解工藝對(duì)后續(xù)好氧工藝的影響

水解工藝著眼于整個(gè)系統(tǒng)的處理效率和經(jīng)濟(jì)效率，放棄了厭氧反應(yīng)中甲烷發(fā)酵階段，利用厭氧反應(yīng)中水解和產(chǎn)酸作用，使得污水、污泥一次得到處理。在整個(gè)過(guò)程中，大量懸浮物水解成可溶性物質(zhì)，大分子降解為小分子，因此工藝過(guò)程中有許多不同于傳統(tǒng)工藝的特點(diǎn)。且由于這些特點(diǎn)，單從出水水質(zhì)COD、BOD₅等去除率來(lái)評(píng)價(jià)水解反應(yīng)器的作用是不**的，應(yīng)對(duì)后處理中各種現(xiàn)象進(jìn)行分析，以**評(píng)價(jià)水解反應(yīng)在整個(gè)系統(tǒng)中的功能。表2-10和表2-11為不同國(guó)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原污水與水解出水水質(zhì)比較（北京市高碑店污水處理廠）

表2-11水解反應(yīng)前后污水性質(zhì)的變化（HRT=3.0h，荷蘭Bennekom）

1、有機(jī)物含量顯著減少

水解反應(yīng)器的**個(gè)特點(diǎn)是對(duì)于有機(jī)污染物（特別是懸浮物）相對(duì)高的去除率，COD平均去除率為40%-50%，而懸浮性COD去除率更高，為60%-80%；出水懸浮物的濃度低于50mg/L，這些因素對(duì)于各種后處理是非常有利的。如采用活性污泥法后處理，由于有機(jī)物的絕大數(shù)量減少，與傳統(tǒng)的活性污泥工藝相比，停留時(shí)間也可減少50%，同時(shí)曝氣量減少50%。其基建總投資、能耗和運(yùn)行費(fèi)用可分別節(jié)省30%左右。如采用氧化塘后處理，與單獨(dú)采用傳統(tǒng)氧化塘相比，占地面積減少50%以上，基建投資降低50%，運(yùn)行費(fèi)用降低36%，并且基本上解決了一般氧化塘的淤結(jié)問(wèn)題。若采用土地處理系統(tǒng)，由于經(jīng)水解池處理后污水的可生化性提高，懸浮物弄地低于50mg/L，可大大提高土地的處理負(fù)荷，減少占地，提高處理效率，可應(yīng)用于城市污水。根據(jù)實(shí)際情況的不同，后處理工藝目前的應(yīng)用有以下幾種形式。

（1）         水解-活性污泥處理工藝，如北京密云污水處理廠；

（2）         水解-氧化溝處理工藝，如河南安陽(yáng)豆腐營(yíng)污水處理廠；

（3）         水解-接觸氧化處理工藝，如深圳白泥坑污水處理廠；

（4）         水解-土地處理工藝，如山東安丘污水處理廠；

（5）         水解-氧化塘處理工藝，如新疆昌吉污水處理廠；

2、B/C比值和溶解性有機(jī)物比例顯著增加

不同條件下的城市污水經(jīng)水解反應(yīng)后，出水B/C值有所提高，如從0.345提高到0.414（北京），從0.53提高到0.64（荷蘭）。B/C比值的提高說(shuō)明廢水可生化性的提高，這是水解反應(yīng)的**個(gè)顯著特點(diǎn)。

另外經(jīng)水解處理后，溶解性有機(jī)物比例發(fā)生了很大變化，水解出水溶解性COD比例提高了1倍。而一般經(jīng)初沉池后出水溶解性COD、BOD₅的比例變化較小。眾所周知，微生物對(duì)有機(jī)物的攝取只有溶解性的小分子物質(zhì)才可直接進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)，而不溶性大分子物質(zhì)首先要通過(guò)細(xì)胞外酶的分解才可直接進(jìn)入微生物體內(nèi)的代謝過(guò)程。經(jīng)水解處理，有機(jī)物在微生物的代謝途徑上減少了一個(gè)重要環(huán)節(jié)，無(wú)疑將加速有機(jī)物的降解。這表明水解反應(yīng)器相對(duì)于曝氣池起到了預(yù)處理的作用，使得經(jīng)水解處理后出水變得更易于被好氧菌降解。

水解池出水采用活性污泥后處理工藝與采用傳統(tǒng)活性污泥工藝進(jìn)行對(duì)比如下：在停留時(shí)間4h左右的情況下，不論采用穿孔管或中微孔曝氣方式，BOD₅和COD去除率均顯著高于傳統(tǒng)工藝流程，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。曝氣量若同樣采用穿孔管曝氣設(shè)備，曝氣量可節(jié)省氣量50%，同樣采用中微孔曝氣器時(shí)節(jié)省量為40%左右。

3、BOD₅降解動(dòng)力學(xué)

原污水和水解出水BOD歷時(shí)變化曲線不同（圖2-15）。水解出水耗氧量開始變化很快，隨后迅速趨于平穩(wěn)，而原水耗氧量變化很緩慢。水解出水的BOD₅/BOD₂₀值從原水的0.56上升到0.79，在第8天水解出水好氧曲線開始轉(zhuǎn)平；而原污水在第20天左右開始轉(zhuǎn)平，時(shí)間上兩者相差2.5倍?？梢缘贸鋈缦陆Y(jié)論：

（1）        需氧量的差別，理論上使得處理水解池出水可降低50%的氧耗量；

（2）        在相同停留時(shí)間下，水解池出水有機(jī)物去除比例可高于傳統(tǒng)工藝；

（3）        可生物降解物質(zhì)的降解所需的反應(yīng)時(shí)間兩者相差2.5倍，這說(shuō)明采用水解-好氧處理工藝可顯著縮短曝氣時(shí)間，從理論上講，這個(gè)比例可高達(dá)60%。

4、污泥和COD去除平衡

在實(shí)驗(yàn)室（荷蘭）的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)嚴(yán)格的物料平衡得到圖2-16所示的COD和污泥平衡關(guān)系。從圖中數(shù)據(jù)可以算出污泥的水解率為53.3%（以SS計(jì)），說(shuō)明水解反應(yīng)器中污泥也受到了充分的處理，這是水解反應(yīng)的第三個(gè)顯著特點(diǎn)。由圖2-16給出的COD和污泥平衡可知，COD的平均去除率為40%，而接近25%的去除的COD仍然保留在污泥中并作為剩余污泥被排放，這表明水解反應(yīng)器中污泥和污水可以同時(shí)得到處理。但從現(xiàn)在的數(shù)據(jù)很難對(duì)其余部分去除COD做完全的物料衡算分析，COD其他可能的降解途徑還包括硫酸鹽還原、氫氣的產(chǎn)生和甲烷化過(guò)程等。

（2）生產(chǎn)性工程驗(yàn)證

通過(guò)對(duì)大型生產(chǎn)性裝置觀測(cè)（1985-1986年）的數(shù)據(jù)進(jìn)行衡算，按以下各式計(jì)算污泥量：

總輸入污泥量=