一、水解酸化池一體化污水處理設(shè)備——水解酸化工藝原理
 

　　有機物的厭氧生物降解過程可分為四個階段:一是水解階段，微生物通過釋放胞外自由酶或連接在細(xì)胞外壁上的固定酶來完成生物催化氧化反應(yīng)，二是發(fā)酵(或酸化)階段，酸化菌將上述小分子轉(zhuǎn)化為更為簡單的化合物并分泌到細(xì)胞外，主要產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸等;三是產(chǎn)乙酸階段，指上一階段產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸及新的細(xì)胞物質(zhì);四是產(chǎn)甲烷階段，指上一階段產(chǎn)物被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳及新的細(xì)胞物質(zhì)。
 

　　水解酸化工藝就是考慮到產(chǎn)甲烷菌與水解產(chǎn)酸菌生長速度不同，將厭氧處理控制在反應(yīng)時間較短的厭氧處理第一和第二階段，即在大量水解細(xì)菌、酸化菌作用下將不溶性有機物水解為溶解性有機物，將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)的過程，進(jìn)而改善有機廢水的可生化性，為后續(xù)處理奠定良好基。

　　二、水解酸化池一體化污水處理設(shè)備——水解酸化反應(yīng)器類型
 

　　針對不同性質(zhì)的廢水，以及結(jié)合不同類型的后續(xù)處理工藝，可以根據(jù)微生物在反應(yīng)器內(nèi)的生長狀態(tài)，把水解酸化反應(yīng)器分為三大類型：懸浮式反應(yīng)器、接觸式反應(yīng)器和復(fù)合式反應(yīng)器。
 

　　懸浮式反應(yīng)器包含wan全混合式和污泥床兩種型式。wan全混合式水解酸化反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置攪拌裝置實現(xiàn)wan全混合，其后設(shè)置沉淀池并回流污泥以保證較高的污泥濃度，適用于含固率較高的污水;污泥床反應(yīng)器內(nèi)水解污泥能較好地保留在反應(yīng)器內(nèi)，污泥層對懸浮物等有較強的截留作用，其后一般不設(shè)沉淀池，適用于含懸浮物濃度相對較低的城市污水及難降解工業(yè)廢水。由于水解酸化菌難以形成密實的絮凝體，易流失，難以維持反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度，工程中多采用接觸式反應(yīng)器。
 

　　接觸式反應(yīng)器特點是將水解酸化微生物固定在反應(yīng)器內(nèi)特設(shè)的載體上，在其表面形成一層以生物細(xì)胞為主的生物膜。微生物的世代期較長，耐沖擊負(fù)荷能力較強，因此對水質(zhì)變化較大以及有抵制性作用的有機廢水具有較穩(wěn)定的處理效果。
 

　　復(fù)合式反應(yīng)器內(nèi)既存在水解酸化污泥，又存在水解酸化生物膜，形成水解酸化污泥和生物膜的復(fù)合體。復(fù)合式反應(yīng)器一般采用上流式，下部為污泥層，上部設(shè)置一定的固定填料，增加了反應(yīng)器內(nèi)的生物量，延長了微生物與廢水的接觸時間。復(fù)合式反應(yīng)器內(nèi)，厭氧污泥的濃度可達(dá)10-20gVSS/L，另外可自行保留高濃度污泥，因此也無需污泥回流。

　　三、水解酸化池一體化污水處理設(shè)備——水解酸化池的設(shè)計參數(shù)
 

　　1 水力停留時間
 

　　水解酸化池的水力停留時間一般為4-6h，具體參數(shù)的選取應(yīng)根據(jù)處理對象的水質(zhì)類型而定。糧食深加工廢水、屠宰廢水、啤酒廢水等相對易生物降解的工業(yè)廢水可取低值，但最短不應(yīng)少于3h。對于醫(yī)藥廢水、造紙印染廢水、化工廢水等難生物降解而且較難處理的工業(yè)廢水，其成分復(fù)雜、色度大，可適當(dāng)延長水解酸化池停留時間，一般水力停留時間大于8h，使水解酸化細(xì)菌和難降解有機物有更長的接觸轉(zhuǎn)化時間，提高難降解有機物的轉(zhuǎn)化
 

