濰坊日麗環(huán)保閆雪為您簡介污水處理工藝

工藝流程說明

機械加工車間產(chǎn)生的廢乳化液和廢清洗液均采用帶泵小車送至污水處理站廢乳化液池和廢清洗液池，廢乳化液池和廢清洗液池中均裝有潛水?dāng)嚢柘到y(tǒng)進行攪拌，廢乳化液和廢清洗液由泵批量打入乳化液破乳槽和清洗液破乳槽進行預(yù)處理，分別向乳化液破乳槽和清洗液破乳槽中依次加入氯化鈣、酸（堿）、PAC、PAM機械攪拌進行破乳處理，破乳后靜置，待破乳浮油*上升至液面后注水調(diào)節(jié)油面至集油槽，開動刮油機將浮油刮入集油桶，預(yù)處理后的乳化液和和清洗液分別泵入破乳液貯槽，然后由泵限流進入氣浮反應(yīng)槽，向氣浮反應(yīng)槽中依次加入酸（堿）、PAC、PAM，在機械攪拌作用下，原水進行絮凝、助凝反應(yīng)，促使固體微粒間的相互引力增大，足以克服相互間的斥力，使分散的固體微粒迅速地聚集，形成絮凝體（礬花）。反應(yīng)后夾帶大量“礬花”的混合液流入氣浮裝置，在氣浮裝置中，污水中的懸浮物與溶氣釋放器釋放的微小氣泡結(jié)合，減小懸浮物的比重后浮上。懸浮物上浮后形成浮渣，定時開動刮渣機，將浮渣刮除，浮渣排入儲泥槽。去除懸浮物后的污水流入混合污水池。同時生活污水也進入混合污水池，在潛水?dāng)嚢枳饔孟逻M行機械混合，混合后污水由泵打入水解槽，污水經(jīng)水解設(shè)備處理后，繼續(xù)流入好氧槽。

向好氧槽中鼓風(fēng)曝氣，維持污水中一定的溶解氧濃度，好氧菌新陳代謝*降解水中有機污染物。

水解好氧工藝原理簡介：

水解—好氧生化處理是近幾年來開發(fā)出來的一項處理有機污水的新技術(shù)，并已有八年較為成熟的工程實踐經(jīng)驗。本文從水解機理，水解工藝的特點，水解工藝的設(shè)計要點，水解工藝性能指標(biāo)，以及水解工藝適用范圍內(nèi)容，對水解工藝作一簡介。

（A）水解機理

    從化學(xué)角度來說，水解反應(yīng)是一種常見的普遍存在的化學(xué)反應(yīng)過程，可以說，絕大多數(shù)化合物，在一定條件下，與水接觸后，都會發(fā)生反應(yīng)。我們討論水解反應(yīng)，就是討論化合物與水的反應(yīng)，也就是討論化合物分子中電子分布及其電荷與水發(fā)生的反應(yīng)。絕大多數(shù)有機化合物的反應(yīng)是共價鍵的形成和斷裂過程。水解反應(yīng)可致共價鍵發(fā)生變化和斷裂，即使化合物在分子結(jié)構(gòu)，形態(tài)上發(fā)生變化。研究水解反應(yīng)，就是研究化合物的水解經(jīng)路、反應(yīng)產(chǎn)物，以及影響水解程度和速率的諸因素。

    污水處理工藝中的生物化學(xué)（生化）處理法，是處理有機污水的主要方法。水解工藝是其中的一種新開發(fā)出來的工藝過程。因此，我們這里所說的水解工藝，是有別于化學(xué)反應(yīng)的生物化學(xué)反應(yīng)。

    化學(xué)水解的速率，在很大程度上受化合物自身的分子結(jié)構(gòu)、水的PH值（即酸、堿度）和溫度影響。在這里，酸和堿是化學(xué)反應(yīng)的催化劑。而生物化學(xué)領(lǐng)域中的水解，則是依靠生物酶起催化作用、加速水解反應(yīng)。酶的催化反應(yīng)效率要比相應(yīng)無酶反應(yīng)高10 ⁶—10¹³ 倍，這是生物酶的特殊作用。

