠而言，污泥量的平衡只是其中一個(gè)方面，還有其他一些重要的指標(biāo)，因此，需要對(duì)新工藝流程污泥處理指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)的對(duì)比和分析。（1）水解池可以同時(shí)穩(wěn)定污泥通過1年的示范工程，水解池平均去除的懸浮物量為311.7kg/d，水解池排出的污泥總量則為162kg/d，污泥水解率為48%。即去除的SS在微生物作用下發(fā)生水解，根據(jù)溫度不同污水水解率在30%-70%之間變化。（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(jì)依據(jù)。根據(jù)靜沉實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并經(jīng)過生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài)結(jié)果修正，從沉降實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察水解污泥沉降性能十分良好，SV為50%，SVI為34，沉降性能優(yōu)于初沉池和曝氣池污泥。在濃縮8-12h下，水解污泥的含水率可從98.5%降至90%左右，濃縮后污泥可直接進(jìn)行脫水。第四節(jié)水解-好氧生物處理工藝的機(jī)理一、有機(jī)物形態(tài)對(duì)水解去除率的影響污水中的污染物按分散劃分為懸浮狀、超膠體、膠體和溶解性4種不同形態(tài)。根據(jù)工程上采用的簡(jiǎn)單分離方法來劃分，定義為溶解性、膠體、超膠體和可沉的COD。例如：溶解性COD為通過0.45um濾膜的組分；膠體COD為通過4.4um濾紙的過濾液與溶解性COD之差；超膠體COD為通過4.4um-100um之間的組分；可沉的COD為粒徑>100um、通過4h沉淀可以去除的組分。根據(jù)以上分類，水解反應(yīng)器的運(yùn)行效果反應(yīng)前后的污水特性見圖2-9。從圖種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，城市污水進(jìn)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%。由此可見，水解池對(duì)懸浮性物質(zhì)的去除能力很強(qiáng)，所以水解工藝適合污水中含懸浮狀COD比例較高的廢水。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%。在運(yùn)轉(zhuǎn)中經(jīng)常有水解池出水溶解性COD、BOD值高于進(jìn)水的情況，這說明反應(yīng)中確有相當(dāng)數(shù)量的不溶性有機(jī)物溶解于水中，這通過污泥產(chǎn)量的計(jì)量可以得到進(jìn)一步證實(shí)，在10-20℃條件下去除懸浮物有48%發(fā)生水解。二、有機(jī)物降解途徑以COD為例，圖2-10給出了對(duì)可沉性、超膠體、膠體性和溶解性等不同物理狀態(tài)的有機(jī)污染物遷移轉(zhuǎn)化途徑的圖示。首先水解反應(yīng)器中的大量微生物將進(jìn)水中顆粒物質(zhì)和膠體物質(zhì)迅速截留和吸附，這是一個(gè)物理過程的快速反應(yīng)，一般只要幾秒到幾十秒即可完成，因此，反應(yīng)是迅速的。截留下來的物質(zhì)吸附在水解污泥的表面，漫漫地被分解代謝，其在系統(tǒng)內(nèi)的污泥停留時(shí)間要大于水力停留時(shí)間。在大量水解細(xì)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(fù)荷下隨水流移出系統(tǒng)。由于水解和產(chǎn)酸菌世代期較短，往往以分和小時(shí)計(jì)，因此，這一降解過程也是迅速的。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(jī)物發(fā)生水解增加了系統(tǒng)中溶解性有機(jī)物的濃度，因此，溶解性BOD、COD去除率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于10%。但是由于酸化過程的控制不能嚴(yán)格劃分，在污泥中可能仍有少量甲烷菌的存在，可能產(chǎn)生少量的甲烷，但甲烷在水中的溶解度也相當(dāng)可觀，故以氣體形成釋放的甲烷量很少?？梢钥闯觯夥磻?yīng)器集沉淀、吸附、網(wǎng)捕和生物絮凝等物理化學(xué)過程以及水解、酸化和甲烷化過程等生物降解功能于一體。這些過程在水解反應(yīng)器中得到了強(qiáng)化，這與功能單一的初沉池有本質(zhì)的區(qū)別。三、水解池動(dòng)態(tài)特性分析1、上升流速與系統(tǒng)內(nèi)污泥濃度的關(guān)系研究上升流速和污泥層高度（實(shí)際上是污泥濃度）之間的變化規(guī)律，可以忽略由于污泥積累造成的污泥區(qū)高度的變化。不斷調(diào)整進(jìn)水量，改變上升流速vi，在一個(gè)特定的上升流速下，測(cè)定穩(wěn)定后相對(duì)應(yīng)的污泥層高度（一般為改變負(fù)荷1h以后），并通過整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)污泥總量，換算出相對(duì)應(yīng)的污泥層高度內(nèi)平均濃度X，則可以得出圖2-11所示結(jié)果。圖2-11中v0為無量綱化上升流速，v0=vi/vmax，vmax為密云縣城市污水處理廠設(shè)計(jì)最大上升流速，m/h；X為平均污泥濃度，g/L。從圖2-11可見，在穩(wěn)定狀態(tài)下一個(gè)上升流速對(duì)應(yīng)于一個(gè)平均污泥濃度X。這種對(duì)應(yīng)關(guān)系是由于在水解池內(nèi)污泥在垂直方向的運(yùn)動(dòng)是污泥顆粒的平均濃度vr和水流的上升流速vi在穩(wěn)定狀態(tài)達(dá)到平衡時(shí)形成，即vr=vi。而污泥的沉淀速度與污泥濃度可用Dick理論公式描述：vr=αX-n=9.53X-0.75因此，通過圖2-11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’X-n=5.29X-0.75應(yīng)用上述關(guān)系，在實(shí)際運(yùn)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(duì)應(yīng)的污泥濃度分別約為40g/L，20g/L和60g/L。