
水解(酸化)原則上是厭氧消化過程的第一和第二階段,但水解(酸化)過程和厭氧消化的目的不同,是一種完全不同的處理方法。水解(酸化)係統的主要目的是將原水中不溶性有機物轉化為溶解性有機物,特別是工業廢水的處理。
水解是一類化合物與水之間的化學反應。例如,酯水解形成醇和有機酸之間的反應。在廢水的生物處理中,水解是指有機物(基質)在進入細胞之前,在細胞外進行的生化反應。這一階段最典型的特點是生物反應的部位發生在細胞外。微生物通過釋放細胞外遊離酶或附著在細胞外壁上的固定化酶來進行生物催化氧化(包括大分子鏈斷裂和水溶性)。研究表明,許多天然物質(如蛋白質、糖、脂肪等)可在好氧、缺氧或厭氧條件下順利水解。
酸化是典型的發酵過程。這一階段的基本特征是微生物的代謝產物主要是有機酸(如乙酸、丙酸等)。水解細菌實際上是一種具有水解能力的發酵細菌。水解是一個消耗能源的過程。水解的目的是獲得發酵所需的可發酵水基質,並通過細胞內生化反應獲得能量。同時排除代謝產物(各種有機酸主要用於厭氧條件下)。希望在實際工程中盡量減少酸的生產過程。由於酸化大大降低了pH值,不利於水解。
水解(酸化)和厭氧消化之間的差異
水解(酸化)主要是將難降解的可生物降解物質轉化為可生物降解物質,提高廢水的可生物降解性,以便於後續的好氧生物處理。考慮到後續好氧處理的能耗,水解(酸化)主要用於低濃度難降解廢水的預處理。
在混合厭氧消化係統中,水解酸化是混合厭氧消化過程中甲烷化階段的一種底物,與整個消化過程處於同一反應器內。兩相厭氧消化的產酸階段(產酸階段)是將混合厭氧消化中的酸化段和產甲烷階段分離出來,形成各自的最佳環境,同時也要求產酸的形式(主要是乙酸)。此外,當廢水中含有高濃度的硝酸鹽、亞硝酸鹽、硫酸池和亞硫酸鹽時,這些物質及其轉化產物不僅對甲烷幼苗有毒,而且影響甲烷的質量,並在產酸階段被去除。
因此,雖然水解(酸化-好氧)過程中的水解(酸化)、兩相厭氧發酵過程中的產酸階段和混合厭氧消化過程中的產酸過程產生有機酸,但這三種處理的目的是不同的。他們的經營環境和條件有明顯的差異,主要表現在以下幾個方麵:
(1)Eh不同
在混合厭氧消化係統中,由於水解的酸化微生物和產甲烷微生物都在同一反應器中,整個反應器的氧化還原電位Eh必須首先滿足嚴格Eh的甲烷細菌,通常為1。因此,低於300mV。係統中的水解(酸化)微生物也在該潛在價值下起作用。在兩相厭氧消化係統中,產酸相的氧化還原電位通常控製在100mV和300mV之間。根據研究,好氧處理過程中的水解(酸化)是典型的兼性過程。隻要Eh控製在+50 mv以下,該過程就可以順利進行。
(2)pH值不同
在混合厭氧消化係統中,消化液的酸堿度控製在產甲烷菌的最佳酸堿度範圍內,一般為6.8-7.2。屠宰91成人免费看片最大限度的實現了係統的集成,減少占地麵積;無汙染,無噪聲,無異味,減少二次汙染;不受屠宰汙水量的限製,機動靈活,可單個使用,也可多個聯合使用;針對性強,可有效去除屠宰汙水中的有機物以及氨氮;整個屠宰91成人免费看片處理係統配有PLC全自動電氣控製係統和設備故障報警係統,運行安全可靠,平時一般不需要專人管理,隻需適時地對設備進行維護和保養,管理費用小。養殖91成人免费看片采用玻璃鋼、碳鋼、不鏽鋼防腐結構,具有耐腐蝕、抗老化等優良特性,使用壽命長達30年以上;放置於地表以下,設備上麵的地表可作為綠化或其他用地,不需要建房及采暖、保溫。