    概括說，我們這里討論的指復(fù)雜的有機物分子，在水解酶參與下加以水分子分解為簡單化合物的反應(yīng)。反應(yīng)是在缺氧條件下進行的。

1）水解工藝與厭氧工藝的區(qū)別

要區(qū)別水解工藝與厭氧工藝的概念，必須先了解厭氧工藝的反應(yīng)經(jīng)路。

    通常，我們把厭氧反應(yīng)分為四個階段：*階段水解；第二階段酸化；第三階段酸性衰退；第四階段甲烷化。

    在水解階段，固體物質(zhì)溶解為溶解性物質(zhì)，大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)，難生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解物質(zhì)。在酸化階段，有機物降解為各種有機酸。水解和產(chǎn)酸進行得較快，難以把它們分開。起作用的主要微生物是水解菌和產(chǎn)酸菌。

    我們所說的水解工藝，就是利用厭氧工藝的前兩段，即把反應(yīng)控制在第二階段，不進入第三階段。為區(qū)別厭氧工藝，定名為水解（Hydrolization）工藝。水解反應(yīng)器中實際上完成水解和酸化兩個過程。但為了簡化稱呼，簡稱為“水解”。

水解工藝系統(tǒng)中的微生物主要是兼性微生物，它們在自然界中的數(shù)量較多，繁殖速度較快。而厭氧工藝系統(tǒng)中的產(chǎn)甲烷菌則是嚴格的專性厭氧菌，它們對于環(huán)境的變化，如PH值、堿度、重金屬離子、洗滌劑、氨、硫化物和溫度等的變化，比水解菌和產(chǎn)酸菌要敏感得多，并且生長緩慢（世代期長）。

重要的是水解工藝和厭氧工藝中的兩類不同菌種的生態(tài)條件差異很大。水解工藝是在缺氧條件下反應(yīng)，而厭氧工藝則是在厭氧條件下反應(yīng)。這里說的“缺氧”（anoxic）有別于“厭氧”，所謂厭氧（annaerobic）作用是指的無氧（溶解氧DO＝0），而缺氧（anoxic）作用是指無氧或微氧（DO＜0.3-0.5mg/l) 。

正因為水解工藝是在缺氧條件下完成，因而在工程實施中，可將工藝后續(xù)好氧工藝串連組合在一個反應(yīng)器中完成，實現(xiàn)水解－好氧工藝。為區(qū)別厭氧－好氧工藝，把水解（H）－好氧（O）工藝，暫定名為H／O法。

2）常見主要有機污染物的水解反應(yīng)經(jīng)路

   （1）糖類（碳水化合物）物質(zhì)的水解。糖類物質(zhì)由碳、氫、氧三種元素構(gòu)成，是多羥醛或羥酮及其縮合物的某些衍生物的總稱。可分為單糖、低聚糖和多糖。

單糖是不能水解的，是較簡單的碳水化合物，如葡萄糖、果糖。

低聚糖中，由兩個分子單糖結(jié)合而成的稱二糖，三個分子單糖結(jié)合的稱三糖。庶糖、麥芽糖和乳糖屬二糖；棉子糖屬三糖。低聚糖通過水解，生成單糖。

多糖是由多個單糖或其衍生物所組成的碳水化合物。淀  粉、纖維素、瓊膠、果膠等屬多糖物質(zhì)。多糖通過水解，生成原來的單糖，或其衍生物。

在有機污水中，一般以水解形式存在的物質(zhì)為較多，例如淀粉。水解淀粉的酶，大致可分為四類，即a一*，b一*，淀粉1－6糊精酶和葡萄糖*。淀粉在上述水解酶作用下的水解經(jīng)路為：