從以上數(shù)據(jù)可以看出，在最大流量條件下，污泥層由于膨脹而造成污泥濃度降低，同時(shí)引起污泥成層的沉淀速度提高，自動(dòng)保持反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度（約20g/L）；而隨著流量的減少，在最小流量時(shí)污泥濃度增加，沉速降低也達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，這時(shí)污泥濃度為60g/L。這一特征可以在運(yùn)轉(zhuǎn)管理中得到運(yùn)用，來制定不同的排泥措施，以減少污泥處理的投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。2、穩(wěn)定性分析水解反應(yīng)器屬上流式污泥床反應(yīng)器范疇，具有兩個(gè)基本功能：即生物反應(yīng)和沉淀功能。圖2-12給出了這兩者在水解反應(yīng)器中的相互約速關(guān)系。在水解酸化反應(yīng)中所需微生物的濃度與水力停留時(shí)間呈反向變化（反應(yīng)曲線）。從理論上講，在給定的污泥齡下（θc一定），狀態(tài)的穩(wěn)定點(diǎn)一定在反應(yīng)曲線之上。只要微生物量足夠多，則反應(yīng)不受停留時(shí)間的控制，這在工程上是十分有利的?？紤]到系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，停留時(shí)間越短越好，這要求運(yùn)行點(diǎn)A、B、C沿反應(yīng)曲線向左上移動(dòng)。隨著停留時(shí)間的限制，即受污水上升流速的制約。沉降曲線給出了這種限制關(guān)系，其將平面分為兩部分，右半平面為穩(wěn)定狀態(tài)，左平面是不穩(wěn)定狀態(tài)。有兩種情況會(huì)造成污泥界面上升；第一種情況，長(zhǎng)期不排泥，這時(shí)污泥面將不斷上升，這是由于污泥量增加使得污泥濃度增加，這時(shí)可通過排泥重新回到穩(wěn)定狀態(tài)；第二種情況，當(dāng)水力停留時(shí)間縮短，水的上升流速增大造成污泥界面上升，這可通過排泥來降低系統(tǒng)中的污泥量，使污泥濃度與停留時(shí)間達(dá)到一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)。圖2-12所示是設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理中的一個(gè)重要關(guān)系，其反映了生物反應(yīng)與沉淀作用這對(duì)矛盾的統(tǒng)一關(guān)系。由此可以得出結(jié)論，對(duì)于低濃度城市污水厭氧處理過程，水力停留時(shí)間和水力負(fù)荷是較有機(jī)負(fù)荷更為本質(zhì)和更有效的運(yùn)行、設(shè)計(jì)參數(shù)。四、難降解有機(jī)物的降解水解反應(yīng)器對(duì)有機(jī)物的降解在一定程度上只是一個(gè)預(yù)處理過程，水解反應(yīng)過程中沒有徹底完成有機(jī)物的降解任務(wù)，而是改變有機(jī)物的形態(tài)。具體講是將大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)，將難生化降解物質(zhì)降解為易生化降解的物質(zhì)。這樣使得以COD形式存在而BOD5不易檢出的有機(jī)物，在水解反應(yīng)過程中分解形成一些可以被BOD5測(cè)出的有機(jī)物，從而使B/C比例有所增加。使用色譜-質(zhì)譜聯(lián)機(jī)（GC/MS）對(duì)污水處理過程中污水含有的各種有機(jī)污染物進(jìn)行鑒定，是國內(nèi)外近年來在環(huán)境工作中的新進(jìn)展。色譜儀能有效地分離污水中有機(jī)混合物，而質(zhì)譜儀又能對(duì)單一組分進(jìn)行定性鑒定。采用液-液萃取、毛細(xì)管氣相色譜法及氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)機(jī)法，對(duì)有機(jī)污染物在水解池、曝氣池中的降解過程進(jìn)行了分析、研究，以期對(duì)有機(jī)污染物在新的工藝過程中的降解轉(zhuǎn)化過程的特殊性進(jìn)行了解。水樣采取24h的混合樣，水質(zhì)的常規(guī)指標(biāo)數(shù)據(jù)見表2-8。表2-8水質(zhì)參數(shù)表項(xiàng)目進(jìn)水濃度/（mgg/L）水解出水濃度/（mg/L）曝氣池出水濃度//（mg/L）COD541.0263.992.4BOD215.1111.56.48SS43222.719.7對(duì)水解反應(yīng)前后及最終出水有機(jī)物組分采用色譜-質(zhì)譜分析結(jié)果見圖2-13。峰面積數(shù)據(jù)由氣相色譜積分儀給出（面積由1000以上開始積分），有機(jī)物鑒定采用色譜-質(zhì)譜聯(lián)機(jī)法，由表2-9給出。需要說明的是，表2-9中只給出了主要的化合物，對(duì)于峰面積較小的化合物表2-9中沒有給出。表2-9采用色譜-質(zhì)譜聯(lián)機(jī)法鑒定不同處理階段有機(jī)物的定性分析結(jié)果序號(hào)化合物名稱分子式進(jìn)水水解出水二沉出水1含氧二氯甲基甲烷烷√21,2,3-三氯氯丙烷C3H5Cl3√3溴化二氯丙烷C3H5Cl2Br√42-溴-1-氯丙烷C3H6ClBr√51,3-二氯丙烷烷C3H4Cl2√62,3-二氯丙烷烷C3H4Cl2√71,2-雙（2--氯乙氧基）乙乙烷C6H12O2Cl2√√81,3-二氯-22-丙醇C3H6Cl2O√92,3-二氯-11-丙醇C3H6OCl2√10氯乙酸C2H3OCl2√11氯化甲醚CH5OCl√122,3-乙氯-22-甲基-丙醛C4H6COCl2√132,3’-氯雙（1-氯）-丙烷C6H12O2Cl2√141-溴-2-氟環(huán)戊烷C5H7BrF√154-氯苯酚C6H5Cl√16氯代苯酚√17氯萘C10H7Cl√182,6-二（1,,1-二甲基乙基基）苯酚C15H24O√√194,4’-（1,,1-甲基亞乙基基）雙酚C15H10O√20苯乙腈C8H7N√21萘C10H8√22乙酸苯乙酯C10H12O2√23丙酸苯乙酯C11H14O2√24未知峰√253-甲基丁酸苯乙酯C13H15O2√263-甲基-2,6-二羧基基-4-乙烯酸C7H8O4√√序號(hào)化合物名稱分子式進(jìn)