降解经路大致可分为3种形式。
A生态变化。芳香族化合物从一种化合物形态转化为另一种形态。例如芳香族硝基化合物(硝基苯)还原成苯胺。这一特性可利用到污水处理工程中。众所周知。苯胺是可以在好氧下,予以彻底降解,而且降解速率较快,但硝基苯则不然,它不能在好氧条件下降解。可是硝基苯在缺氧条件下在兼性微生物的作用下,可转变形态,成为苯胺,然后通过好氧生物作用,达到彻底降解。
B苯环断裂。在缺氧条件下,由于兼性微生物的作用,某些苯环化合物可以出现苯环裂解。苯环的裂解。包括两个基本步骤:首先生成两个邻位羟基化合物,再发生苯环的断裂,分裂为有机酸。当有机物降解为有机酸后,再通过好氧条件下的三羧酸循环予以彻底降解。
C长链分子断裂。在染料工业中,偶氮系列染料占有60%的比重。偶氮基系染料中的发色基团。一旦偶氮基团被降解,则染料原有的色泽将消失。在兼性微生物作用下的水解过程,会发生染料分子的裂解,使偶氮键断裂,并形成新的碎片分子。因而,虽然偶氮化合物的可生化性较差,但通过水解裂解,生成的苯胺类化合物,可生化性就变得十分好,它的BOD5/CODcr比值明显上升。甲基橙染料,系偶氮类化合物,它的可生化性较差,属难生化物质,BOD5/CODcr比值仅为0.03-0.025,但水解反应后,形成的苯胺结构碎片分子,其BOD5/CODcr比值,上升至0.41-0.59。
(B)水解工艺的特点
(1)污水经水解处理后,BOD5/CODcr比值,有明显升高。例如制药厂土霉素生产废水,进水BOD5/CODcr的比值0.34,经水解后,比值上升为0.43,可生化性得到了提高。
(2)对厌氧处理而言,水解反应的水力停留时间较短。对工业污水中的有机污染物来说,根据其分子结构、分子量大小,水解反应一般在4-18小时完成。
(3)用膜法水解工艺,由于生物量大、容积负荷高,能适应进水CODcr负荷变化。一般说,进水CODcr浓度升高3-4倍,而出水CODcr的去除率,非旦不下降,反而升高,即进水浓度越高,CODcr去除率高。水解工艺有很大的耐冲击负荷能力。
(4)水解工艺运行稳定,受外气温变化影响小。一般说水温在3-40℃ 之间,因为水解菌种由中温和低温菌种协同作用。
(5)水解池不产生如厌氧反应那样的臭味,水解池可设计成敞口式的。敞口的水解池,池子越深,效率越高,在地基地耐力许可的条件下,池深可达8.5-9m,可节省用地,适于用地紧张的城市内的污水站。特别是对化工企业,在消防距离不能满足要求的情况下,水解工艺比厌氧工艺有其实际应用价值。
(6)水解菌种不同于专性厌氧菌种甲烷菌,它是一种兼性菌种,在自然界中存在的量较多,而且存在的面亦较广,在工程实施时,容易培菌。一旦污水中有机污染物(底物)发生变化,处理装置也能很快适应。这完全不同于厌氧处理中的甲烷菌。对甲烷菌而言,由于它是单一性菌种,只要底物发生变化,甲烷菌就在衰亡。从市场经济的规律来说,企业的产品结构必然受市场需要所支配,生产的产品很有可能不断更新转换,污水中的有机污染物成分亦会相应发生变化。水解菌种的易殖性及其强适应性,使水解工艺较厌氧工艺有其突出的优点,即能适应企业产品结构的变化。
(7)水解工艺具有另一个比较突出的优点是,随运行时间的推移,CODcr的去除率呈明显的增长趋势。
(8)多段H/O工艺,可实现生物脱氮,工程实践表明,氨氮可由原水299mg/l降至5mg/l以下。
(9)一般说,各污水站都设调节池。工程实施时,可利用调节池,内加分格及纤维填料,作膜法水解池用,实现一池多用,可节省基建投资。由于水解池本身有较高的CODcr去除率,因而可作为去除CODcr的一级构筑物。对已建有机污水站来说,若将调节池改造为水解池,可使整个污水站的CODcr总去除率提高30%左右。
(C)水解工艺的设计要点
(1)控制进水PH值。水解工艺的兼性菌种对PH值的适应范围很宽(PH值5.5-10之间)。但最佳值,应与后续处理条件一并考虑。
(2)控制溶解浓度,一般来说,DO值应控制在<0.3-0.5mg/l。
(3)池形设计要造成良好的水力工况。应控制池深、池长、池宽的比例。池内分格,造成上下推流、水平推流、减少“死区。水解池是否加盖,可视进水温度,水力停留时间及地区冬季室外温度等诸因素而定。
(4)根据不同有机污染物的分子结构、分子量,设计前最好先小试,确定有机污染物的水解速率(水力停留时间),工程实施时,作适当放大。
(5)控制C、N、P比例。例如上海冠生园食品总厂污水缺N素,而临安化工厂(生产染料)污水中富C素和N素。有条件的话,将生活污水引入处理系统,对平衡的环状分子结构可连续串联水解—好氧2至3次(即两段H/O法或三段落H/O法)。此时,应控制水解和好氧反应水力停留时间的最佳比例。
(D)解工艺性能指标
水解池的CODcr去除率为30-50%(某些工程可达60-80%);
固体悬浮物的水解率为60-65%;
水解-好氧工艺与全好氧工艺相比,能耗可节省40%左右。
占地面积比厌氧工艺或纯好氧工艺节省20-30%。
水解-好氧工艺(H/O工艺)的CODcr总去除率可达到96-98%。
(E)水解工艺适用范围
1)目前已在下列工业废水处理站应用了水解工艺:食品生产厂废水,啤酒废水,涂装废水、含油废水、生物制药废水、石油化工废水、制革废水、特种化工废水、化工染料废水、发酵、酿造工业废水、医院含菌废水、机械加工废水及类似的生活污水。
2)可适用的工业生产污水及类似的生活污水,
采用H/O工艺目前已能处理COD进水浓度200—10000mg/l的废水。
水解酸化池采用活性污泥法,在水解装置中,发酵细菌将废水中复杂有机物(包括多糖、脂肪、蛋白质等)水解为有机酸、醇类。在酸化阶段产氢、产乙酸细菌将发酵产物有机酸和醇类代谢为乙酸和氢,使大分子物质降解为小分子物质,使难生化的固体物降解为易生化的可溶性物质,提高了废水的可生化性。经水解酸化池处理后的废水进入生物接触氧化池,向废水中输送空气进行曝气,曝气装置采用D=215的膜片式微孔曝气器。水中碳水化合物为好氧微生物提供了丰富的营养,加快了好氧微生物的新陈代谢,在其作用下水中有机物得以有效降解。
构筑物名称: | 水解酸化池 |
数量: | 2座 |
构筑物材料: | 钢筋混凝土 |
建筑尺寸: | 6.7m(L)×6m(W)×5.5m(H) |
主要配套设备: | |
(1)潜水搅拌机 | |
数量: | 2台 |
叶轮直径: | Φ370mm |
叶轮转速: | 960rpm |
功率: | 4KW |
推力: | 1200N |
(2)填料 | |
规格: | Φ150mm |
数量: | 160m3 |
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