淀粉→ 糊精 → 麥芽糖 → 葡萄糖

當(dāng)多糖類物質(zhì)水解成葡萄糖后不能再水解了。如果反應(yīng)條件仍處于缺氧條件，則葡萄糖會通過糖的酵解過程分解成2個丙酮酸（即1×C6→2C3）。至此，多糖類的水解（酸化）過程全部完成。進一步的*降解，只能在有氧條件下才能完成即在有氧條件下丙酸酮進入三羧酸循環(huán)，達到*的氧化：

2CH₃COCOOH＋4H＋6O₂→6CO₂+6H₂O。

    （2）蛋白質(zhì)的水解。蛋白質(zhì)是由多種氨基酸分子組成的復(fù)雜有機物。它由C、H、O、N等主要元素組成，有的還含有Fe、I、P、S等元素。蛋白質(zhì)與糖類、脂肪類物質(zhì)分子的主要不同點在于它的組分含有N素。在蛋白質(zhì)中，氮的含量平均約為16％。

    蛋白質(zhì)不能直接被微生物利用，在進入細胞組織之前，需經(jīng)蛋白質(zhì)水解酶的作用，使其水解成氨基酸。其水解經(jīng)路為：蛋白質(zhì)→多肽 →二肽 → 氨基酸。至此。蛋白質(zhì)的水解過程完成。實際上蛋白質(zhì)水解到二肽階段就可作為底物，被微生物細胞所利用。

    （3）脂肪（類脂肪）物質(zhì)的水解。脂肪是不含氮的有機化合物，由C、H、O等元素組成。

脂肪的降解也是首先在細胞外，通過脂肪水解酶發(fā)生水解，生成甘油和相應(yīng)的脂肪酸。甘油的進一步降解類似于糖解過程的一部分，轉(zhuǎn)化為丙酮酸。至此，水解反應(yīng)完成。水解產(chǎn)物脂肪酸丙酮酸的進一步降解，則需在有氧下進入三羧酸循環(huán)，達到*的氧化。

    （4）芳香族化合物的水解。盡管苯環(huán)的化學(xué)結(jié)構(gòu)相當(dāng)穩(wěn)定，但大部分苯環(huán)物質(zhì)可在微生物的作用下被降解。

降解經(jīng)路大致可分為3種形式。

    A生態(tài)變化。芳香族化合物從一種化合物形態(tài)轉(zhuǎn)化為另一種形態(tài)。例如芳香族硝基化合物（硝基苯）還原成苯胺。這一特性可利用到污水處理工程中。*。苯胺是可以在好氧下，予以*降解，而且降解速率較快，但硝基苯則不然，它不能在好氧條件下降解。可是硝基苯在缺氧條件下在兼性微生物的作用下，可轉(zhuǎn)變形態(tài)，成為苯胺，然后通過好氧生物作用，達到*降解。

B苯環(huán)斷裂。在缺氧條件下，由于兼性微生物的作用，某些苯環(huán)化合物可以出現(xiàn)苯環(huán)裂解。苯環(huán)的裂解。包括兩個基本步驟：首先生成兩個鄰位羥基化合物，再發(fā)生苯環(huán)的斷裂，分裂為有機酸。當(dāng)有機物降解為有機酸后，再通過好氧條件下的三羧酸循環(huán)予以*降解。

C長鏈分子斷裂。在染料工業(yè)中，偶氮系列染料占有60％的比重。偶氮基系染料中的發(fā)色基團。一旦偶氮基團被降解，則染料原有的色澤將消失。在兼性微生物作用下的水解過程，會發(fā)生染料分子的裂解，使偶氮鍵斷裂，并形成新的碎片分子。因而，雖然偶氮化合物的可生化性較差，但通過水解裂解，生成的苯胺類化合物，可生化性就變得十分好，它的BOD₅／CODcr比值明顯上升。甲基橙染料，系偶氮類化合物，它的可生化性較差，屬難生化物質(zhì)，BOD₅／CODcr比值僅為0.03－0.025，但水解反應(yīng)后，形成的苯胺結(jié)構(gòu)碎片分子，其BOD₅／CODcr比值，上升至0.41－0.59。