水水解出水二沉出水27丙酸C3H6O2√28甘氨酸C2H5O2N√29甲基戊酸C6H12O2√30己酸C6H12O2√31庚酸C7H14O2√32辛酸C8H16O2√33壬酸C9H18O2√√343-甲-2,6-二氯--4-己酸√363-羥基十六酸甲酯C17H34O3√37羥基乙酸甲酯C3H6O3√38十六酸甲酯C17H40O2√39環(huán)戊基十一酸甲酯酯C17H32O2√4014-戊基酸甲酯酯C16H23O2√41氯乙酸丁酯C6H11O2Cl√42磷酸三丁酯C12H27O4PP√43未知峰√442-甲基-2-甲氯基丙C6H14O√45未知峰C9H13O√462-甲基-環(huán)戊硫醇C9H12S√47九碳醇C9H20O√√48未知峰√49十八稀醇C18H36O√50十二基環(huán)乙醇C13H35O√51N-甲基戊炔醇C6H10O√52未知峰√53未知峰√54三十二醇C32H64O√552-（9-十八基氯）乙醇C20H40O2√56甲基十二醇C13H28O√√57十八碳烯醛C18H34O√58甲-2-南乙醛C9HO2O2√592-乙基-4-戊醛C10H8√602-L-比南半乳乳C7H14O3√61D-吡喃果糖三苷C13H20O6√62（2-乙基己基）噻吩C12H20S√圖2-13是不同反應(yīng)階段堿性/中性化合物色譜變化圖和酸性化合物色譜變化圖，圖2-14是根據(jù)色譜圖計(jì)算不同保留時(shí)間間隔內(nèi)山峰峰數(shù)與峰面積反應(yīng)前后的對(duì)比圖?？梢苑治鲇幸韵聨讉€(gè)現(xiàn)象。不論是酸性組分或或堿性組分/中性組分色色譜圖，經(jīng)水水解反應(yīng)后出出峰時(shí)間都大大幅度提前，尤尤其以酸性組組分更為明顯顯，說明經(jīng)過過反應(yīng)后小分分子化合物增增加。酸性組分化合物個(gè)個(gè)數(shù)明顯增加加，由45個(gè)增至60個(gè)，同時(shí)，酸酸性組分總峰峰面積有所增增加。堿性/中性化合物數(shù)由335個(gè)減至18個(gè)，而堿性/中性組分峰峰面積有所減減少，以上事事實(shí)說明堿性性/中性化合物物經(jīng)酸化反應(yīng)應(yīng)后結(jié)構(gòu)發(fā)生生了很大變化化。化合物峰面積與峰峰數(shù)分布反應(yīng)應(yīng)前后發(fā)生變變化，原污水水是隨著保留留時(shí)間的增大大而增加，這這說明大分子子化合物比例例占絕大多數(shù)數(shù)，在保留時(shí)時(shí)間大于20min時(shí)，酸性組組分出峰個(gè)數(shù)數(shù)占出峰總數(shù)數(shù)51%，峰面積也也占同樣的比比例；經(jīng)水解解酸性反應(yīng)后后保留時(shí)間大大于20min，酸性組分分峰數(shù)占總峰峰數(shù)的比例降降為25%，峰面積比比例僅為4.6%；而保留時(shí)時(shí)間小于10min時(shí)，峰面積積的堿性/中性組分占92.5%，酸性組分分占83.9%，說明小分分子化合物占占化合物比例例的絕大部分分。詳細(xì)的數(shù)數(shù)據(jù)比例見圖圖2-14。堿性/中性化合物峰面積積有所減少，而而酸性組分總總峰面積有所所增加，說明明堿性/中性化合物物轉(zhuǎn)變?yōu)樗嵝孕曰衔?。通過上述現(xiàn)象分析析，結(jié)合質(zhì)譜譜化合物檢索索可以得出如如下結(jié)論。經(jīng)水解反應(yīng)池后，酸酸性化合物數(shù)數(shù)量和種類大大幅度增加，說說明水解反應(yīng)應(yīng)池對(duì)有機(jī)物物不僅僅起到到物理截留作作用，而是以以生物作用為為主的水解-酸化反應(yīng)過過程，同時(shí)也也說明酸化過過程的工程控控制措施是恰恰當(dāng)?shù)摹＝?jīng)水解-酸化反應(yīng)應(yīng)后，有機(jī)物物的種類并沒沒有減少，相相反增加了許許多小分子的的化合物，這這些化合物是是水解、酸化化反應(yīng)的中間間產(chǎn)物，這與與一般生物處處理構(gòu)筑物降降解規(guī)律是有有區(qū)別的。從從溶解性有機(jī)機(jī)物的數(shù)量（以以峰面積表示示）上，經(jīng)過過水解反應(yīng)后后總量有所增增加，這說明明部分不溶性性有機(jī)物經(jīng)過過水解-酸化反應(yīng)后后確實(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)闉槿芙庑杂袡C(jī)機(jī)物，從而使使懸浮性有機(jī)機(jī)物量有所減減少。進(jìn)水中主要有機(jī)物物相當(dāng)部分為為大分子化合合物（在C9以上），其其中有很多苯苯系化合物（見見表2-9），這些苯苯系化合物在在水解池出水水與最終出水水中部未檢出出，這說明難難降解大分子子物質(zhì)經(jīng)過水水解-酸化后可以以降解。從微微觀角度為說說明水解-好氧工藝最最終出水可優(yōu)優(yōu)于傳統(tǒng)好氧氧生物處理工工藝提供了理理論基礎(chǔ)。經(jīng)水解-酸化反應(yīng)應(yīng)后產(chǎn)物大部部分是酸性小小分子化合物物，且多為C2-C6化合物。經(jīng)經(jīng)過水解-酸化反應(yīng)后后，有機(jī)物的的種類并沒有有減少，相反反增加了許多多小分子的化化合物，這些些酸性化合物物容易被生物物降解，這也也從一個(gè)側(cè)面面說明，為什什么經(jīng)過水解解-酸化反應(yīng)后BOD5/COD比值有所提提高，即可生生化性有所提提高。這是由由于大分子難難降解化合物物降解為小分分子易降解的的酸性小分子子化合物所致致。經(jīng)過活性污泥法最最終處理后，出出水的化合物物種類和含量量有明顯減少少。BOD5去除率可達(dá)90%以上，但某某些化合物，如4，4-（1，1-甲基亞乙基）雙酚等化合物由于其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，在處理過程中沒有被分解。并且在處理后出現(xiàn)一些新化合物，如β-D-嗶喃果糖三苷等化合物，它們可能是微生物生物代謝過程中的中間產(chǎn)物，或者為某些胞外酶。這些有機(jī)物的共同特點(diǎn)是難于為生物所降解，這也說明為什么二級(jí)處理到一定程度，最終出水COD濃度仍然保持一定水平的原因。采用色質(zhì)聯(lián)用方法法研究水解-酸化過程特特性，進(jìn)一步步證實(shí)了對(duì)水水解池在工藝藝中所起作用用的分析、推推斷。從理論論上說明了水水解-好氧生物處處理的機(jī)理，但但在分析中也也存在一些沒沒有解決的問問題，例如，對(duì)對(duì)于水解降解解產(chǎn)物中一些些鹵代烴產(chǎn)物物的形成途徑徑缺乏認(rèn)識(shí)，還還有待于進(jìn)一一步分析。