　　2 上升流速
 

　　水解酸化池上升流速關(guān)系到池內(nèi)污泥層的高度和污泥濃度。由于污水處理廠早晚水量變化較大，應(yīng)選取最大流量、最小流量和平均流量下的上升流速分別驗算。在最大流量條件下，污泥層由于膨脹而造成污泥濃度降低，同時會導(dǎo)致污泥層的沉淀速度提高，可自動保持池內(nèi)的污泥濃度處于動態(tài)平衡狀態(tài)。而在最小流量時污泥濃度將增加，沉速降低使污泥濃度可達(dá)到動態(tài)平衡。根據(jù)北京密云污水處理廠的數(shù)據(jù)，在最高流量條件下污泥濃度為20g/L，在低流量條件下污泥濃度可達(dá)60g/L，水解酸化池污水上升流速為1.5-2.0m/h。黑龍江某城市污水處理廠設(shè)計規(guī)模為2.0萬t/d，水解酸化池內(nèi)污水最大上升流速為1.76m/h，污泥濃度波動范圍為15-20g/L。
 

　　3 配水方式
 

　　水解酸化池的進(jìn)水系統(tǒng)應(yīng)兼顧配水和攪拌功能，需要注意保證配水的均勻性，確保各單位面積的進(jìn)水量基本相同，防止短路現(xiàn)象的發(fā)生。水力攪拌要能使進(jìn)水有機物能夠與水解池內(nèi)的污泥迅速混合，同時盡量設(shè)置必要的反沖洗系統(tǒng)，避免布水管的堵塞。
 

　　配水方式無論是一管一孔還是分支配水，主要原則還是確保各單位面積的進(jìn)水量基本相同。根據(jù)目前國內(nèi)工業(yè)園區(qū)水解酸化池的運行情況，一管一孔配水方式出現(xiàn)管道堵塞的情況較為嚴(yán)重，因此推薦采用脈沖布水的分支配水方式。
 

　　4 排泥系統(tǒng)
 

　　對于升流式和復(fù)合式水解反應(yīng)器，污泥排泥管的設(shè)計應(yīng)考慮排出低活性的污泥，并將高活性污泥保留在反應(yīng)器中。為防止污泥流失，清水區(qū)的高度應(yīng)在1.0m以上。污泥排放應(yīng)采用定時排泥穩(wěn)定污泥界面，否則污泥界面將隨著池內(nèi)污泥量的不斷增多而上升，上升至一定液面標(biāo)高處將發(fā)生水解酸化池內(nèi)污泥隨集水槽溢流現(xiàn)象。為使反應(yīng)池排泥均勻，應(yīng)采用多點排泥方式。
 

　　四、水解酸化池一體化污水處理設(shè)備——特點：
 

　　①水解酸化階段的產(chǎn)物主要為小分子有機物，可生物降解性較好，為好氧工藝提供優(yōu)良的進(jìn)水水質(zhì)條件，提高好氧處理的效能，同時可利用產(chǎn)酸菌種類多、繁殖速度快及對環(huán)境條件適應(yīng)性強的特點，簡化控制運行條件和縮小設(shè)備體積，減少后續(xù)處理的反應(yīng)時間和處理能耗;
 

　　②厭氧工藝的產(chǎn)泥量遠(yuǎn)低于好氧工藝(僅為好氧工藝的1/10-1/6)，并已高度礦化，易于處理。同時其后續(xù)的好氧處理所產(chǎn)生的剩余污泥必要時可回流至厭氧段，增加厭氧段的污泥濃度同時減少污泥的處理量;
 

　　③厭氧處理對廢水中有機物的去除可減少好氧段的需氧量，節(jié)省了整體工藝的運行費用。不需要密閉的池體和水-氣-固三相分離器，水解酸化階段反應(yīng)迅速，故水解池體積小，因此可以降低工程造價;
 

　　④水解酸化控制在厭氧消化第二階段完成前，因此出水沒有厭氧發(fā)酵的不良?xì)馕叮筛纳莆鬯幚韽S的環(huán)境;
 

　　⑤水解酸化池抗沖擊負(fù)荷能力強，能起到非常好的緩沖作用;水解酸化池水力停留時間短，土建費用較低，而且運行費用低，電耗低，污泥水解率高，減少脫水機運行時間，降低能耗，因此，水解酸化池的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他工藝。