（B）水解工藝的特點

（1）污水經(jīng)水解處理后，BOD₅／CODcr比值，有明顯升高。例如制藥廠*生產(chǎn)廢水，進水BOD₅／CODcr的比值0.34，經(jīng)水解后，比值上升為0.43，可生化性得到了提高。

（2）對厭氧處理而言，水解反應(yīng)的水力停留時間較短。對工業(yè)污水中的有機污染物來說，根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)、分子量大小,水解反應(yīng)一般在4－18小時完成。

（3）用膜法水解工藝，由于生物量大、容積負荷高，能適應(yīng)進水CODcr負荷變化。一般說，進水CODcr濃度升高3－4倍，而出水CODcr的去除率，非旦不下降，反而升高，即進水濃度越高，CODcr去除率高。水解工藝有很大的耐沖擊負荷能力。

（4）水解工藝運行穩(wěn)定，受外氣溫變化影響小。一般說水溫在3－40℃之間，因為水解菌種由中溫和低溫菌種協(xié)同作用。

（5）水解池不產(chǎn)生如厭氧反應(yīng)那樣的臭味，水解池可設(shè)計成敞口式的。敞口的水解池，池子越深，效率越高，在地基地耐力許可的條件下，池深可達8.5－9m，可節(jié)省用地，適于用地緊張的城市內(nèi)的污水站。特別是對化工企業(yè)，在消防距離不能滿足要求的情況下，水解工藝比厭氧工藝有其實際應(yīng)用價值。

（6）水解菌種不同于專性厭氧菌種甲烷菌，它是一種兼性菌種，在自然界中存在的量較多，而且存在的面亦較廣，在工程實施時，容易培菌。一旦污水中有機污染物（底物）發(fā)生變化，處理裝置也能很快適應(yīng)。這*不同于厭氧處理中的甲烷菌。對甲烷菌而言，由于它是單一性菌種，只要底物發(fā)生變化，甲烷菌就在衰亡。從市場經(jīng)濟的規(guī)律來說，企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)必然受市場需要所支配，生產(chǎn)的產(chǎn)品很有可能不斷更新轉(zhuǎn)換，污水中的有機污染物成分亦會相應(yīng)發(fā)生變化。水解菌種的易殖性及其強適應(yīng)性，使水解工藝較厭氧工藝有其突出的優(yōu)點，即能適應(yīng)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化。

（7）水解工藝具有另一個比較突出的優(yōu)點是，隨運行時間的推移，CODcr的去除率呈明顯的增長趨勢。上海冠生園食品總廠污水站1991年9月驗收時，水解池的去除率為50％，1993年9月水解池的去除率已上升至85％。又如四平市金士百啤酒廠污水站1996年5月驗收時水解池的去除率為50％，到1998年已上升至80％。

（8）多段H／O工藝，可實現(xiàn)生物脫氮，工程實踐表明，氨氮可由原水299mg/l降至5mg/l以下。

（9）一般說，各污水站都設(shè)調(diào)節(jié)池。工程實施時，可利用調(diào)節(jié)池，內(nèi)加分格及纖維填料，作膜法水解池用，實現(xiàn)一池多用，可節(jié)省基建投資。由于水解池本身有較高的CODcr去除率，因而可作為去除CODcr的一級構(gòu)筑物。對已建有機污水站來說，若將調(diào)節(jié)池改造為水解池，可使整個污水站的CODcr總?cè)コ侍岣?0％左右。