第五節(jié)水解工工藝對(duì)后續(xù)好好氧工藝的影影響水解工藝著眼于整整個(gè)系統(tǒng)的處處理效率和經(jīng)經(jīng)濟(jì)效率，放放棄了厭氧反反應(yīng)中甲烷發(fā)發(fā)酵階段，利利用厭氧反應(yīng)應(yīng)中水解和產(chǎn)產(chǎn)酸作用，使使得污水、污污泥一次得到到處理。在整整個(gè)過程中，大大量懸浮物水水解成可溶性性物質(zhì)，大分分子降解為小小分子，因此此工藝過程中中有許多不同同于傳統(tǒng)工藝藝的特點(diǎn)。且且由于這些特特點(diǎn)，單從出出水水質(zhì)COD、BOD5等去除率來來評(píng)價(jià)水解反反應(yīng)器的作用用是不全面的的，應(yīng)對(duì)后處處理中各種現(xiàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析析，以全面評(píng)評(píng)價(jià)水解反應(yīng)應(yīng)在整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)中的功能。表2-10和表2-11為不同國家的城市污水在不同實(shí)驗(yàn)條件下，原水水質(zhì)與水解出水的性質(zhì)對(duì)比。表2-10原污水水與水解出水水水質(zhì)比較（北北京市高碑店店污水處理廠廠）項(xiàng)目原污水水解出水原污水/水解出水水COD/（mg//L）493.3278.41.77BOD/（mg//L）170.2115.21.48SS/（mg/LL）277.445.36.13溶解性COD比例例/%50.877.80.65BOD5/CODD0.3450.414BOD20/（mmg/L）294.0166.01.71BOD5/BOOD200.560.794動(dòng)力學(xué)常數(shù)0.1350.175耗氣速率/【mgg/（h·L）】37.4112.6氣水比10：13.8：1曝氣池停留時(shí)間//h84曝氣池出水CODD/（mg/L）150.092.0表2-11水解反應(yīng)應(yīng)前后污水性性質(zhì)的變化（HRT=33.0h，荷蘭Benneekom）項(xiàng)目COD（mg/L）BOD（mg/L）SS（mg/L）BOD5CODBOD5fBOD5VAFCODtBOD5fCODCODfCODtCODmCODt進(jìn)水6503462170.530.670.090.540.490.29出水397254330.640.910.250.610.730.491、有機(jī)物含量顯著著減少水解反應(yīng)器的第一一個(gè)特點(diǎn)是對(duì)對(duì)于有機(jī)污染染物（特別是是懸浮物）相相對(duì)高的去除除率，COD平均去除率率為40%-550%，而懸浮性COD去除率更高高，為60%-880%；出水懸浮浮物的濃度低低于50mg//L，這些因素素對(duì)于各種后后處理是非常常有利的。如如采用活性污污泥法后處理理，由于有機(jī)機(jī)物的絕大數(shù)數(shù)量減少，與與傳統(tǒng)的活性性污泥工藝相相比，停留時(shí)時(shí)間也可減少少50%，同時(shí)曝氣氣量減少50%。其基建總總投資、能耗耗和運(yùn)行費(fèi)用用可分別節(jié)省省30%左右。如采采用氧化塘后后處理，與單單獨(dú)采用傳統(tǒng)統(tǒng)氧化塘相比比，占地面積積減少50%以上，基建建投資降低50%，運(yùn)行費(fèi)用用降低36%，并且基本本上解決了一一般氧化塘的的淤結(jié)問題。若若采用土地處處理系統(tǒng)，由由于經(jīng)水解池池處理后污水水的可生化性性提高，懸浮浮物弄地低于于50mg//L，可大大提提高土地的處處理負(fù)荷，減減少占地，提提高處理效率率，可應(yīng)用于于城市污水。根根據(jù)實(shí)際情況況的不同，后后處理工藝目目前的應(yīng)用有有以下幾種形形式。水解-活性污泥處理工藝藝，如北京密密云污水處理理廠；水解-氧化溝處理工藝，如如河南安陽豆豆腐營污水處處理廠；水解-接觸氧化處理工藝藝，如深圳白白泥坑污水處處理廠；水解-土地處理工藝，如如山東安丘污污水處理廠；；水解-氧化塘處理工藝，如如新疆昌吉污污水處理廠；；2、B/C比值和溶解解性有機(jī)物比比例顯著增加加不同條件下的城市市污水經(jīng)水解解反應(yīng)后，出出水B/C值有所提高高，如從0.345提高到0.414（北京），從從0.53提高到0.64（荷蘭）。B/C比值的提高高說明廢水可可生化性的提提高，這是水水解反應(yīng)的第第二個(gè)顯著特特點(diǎn)。另外經(jīng)水解處理后后，溶解性有有機(jī)物比例發(fā)發(fā)生了很大變變化，水解出出水溶解性COD比例提高了1倍。而一般般經(jīng)初沉池后后出水溶解性性COD、BOD5的比例變化化較小。眾所所周知，微生生物對(duì)有機(jī)物物的攝取只有有溶解性的小小分子物質(zhì)才才可直接進(jìn)入入細(xì)胞體內(nèi)，而而不溶性大分分子物質(zhì)首先先要通過細(xì)胞胞外酶的分解解才可直接進(jìn)進(jìn)入微生物體體內(nèi)的代謝過過程。經(jīng)水解解處理，有機(jī)機(jī)物在微生物物的代謝途徑徑上減少了一一個(gè)重要環(huán)節(jié)節(jié)，無疑將加加速有機(jī)物的的降解。這表表明水解反應(yīng)應(yīng)器相對(duì)于曝曝氣池起到了了預(yù)處理的作作用，使得經(jīng)經(jīng)水解處理后后出水變得更更易于被好氧氧菌降解。水解池出水采用活活性污泥后處處理工藝與采采用傳統(tǒng)活性性污泥工藝進(jìn)進(jìn)行對(duì)比如下下：在停留時(shí)時(shí)間4h左右的情況況下，不論采采用穿孔管或或中微孔曝氣氣方式，BOD5和COD去除率均顯顯著高于傳統(tǒng)統(tǒng)工藝流程，且且出水COD低于100mgg/L，傳統(tǒng)工藝藝停留時(shí)間8h左右仍然達(dá)達(dá)不到與本工工藝相接近的的出水水質(zhì)，因因此，從曝氣氣池容積上新新工藝要少50%左右。曝氣氣量若同樣采采用穿孔管曝曝氣設(shè)備，曝曝氣量可節(jié)省省氣量50%，同樣采用用中微孔曝氣氣器時(shí)節(jié)省量量為40%左右。3、BOD5降解動(dòng)力力學(xué)原污水和水解出水水BOD歷時(shí)變化曲曲線不同（圖圖2-15）。水解出出水耗氧量開開始變化很快快，隨后迅速速趨于平穩(wěn)，而而原水耗氧量量變化很緩慢慢。