在兩相厭氧消化係統中,產酸相的pH值一般控製在6.O到6.5之間。當pH值降低時,雖然產酸速率增加,但有機酸的形態會發生變化,丙酸的相對含量會增加,丙酸在隨後的產甲烷階段會強烈抑製產甲烷菌。對於水解(酸化)好氧處理係統,由於後續處理是好氧氧化,沒有丙酸抑製作用。因此,對pH值範圍的控製也很寬,因此可以獲得更高的水解(酸化)速率,並且一般的pH值保持在5.5和6.5之間。
(3)溫度不同
混合厭氧消化係統和兩相厭氧消化係統的溫度嚴格控製,無論是中溫消化(30℃)還是高溫消化(50℃55℃)。然而,水解(酸化)好氧處理過程中的水解(酸化)對工作溫度沒有特殊要求,在常溫運行時也能獲得滿意的水解(酸化)效果。
影響水解(酸化)工藝的主要因素
(1)基材的類型和形態
基質的類型和形態對水解(酸化)速率有重要影響。在相同的操作條件下,多糖、蛋白質和脂肪的水解率依次降低。分子量越大,水解越困難,水解速率越低。例如,在碳水化合物的情況下,二聚體比三聚體更容易水解;寡糖比寡糖更容易水解。在分子結構上,直鏈比支鏈更容易水解,支鏈比環鏈更容易水解,單環化合物比雜環或多環化合物更容易水解。
(2)水解液的pH值
水解液的pH值主要影響水解速率、水解產物(酸化)以及汙泥的形態和結構。大量研究表明,水解(酸化)微生物對pH值的變化具有較強的適應性,在3.5~10.0的pH範圍內,水解過程可以順利進行,但最適pH值為5.5~6.5。當pH向酸性或堿性方向移動時,水解速率下降。水解液的pH值也影響水解液的種類和含量。
(3)水力停留時間
水力停留時間(HRT)是水解反應器的重要參數之一。它對反應器的影響隨反應器的功能而變化。HRT越長,水解物與水解微生物的接觸時間越長,水解效率越高。通常是3-4個小時。
(4)溫度
水解反應是典型的生物逆轉。因此,溫度變化對水解反應的影響符合一般生物反應規律,即在一定範圍內,溫度越高,水解反應速率越大。然而,研究表明,當溫度在10到20℃之間變化時,水解反應速率變化不大,這表明水解微生物對低溫變化具有更強的適應性。
(5)粒徑
粒徑是影響顆粒有機物水解(酸化)速率的重要因素。屠宰91成人免费看片最大限度的實現了係統的集成,減少占地麵積;無汙染,無噪聲,無異味,減少二次汙染;不受屠宰汙水量的限製,機動靈活,可單個使用,也可多個聯合使用;針對性強,可有效去除屠宰汙水中的有機物以及氨氮;整個屠宰91成人免费看片處理係統配有PLC全自動電氣控製係統和設備故障報警係統,運行安全可靠,平時一般不需要專人管理,隻需適時地對設備進行維護和保養,管理費用小。粒徑越大,單位重量有機物比表麵積越小,水解速率越小。由於顆粒有機物的粒徑對水解效率有很大的影響,一些研究人員建議,高濃度顆粒有機物的廢水或汙泥在進入水解反應器之前,可以通過泵或研磨機進行粉碎,以減小汙染物的粒徑,從而加快水解速度。提高水解反應。
水解酸化池的作用
(1)可用於反硝化。
(2)提高生化性能,改善好氧生化效果。
(3)生活汙水中含有越來越多的化學合成材料(表麵活性劑等),水解和酸化有利於該物質的降解。
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