（C）水解工藝的設(shè)計要點

（1）控制進水PH值。水解工藝的兼性菌種對PH值的適應(yīng)范圍很寬（PH值5.5－10之間）。，應(yīng)與后續(xù)處理條件一并考慮。

（2）控制溶解濃度，一般來說，DO值應(yīng)控制在＜0.3－0.5mg/l 。

（3）池形設(shè)計要造成良好的水力工況。應(yīng)控制池深、池長、池寬的比例。池內(nèi)分格，造成上下推流、水平推流、減少“死區(qū)。水解池是否加蓋，可視進水溫度，水力停留時間及地區(qū)冬季室外溫度等諸因素而定。

（4）根據(jù)不同有機污染物的分子結(jié)構(gòu)、分子量，設(shè)計前先小試，確定有機污染物的水解速率（水力停留時間），工程實施時，作適當(dāng)放大。

（5）控制C、N、P比例。例如上海冠生園食品總廠污水缺N素，而臨安化工廠（生產(chǎn)染料）污水中富C素和N素。有條件的話，將生活污水引入處理系統(tǒng)，對平衡的環(huán)狀分子結(jié)構(gòu)可連續(xù)串聯(lián)水解—好氧2至3次（即兩段H/O法或三段落H/O法）。此時，應(yīng)控制水解和好氧反應(yīng)水力停留時間的比例。

（D）解工藝性能指標(biāo)

水解池的CODcr去除率為30－50％（某些工程可達60－80％）；

固體懸浮物的水解率為60－65％；

水解－好氧工藝與全好氧工藝相比，能耗可節(jié)省40％左右。

占地面積比厭氧工藝或純好氧工藝節(jié)省20-30%。

水解－好氧工藝（H／O工藝）的CODcr總?cè)コ士蛇_到96－98％。

（E）水解工藝適用范圍

1）目前已在下列工業(yè)污水處理站應(yīng)用了水解工藝：食品生產(chǎn)廠廢水，啤酒廢水，涂裝廢水、含油廢水、生物制藥廢水、石油化工廢水、制革廢水、特種化工廢水、化工染料廢水、發(fā)酵、釀造工業(yè)廢水、醫(yī)院含菌廢水、機械加工廢水及類似的生活污水。

2）可適用的工業(yè)生產(chǎn)污水及類似的生活污水，采用H/O工藝目前已能處理COD進水濃度200—10000mg/l的廢水。

水解—好氧處理工藝（H/O工藝）是處理綜合污水的新工藝。該技術(shù)已分別在一九九四年及一九九七年兩度被國家*認定為處理有機廢水的實用技術(shù)推廣項目；并被國家科委確認為[九五]重點推廣的科技成果。

水解反應(yīng)、生物接觸氧化采用水解好氧組合式填料，生物接觸氧化中的曝氣設(shè)備采用中微孔曝氣器。

經(jīng)生化處理后的廢水夾帶著脫落的微生膜流入沉淀槽，沉淀槽采用斜管沉淀槽構(gòu)造，沉淀槽中的水流接近層流狀態(tài)，因而對沉淀有利，增大了沉淀面積，縮短了顆粒沉淀距離，其處理能力高于一般沉淀設(shè)備。

分離后的上清液經(jīng)消毒槽流出，各項水質(zhì)指標(biāo)已達標(biāo)。

乳化液破乳槽和清洗液破乳槽中產(chǎn)生的污泥及氣浮裝置中產(chǎn)生的浮渣都排入（泵入）污泥濃縮槽，上清液進入地溝排入混合污水池，濃縮后的污泥由污泥提升泵打入廂式壓濾機，向污泥濃縮槽投加陽離子PAM，在機械攪拌的作用下進行污泥調(diào)理，污泥調(diào)理后，提高了脫水性能。進行污泥脫水，脫水后的泥餅按固體廢棄物處置外運，廂式壓濾機脫出液流入混合污水池進行再處理。

WFRL-AO甘肅省天水市食品加工廠污水處理

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