水解出水水的BOD5/BOD200值從原水的0.56上升到0.79，在第8天水解出水水好氧曲線開開始轉(zhuǎn)平；而而原污水在第第20天左右開始始轉(zhuǎn)平，時(shí)間間上兩者相差差2.5倍?？梢缘玫贸鋈缦陆Y(jié)論論：需氧量的差別，理理論上使得處處理水解池出出水可降低50%的氧耗量；；在相同停留時(shí)間下下，水解池出出水有機(jī)物去去除比例可高高于傳統(tǒng)工藝藝；可生物降解物質(zhì)的的降解所需的的反應(yīng)時(shí)間兩兩者相差2.5倍，這說明明采用水解-好氧處理工工藝可顯著縮縮短曝氣時(shí)間間，從理論上上講，這個(gè)比比例可高達(dá)60%。4、污泥和COD去去除平衡在實(shí)驗(yàn)室（荷蘭）的的實(shí)驗(yàn)中，通通過嚴(yán)格的物物料平衡得到到圖2-16所示的COD和污泥平衡衡關(guān)系。從圖圖中數(shù)據(jù)可以以算出污泥的的水解率為53.3%（以SS計(jì)），說明明水解反應(yīng)器器中污泥也受受到了充分的的處理，這是是水解反應(yīng)的的第三個(gè)顯著著特點(diǎn)。由圖圖2-16給出的COD和污泥平衡衡可知，COD的平均去除除率為40%，而接近25%的去除的COD仍然保留在在污泥中并作作為剩余污泥泥被排放，這這表明水解反反應(yīng)器中污泥泥和污水可以以同時(shí)得到處處理。但從現(xiàn)現(xiàn)在的數(shù)據(jù)很很難對(duì)其余部部分去除COD做完全的物物料衡算分析析，COD其他可能的的降解途徑還還包括硫酸鹽鹽還原、氫氣氣的產(chǎn)生和甲甲烷化過程等等。（2）生產(chǎn)性工程驗(yàn)證證通過對(duì)大型生產(chǎn)性性裝置觀測(cè)（1985--1986年）的數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行衡算，按按以下各式計(jì)計(jì)算污泥量：：總輸入污泥量=進(jìn)水懸浮物物量二沉池剩余余污泥量總輸出污泥量=出水懸浮物物量厭氧排泥量量系統(tǒng)去除總懸浮物物=式中Qi——第i天天污水流量，m3/hQsi——二沉池第第i天排泥量，m3/hQwi——水解池第第i天排泥量，m3/h；SSii、SSssi——第i天進(jìn)、出水水懸浮物含量量，kg/m3；Xri——第i天回回流污泥濃度度，kg/m3；Xsi——第i天厭厭氧排泥濃度度，kg/m3。水解率按下式計(jì)算算：污泥水解率=以上數(shù)字說明有447.89%%的去除的SS在微生物作作用下發(fā)生水水解消失了。這這樣水解池排排出的污泥總總量則為1662kg/d，比初沉池池排泥量1884kg/d少13%（按50%去除率計(jì)）。如如果考慮到傳傳統(tǒng)工藝中污污泥量由兩部部分組成，一一部分來源于于初沉池，另另一部分來源源則是二沉池池的剩余好氧氧活性污泥，剩剩余污泥量的的計(jì)算按活性性污泥法運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)得到的數(shù)據(jù)據(jù)為去除每公公斤BOD增長(zhǎng)1kgTSSS，若曝氣池池進(jìn)水BOD5為120mgg/L，BOD去除率為93.4%，則每天排排放污泥量為為150kgg/d，初沉池與與二沉池總的的污泥產(chǎn)量為為335kgg/d，比水解-好氧系統(tǒng)多51.6%?？紤]到傳傳統(tǒng)工藝流量量經(jīng)過消化之之后，污泥量量將減少為2207.7kkg/d，則初沉池池、消化池聯(lián)聯(lián)合系統(tǒng)污泥泥量比水解-好氧系統(tǒng)污污泥量多28.2%。從而可以得出如下下結(jié)論：新工工藝曝氣池具具有反應(yīng)時(shí)間間短、出水水水質(zhì)好、用氣氣量少的特點(diǎn)點(diǎn)，可節(jié)約一一定的基建投投資和電耗；；同時(shí)新工藝藝可以達(dá)到污污水、污泥一一次處理的目目的，具有工工藝簡(jiǎn)單、占占地少和投資資省的特點(diǎn)。第六節(jié)水解工工藝的污泥處處理如前所述，水解--好氧工藝的的最顯著的特特點(diǎn)之一就是是污水、污泥泥一次得到處處理，可以在在傳統(tǒng)的工藝藝流程中取消消消化池。通通過示范工程程中一年的物物料平衡，水水解池中污泥泥的水解率可可高達(dá)50%以上，排出出系統(tǒng)的污泥泥量比初沉池池、消化池聯(lián)聯(lián)合系統(tǒng)低30%。污泥量的的平衡只是其其中一個(gè)方面面，還有其他他一些重要的的指標(biāo)。因此此，需要對(duì)新新、老工藝兩兩套流程污泥泥處理指標(biāo)進(jìn)進(jìn)行詳細(xì)的對(duì)對(duì)比和分析，首首先有必要對(duì)對(duì)傳統(tǒng)工藝污污泥處理流程程的目的和指指標(biāo)進(jìn)行分析析。一、傳統(tǒng)污泥處理理的目的和手手段污泥處理的主要目目的如下：（1）減少污泥最終處處置的體積，以以降低污泥處處理及其最終終處置的費(fèi)用用；（2）通過處理使污泥泥穩(wěn)定化，在在最終處置后后不再產(chǎn)生污污泥的進(jìn)一步步降解，從而而產(chǎn)生二次污污染問題。（3）達(dá)到污泥的無害害化與衛(wèi)生化化；（4）在處理污泥同時(shí)時(shí)達(dá)到“變害為利，綜綜合利用，保保護(hù)環(huán)境”的目的，例例如產(chǎn)生沼氣氣等。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(gè)有很豐富富的內(nèi)容，并并且有相應(yīng)的的具體指標(biāo)體體系來衡量。一一般傳統(tǒng)的來自初沉池和二沉池污泥濃縮調(diào)節(jié)消化脫水最終處置污泥濃縮和脫水是是通過物理方方法，提高污污泥中固體含含量。污泥消消化是利用生生物手段來使使污泥有機(jī)物物分解，從而而降低污泥總總量。由此可可知，污泥處處理工序的每每一步都是以以減少污泥體體積為主要目目的。消化池是利用厭氧氧發(fā)酵的方法法來達(dá)到污泥泥穩(wěn)定化的目目的，這是處處理工藝中的的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，且且有以下優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：與消化前污泥相比比可減少30%的體積；生成的沼氣是可以以利用的能源源；消除了惡臭；厭氧菌有一定的抗抗菌作用，在在一定程度上上改善了污泥泥的衛(wèi)生性能能；增加了污泥作為肥肥料的可利用用性。但是，消化池工藝藝也有一定的的缺點(diǎn)。其一一，基建投資資和運(yùn)行費(fèi)用用高，消化池池是污水處理理廠最昂貴的的構(gòu)筑物之一一，占總投資資的30%-440%；其二，厭厭氧發(fā)酵過程程敏感，操作作管理復(fù)雜，經(jīng)經(jīng)常容易酸化化；其三，由由于污泥消化化后還沒有達(dá)達(dá)到無害化的的水平，所以以污泥還需要要最終處置。另另外，消化后后污泥的脫水水性能較之生生污泥為差，需需投加的混凝凝劑大量增加加，并且，作作為消化池工工藝最主要一一條優(yōu)點(diǎn)——回收沼氣提提供能源，從從國內(nèi)實(shí)踐來來看，由于中中外生活食品品構(gòu)成的差異異，造成了污污泥有機(jī)成分分的差別較大大，國內(nèi)消化化池所產(chǎn)生的的能量除供消消化池加熱、攪攪拌之外，所所剩無幾。這這樣權(quán)衡其優(yōu)優(yōu)缺點(diǎn)，近年年來國內(nèi)一般般認(rèn)為對(duì)于中中小型污水處處理廠（＜10萬m3/d＝不設(shè)污泥泥消化池，建建議采用其他他的污泥處理理工藝。下面從污泥沉降性性能、污泥量量的平衡、懸懸浮物的水解解率、水解污污泥的脫水性性能以及污泥泥的衛(wèi)生指標(biāo)標(biāo)與消化污泥泥進(jìn)行系統(tǒng)的的比較。二、污泥有機(jī)物的的降解表從我國城市污水多多年的數(shù)據(jù)來來看，初沉池池污泥中有機(jī)機(jī)物含量為60%-770%，二沉池污污泥中有機(jī)物物含量70%-880%，消化池有有機(jī)物降解率率為40%，消化池出出泥有機(jī)物含含量50%，這個(gè)數(shù)值值對(duì)于消化池池來講是屬于于中等水平。消消化池的投配配率為5%，則其污泥泥齡有20天，消化池池運(yùn)轉(zhuǎn)一般是是1天1-2次投配。每每天攪拌數(shù)次次，從傳質(zhì)條條件上講是不不利的。而水解池去除懸浮浮物的82%，其中有近40%是初沉池?zé)o無法去除的物物質(zhì)，這些懸懸浮物中有機(jī)機(jī)物占68.9%，在水解池池中懸浮物是是一天之內(nèi)均均勻進(jìn)入反應(yīng)應(yīng)器，懸浮物物負(fù)荷相對(duì)減減少。當(dāng)其進(jìn)進(jìn)入反應(yīng)器立立即被大量活活性微生物所所包圍，微生生物有充足的的反應(yīng)時(shí)間降降解懸浮物中中的有機(jī)物，污污泥齡也較長(zhǎng)長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)期平平均為15-30天左右。這這種條件下將將去除的懸浮浮物的48%水解，水解解池排放污泥泥的有機(jī)物含含量為55.1%，因此，從從有機(jī)物降解解的角度講，水水解污泥是穩(wěn)穩(wěn)定的污泥，而而且總排放量量少。由于水水解池具有對(duì)對(duì)懸浮物截留留和水解的功功能，所以工工藝流程上是是將活性污泥泥工藝的剩余余污泥排入水水解池進(jìn)行消消化。（見圖圖2-3）三、污泥脫水性能能及處理1、水解污泥脫水性性能的分析從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，初初沉池污泥的的脫水性能優(yōu)優(yōu)于消化污泥泥。這是由于于不經(jīng)消化的的生污泥粘度度較低，但是是由于初沉污污泥不經(jīng)消化化，有機(jī)物含含量在60%以上，污泥泥量大，導(dǎo)致致藥劑費(fèi)用高高。更重要的的是污泥衛(wèi)生生條件差，對(duì)對(duì)于脫水操作作工人的健康康影響較大，因因此，一般需需要進(jìn)行穩(wěn)定定化處理。水水解污泥由于于產(chǎn)甲烷反應(yīng)應(yīng)強(qiáng)烈，泥中中的氣體較多多；污泥性質(zhì)質(zhì)比較粘稠，不不易脫水。從從化學(xué)成分分分析，兩種污污泥有一定差差別；水解污污泥的堿度350.00mg/L，而消化污污泥堿度為118022mg/L，眾所周知知，污泥化學(xué)學(xué)調(diào)節(jié)的混凝凝劑部分消耗耗在污泥中的的固相組分，這這取決于污泥泥固體物質(zhì)中中揮發(fā)性固體體量；另一部部分消耗于污污泥的液相部部分。存在的的堿度可以和和投加的混凝凝劑產(chǎn)生反應(yīng)應(yīng)，消化掉一一部分混凝劑劑，如以氯化化鋁為例：以上反應(yīng)將消耗一一部分混凝劑劑，導(dǎo)致混凝凝劑用量的增增加，增加了了機(jī)械脫水的的運(yùn)行費(fèi)用。而而傳統(tǒng)的污泥泥處理工藝中中有一項(xiàng)淘洗洗工藝，淘洗洗可以洗去污污泥中的重碳碳酸鹽堿度，同同時(shí)，可洗去去部分顆粒很很小、表面積積很大的膠體體物質(zhì)。經(jīng)淘淘洗后能節(jié)省省藥劑，并可可提高污泥濃濃縮效果的作作用。上流式式水解池布水水器在池底，污污泥處于懸浮浮狀態(tài)，污水水總是不斷流流經(jīng)處于懸浮浮狀態(tài)的污泥泥表面，將一一些細(xì)小顆粒粒和水中的堿堿度帶走，污污泥總是處于于不斷的動(dòng)態(tài)態(tài)淘洗狀態(tài)，這這樣污泥中的的堿度和影響響污泥粘度的的細(xì)小顆粒將將有所降低，可可節(jié)省混凝劑劑用量。所以以，動(dòng)態(tài)淘洗洗是水解反應(yīng)應(yīng)器污泥脫水水性能良好的的主要原因。2、污泥脫水實(shí)驗(yàn)對(duì)示范工程的污泥泥采用帶式脫脫水機(jī)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)樣品采用雙雙盲法以避免免人為的干擾擾，委托北京京礦業(yè)大學(xué)研研究生院進(jìn)行行。實(shí)驗(yàn)考察察了脫水效果果的影響。為為此，安排了了四因素三水水平的正交試試驗(yàn)。選用正正交表為L(zhǎng)27（313）。因素素水平表見表表2-12表2-12正交交試驗(yàn)因素水水平表因素水平樣品A投藥量B/%重力區(qū)壓力C/kkPa擠壓區(qū)壓力D/kkPa1Ⅰ0.81501502Ⅱ1.02002003Ⅲ1.2250250其中樣品Ⅰ為水解解污泥，含水水率為90.5%；Ⅱ?yàn)槌醭廖勰嗄?，取自高碑碑店污水處理理廠，含水率率為95%；Ⅲ為消化污泥泥，取自天津津紀(jì)莊子污水水處理廠。脫脫水性能評(píng)價(jià)價(jià)以各部分脫脫水污泥的含含水率和泥餅餅厚度以及濾濾液的含固量量為指標(biāo)。對(duì)對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)結(jié)果進(jìn)行分析析，可以得出出如下結(jié)論。（1）從正交表的直觀觀分析得出，最最佳組合為A1B2C3D1，即：采用用水解污泥、在在加藥量1%、形區(qū)壓力250kPPa和擠壓區(qū)壓壓力150kPPa時(shí)脫水效果果良好。水解解污泥優(yōu)于初初沉污泥，最最差為消化污污泥。對(duì)脫水水結(jié)果的影響響：污泥種類類>擠壓區(qū)壓力>投藥量>形區(qū)壓力。這這與污泥比阻阻實(shí)驗(yàn)結(jié)果是是吻合的。（2）正交表直觀分析析選出的最優(yōu)優(yōu)水平不能作作為最后的結(jié)結(jié)果，而要根根據(jù)交互作用用的搭配確定定最優(yōu)組合形形式?？纱_定定最優(yōu)水平為為A1B2C1D3，即水解污污泥在添加堿堿式氯化鋁1%、形區(qū)壓力250kPPa和擠壓壓力250kPPa時(shí)脫水效果果最好。（3）從方差分析表中中可以看出，影影響最終含水水率最大的因因素是污泥種種類。水解污泥最終濾餅餅含水率在60%左右，并且且在污泥濃度度比消化污泥泥高1.5倍情況下，混混凝劑用量少少于消化污泥泥，用藥量?jī)H僅為其55.6%。3、生產(chǎn)裝置中污泥泥處理系統(tǒng)（1）剩余污泥的排出出密云污水處理廠一一期工程處理理水量1.5萬m3/d，整個(gè)曝氣氣池的剩余污污泥通過廠內(nèi)內(nèi)下水道排入入總進(jìn)口，然然后進(jìn)入水解解池。每日水水解池的排泥泥量為整個(gè)污污水處理系統(tǒng)統(tǒng)的剩余污泥泥的排泥量。根根據(jù)產(chǎn)泥量以以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果果，污泥（包包括水解池污污泥和穩(wěn)定后后的活性污泥泥剩余污泥）產(chǎn)產(chǎn)量為31550kg/d。由于水量量尚未達(dá)到設(shè)設(shè)計(jì)流量，啟啟動(dòng)運(yùn)行穩(wěn)定定后每日的排排泥量在50-1000m3/d左右（含水水量為98.2%）。（2）污泥脫水運(yùn)行密云污水處理廠的的污泥脫水采采用帶式壓濾濾機(jī)。啟動(dòng)初初期由于系統(tǒng)統(tǒng)中的污泥量量少，且進(jìn)水水流量未達(dá)到到設(shè)計(jì)負(fù)荷，因因此，剩余污污泥的排出量量較少，污泥泥脫水幾乎沒沒有運(yùn)行。隨隨著運(yùn)行時(shí)間間的延續(xù)，剩剩余污泥量逐逐漸增多，到到1992年12月，污泥脫脫水工段開始始投入運(yùn)行。污污泥運(yùn)行結(jié)果果見表2-13表2-13污泥泥脫水運(yùn)行結(jié)結(jié)果日期流量/（m3/d）進(jìn)泥濃度/%脫水后含水率/%%投藥量/%1992年12月月39.797.276.10.2351993年1月58.596.875.30.2471993年2月67.695.975.50.2161993年3月77.297.681.10.2381993年4月80.597.883.50.2671993年5月85.298.286.30.2891993年6月88.397.985.80.3121993年7月83.297.075.80.248由表2-13可見，污污泥脫水的投投藥量通常在在0.25%%-0.3%%，且不要投投加任何助凝凝劑，其最終終的污泥含水水率為75%-885%。從以上諸諸方面對(duì)水解解污泥的考查查結(jié)果表明，對(duì)對(duì)于水解-好氧工藝流流程，從水解解反應(yīng)器內(nèi)排排出的污泥、污污泥總量、污污泥的有機(jī)物物含量、污泥泥衛(wèi)生指標(biāo)和和脫水性能等等各方面，與與傳統(tǒng)工藝消消化池污泥的的指標(biāo)大致接接近，有些指指標(biāo)明顯優(yōu)于于消化污泥，因因此完全具備備了從傳統(tǒng)工工藝流程中取取消污泥消化化的條件。這這樣可以去掉掉消化貯氣柜柜、生產(chǎn)鍋爐爐房、消化池池的投資，從從而降低基建建投資和運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，簡(jiǎn)化化了傳統(tǒng)的工工藝流程，使使得傳統(tǒng)的二二級(jí)處理操作作、管理都大大為簡(jiǎn)化。第七節(jié)水解池池的啟動(dòng)和運(yùn)運(yùn)行水解池在工藝放大大中是否會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生布水不均均勻問題和排排泥不暢而造造成污泥上浮浮的問題，長(zhǎng)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)中是是否會(huì)產(chǎn)生什什么不利因素素，這一直是是從工藝開發(fā)發(fā)以來很多專專家關(guān)心和擔(dān)擔(dān)心的重要問問題之一。對(duì)對(duì)數(shù)個(gè)大型水水解池，如高高碑店污水處處理廠中1880m3的水解池，從從1985年投入運(yùn)行行后歷時(shí)5年對(duì)運(yùn)行情情況的觀察；；對(duì)密云150000m3/d處理能力污污水處理廠的的水解池投入入運(yùn)行后的觀觀察，以及對(duì)對(duì)國內(nèi)外在這這一領(lǐng)域的新新進(jìn)展和經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)的關(guān)注，對(duì)對(duì)上述問題有有了比較肯定定的答案。一、水解池的啟動(dòng)動(dòng)方式1、接種污泥首先啟動(dòng)水解池應(yīng)應(yīng)接種污泥，一一般可以用消消化污泥或經(jīng)經(jīng)過脫水的消消化污泥，其其投加量為整整個(gè)池容平均均濃度5-10g/L。接種后立立即運(yùn)行，運(yùn)運(yùn)行的開始階階段出水渾濁濁，懸浮物較較多，大量的的甲烷菌被洗洗出。在運(yùn)行行10-15天后出水較較清澈透明。采采用接種污泥泥的啟動(dòng)方式式是當(dāng)原水的的SS濃度低于100mgg/L以下，污水水中菌種較少少時(shí)使用。若若此時(shí)不接種種污泥直接啟啟動(dòng)水解池，啟啟動(dòng)周期將達(dá)達(dá)3-6個(gè)月，且出出水水質(zhì)很難難在短時(shí)間內(nèi)內(nèi)達(dá)到要求。若若原水懸浮污污物SS濃度高于100mgg/L，可采用不不接種污泥的的方法啟動(dòng)。2、水解池的啟動(dòng)水解池是改進(jìn)的厭厭氧UASB反應(yīng)器，一一般認(rèn)為厭氧氧處理廠的啟啟動(dòng)是相當(dāng)費(fèi)費(fèi)時(shí)的，有時(shí)時(shí)是很困難的的過程。這是是因?yàn)閰捬豕すに囋趩?dòng)期期間存在著超超負(fù)荷的危險(xiǎn)險(xiǎn)，這將導(dǎo)致致反應(yīng)器的酸酸化。由于生生活污水中有有足夠的緩沖沖能力，并且且生活污水的的濃度很低，在在啟動(dòng)期間酸酸化可能很小小。為了使水解池控制制在水解、產(chǎn)產(chǎn)酸階段，水水解池的啟動(dòng)動(dòng)采用了動(dòng)力力學(xué)控制措施施，其出發(fā)點(diǎn)點(diǎn)是調(diào)整水力力停留時(shí)間。利利用水解細(xì)菌菌、產(chǎn)酸菌與與甲烷菌生長(zhǎng)長(zhǎng)速度不同，利利用水的流動(dòng)動(dòng)造成甲烷菌菌在反應(yīng)器中中難于繁殖的的條件。在高高碑店污水處處理廠水解池池啟動(dòng)時(shí)，采采用了1/10池容的厭氧氧消化污泥（平平均污泥濃度度為5g/L）接種后立立即全負(fù)荷運(yùn)運(yùn)行，在10-15天左右出水水清澈透明，COD去除率達(dá)到40%左右，污泥泥培養(yǎng)成熟。在在運(yùn)行期間改改裝配水系統(tǒng)統(tǒng)，曾經(jīng)放空空反應(yīng)器，再再次啟動(dòng)時(shí)沒沒有投加接種種污泥，利用用培養(yǎng)成熟的的標(biāo)志的設(shè)計(jì)計(jì)負(fù)荷下出水水COD保持恒定值值，同時(shí)反應(yīng)應(yīng)器內(nèi)污泥數(shù)數(shù)量和質(zhì)量也也保持穩(wěn)定，就就可認(rèn)為啟動(dòng)動(dòng)期完成。密云污水處理廠初初次啟動(dòng)時(shí)，為為了盡快使水水解池達(dá)到正正常運(yùn)行狀態(tài)態(tài)，1992年7月下旬至8月中旬，從從天津紀(jì)莊子子污水處理廠廠拉運(yùn)了含水水率為80%左右的脫水水消化污泥25-300t，投入水解解池，為了防防止水解池布布水管、排泥泥管被大塊的的污物堵塞，在在投泥前將污污泥先放入一一個(gè)臨時(shí)修建建的水池內(nèi)，并并用一定孔隙隙的篩網(wǎng)進(jìn)行行過濾，然后后用潛水泵將將污泥均勻打打入水解池的的各個(gè)區(qū)域，全全部污泥投入入后，水解池池內(nèi)的平均污污泥濃度達(dá)4.5-5gg/L。由于污水水量較小，只只啟動(dòng)了一個(gè)個(gè)水解池。接接種后立即運(yùn)運(yùn)行，運(yùn)行的的開始階段出出水渾濁，懸懸浮物較多，在在運(yùn)行10-15天出水較清清澈透明，污污泥培養(yǎng)成熟熟。在第二個(gè)個(gè)反應(yīng)器啟動(dòng)動(dòng)時(shí)，沒有投投加接種污泥泥，利用原污污水直接啟動(dòng)動(dòng)在30天可達(dá)到滿滿意的水平。這這說明，只要要適當(dāng)控制水水力負(fù)荷，不不論采用接種種或沒有接種種物，水解池池的啟動(dòng)都可可在短期內(nèi)完完成，并且與與接種物的種種類無關(guān)。接接種污泥的主主要目的是為為了增加反應(yīng)應(yīng)器內(nèi)的污泥泥量，因?yàn)榭靠课鬯旧淼牡膽腋∥锓e累累需要一定的的時(shí)間。3、運(yùn)行效果密云污水廠的水解解池接種污泥泥后，即采用用連續(xù)進(jìn)水方方式，曝氣池池采用間歇進(jìn)進(jìn)水方式。運(yùn)運(yùn)行結(jié)果見表表2-14（1992年8月18日-1992年9月10日）。表2-14啟動(dòng)動(dòng)周期運(yùn)行結(jié)結(jié)果建筑物項(xiàng)目進(jìn)水量（m3/d）進(jìn)水濃度（m3/d）水解池曝氣池總?cè)コ?%出水濃度去除率出水濃度去除率COD3567.1369391.39-5.87379.943.0-2.77BOD150120.6019.7230.4075.079.76SS39.540.42-2.2117.2257.056.46BOD/COD0.410.310.08由表2-14可見，在在啟動(dòng)階段，水水解池的出水水水質(zhì)和曝氣氣池的出水水水質(zhì)均較差，出出水的COD、BOD和SS濃度甚至比比進(jìn)水值還高高。由于原水水中含有一定定量的洗滌劑劑成分，因此此在曝氣池內(nèi)內(nèi)通常產(chǎn)生嚴(yán)嚴(yán)重的泡沫現(xiàn)現(xiàn)象，這說明明啟動(dòng)初期的的水解池還沒沒有充分發(fā)揮揮作用，致使使原水中的有有機(jī)高分子物物不能得到有有效的降解（如LAS等），造成出水水質(zhì)各個(gè)指標(biāo)的濃度較高。類似的現(xiàn)象在采用同樣的處理工藝流程的河南安陽和新疆昌吉污水處理廠的啟動(dòng)運(yùn)行中也出現(xiàn)過。在前2周的BOD和COD的的去除率較低低，有減少的的趨勢(shì)。但在在此之后，反反應(yīng)器的去除除率開始改變變，并且在7周以后取得得穩(wěn)定的BOD和COD去除率。在在最初運(yùn)行期期間較低的去去除率是由于于缺乏充足量量的厭氧生物物污泥。為了確定水解池在在啟動(dòng)期間的的特點(diǎn)和隨后后的穩(wěn)定運(yùn)行行期間的行為為，在啟動(dòng)期期間對(duì)下列因因素的影響進(jìn)進(jìn)行了觀測(cè)。（1）在啟動(dòng)期間污泥泥濃度和污泥泥積累水解池深4.5mm，在池內(nèi)取取樣，在不同同深度測(cè)定了了SS和VSS濃度，VSS/SSS比值大約為0.55。在運(yùn)轉(zhuǎn)的5周期間，這這個(gè)比值沒有有變化。通過過對(duì)污泥量的的測(cè)定可知，在5周期運(yùn)行后達(dá)到了恒定的污泥濃度分布曲線和（最大）污泥保持量，這表示穩(wěn)定狀態(tài)建立。（2）啟動(dòng)階段懸浮物物和可溶性固固體的去除率率在運(yùn)轉(zhuǎn)初期反應(yīng)器器內(nèi)的污泥量量很小，對(duì)于于不可沉淀物物質(zhì)的截留可可能性少。但但是隨著物泥泥量的逐漸增增加，增強(qiáng)了了截留不可沉沉性懸浮固體體的能力。在在啟動(dòng)初期水水解池的功能能基本是沉淀淀池。當(dāng)反應(yīng)應(yīng)器充滿了污污泥后，物理理截留作用加加強(qiáng)，懸浮物物去除率隨之之而增加。（3）pH值、VFA值、堿度值值和穩(wěn)定性在啟動(dòng)期間進(jìn)、出出水pH值和揮發(fā)酸酸濃度均產(chǎn)生生了不同程度度的變化。在在反應(yīng)器內(nèi)積積累了一定量量的污泥后，出出水VFA濃度高于進(jìn)進(jìn)水濃度，從從進(jìn)水的VFA值20-600mg/