水解池的启动和运行

水解池的启动和运行一、基本原理污水生物处理工艺分好氧工艺和厌氧工艺，这两类工艺各有其优缺点。随着生物处理技术的发展，作为生物处理的主角仍是微生物。如何能使好氧生物处理工艺提高污泥浓度，减少氧的消耗‘如何使厌氧生物处理工艺缩短处理时间和提高处理负荷，是值得进一步研究的课题。各种类型有机污染物的厌氧（缺氧）、好氧降解反应过程汇总如下。好氧（微需氧）过程厌氧（缺氧）过程（1）COD→H2O+CO2（2）COD→CH4+CO2传统好氧工艺传统厌氧工艺（3）NH4+→NO3-（4）NO3-→N2硝化工艺反硝化或缺氧工艺（5）H2S→S0（6）SO42-→H2S微需氧或好氧工艺厌氧反应（7）R-Cl→CO2+Cl-（8）R3CCl→CH4+CO2+Cl-好氧反应厌氧反应从化学反应式（1）-（8）来看，除反应式（1）、（2）为传统的好氧和厌氧工艺外，其他均为兼性菌的反应。人们过去对于好氧微生物和专性厌氧微生物研究十分充分，而对兼氧性微生物的研究不够。事实上，利用兼性细菌的工艺人们已开始有所涉及。如，对去除N、P的A2O或AO工艺（反应式（3）、（4）），是利用了兼性菌在好氧条件下进行好氧代谢，而在厌氧条件下进行不同代谢反应的工艺。在含有硫酸盐的有机废水中，厌氧反应将有机物和硫酸盐分别转化为有机酸和硫化氢（反应式（6）），产生的硫化氢被微需氧细菌直接氧化为硫元素。这可以用来去除硫化物并回收硫元素（反应式（5））。最新研究表明，一些在好氧状态下难降解芳香族和卤代烃在厌氧条件下容易分解（反应式（7）、（8））。以上反应是一些新工艺的化学反应基础，其基本原理是新工艺开发的基础和生长点。例如，目前国际和国内上流行的AB工艺和序批式活性污泥（SBR）工艺。前者是在A段的高吸附段发生了水解和部分酸化反应，大分子物质降解为小分子物质，所以使得整个工艺的效率大为提高。对于后者而言，在SBR的反应过程同样经历了好氧-缺氧和厌氧的过程。成功地利用兼性微生物的典型工艺是由北京市环境保护研究院在20世纪80年代开发的水解-好氧生物处理工艺。水解池利用水解和产酸微生物，将污水中的固体、大分子和不易生物降解的有机物降解为易于生物降解的小分子有机物，使得污水在后续的好氧单元以较少的能耗和较短的停留时间下得到处理。采用水解-活性污泥法与传统的活性污泥相比，其基建投资、能耗和运行费用可分别节省30%左右。由于水解池具有改善污水可生化性的特点，使得本工艺不仅适用于易于生物降解的城市污水等，同时更加适用于处理不易生物降解的某些工业废水，如纺织废水，印染废水，焦化废水，酿酒废水，化工废水，造纸废水等。水解池可以降低COD总量，同时也可以提高生化性，将污水中的固体状态大分子和不易生物降解的有机物，浆解为易于降解的小分子有机物。这对于难降解有机废水治理十分重要，目前已知水解-好氧工艺对处理城市综合废水、印染废水、造纸（中段）废水、化工废水和合成洗涤剂废水（含ABS、LAS）等各种工艺废水十分有效。二、水解池的启动方式水解(酸化)工艺属于升流式污泥床反应器技术范畴，污水由反应器底部进入，通过污泥床，从而将进水中的颗粒物质与胶体物质迅速截留和吸附。截留下来的物质在大量水解－产酸菌作用下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的小分子有机物质(如有机酸类)。水解(酸化)池的启动是其达到设计要求后正常运行的前期工作，是反应器中缺氧或兼氧微生物的培养和驯化过程，会直接影响水解(酸化)系统能否顺利投入使用及其运行效果。启动—般采用同类污泥接种，一般温度适宜时启动时间约2～6周不等。1、接种污泥接种是向水解酸化池中接入厌氧、缺氧以及好氧代谢的微生物菌种。若不接种，靠反应器本身积累的微生物量来启动将需要比接种长3～5倍的时间。①接种物来源接种物主要来源于各种污泥，如现有污水处理厂厌氧、缺氧或好氧反应器的污泥，下水道、化粪池、河道或污水池塘等处积沉的污泥以及农村沼气池内的底泥。②接种物的基本要求水解(酸化)反应降解是各种类群微生物共同作用的结果，因此对接种物有以下要求。(a)必须含有适应于一定废水水质特征的微生物种群；(b)所接入的微生物(或污泥)必须具有足够的代谢活性；(c)污泥所含的微生物数量应较多，且各种微生物比例应协调。例如，接种污泥中厌氧水解菌(纤维分解菌)的含量较高时，对于有机物的水解(酸化)效果就较好，能够缩短启动时间，提高有机物的水解降解率。接种微生物可通过纯种培养获得，但对于工业废水处理至今尚属困难之事，实用中一般采用以上自然或人工富集的污泥作为接种物来源。采集接种污泥时，应注意选用生物活性高的、相对密度大的污泥，同时应除去其中夹带的大颗粒固体和漂浮杂物。接种量依据处理对象水质特征、接种污泥水质特征、接种污泥性能，水解(酸化)池容积、启动运行条件等来决定。一般来说加大接种量有利于缩短启动时间。若按容积比计算，投加的接种污泥量一般为10％～30％。若按接种后的混合液VSS计，接种污泥量按5～10kgVSS／m3。接种部位应在反应装置底部，尽量避免接种污泥在接种和启动运行时流失。对于某些填料的厌氧反应装置，启动时甚至可以将填料取出，在另外的污泥池中预先挂膜，然后装入反应装置中。目前为了教快的培养微生物,一般接种消化污泥或经过脱水(未加药)的消化污泥量按照池容积的0.1计算。营养投加比例为：好氧工艺要求C：N:P=100:5:1,厌氧（水解）工艺为C:N:P=(350-500):5:1。2.启动的基本方式当反应器中接种污泥投足后，控制污水、废水分批进料，启动运行初期水解缺氧反应装置间歇运行的方法。每批废水进入后，反应装置在静止状态下进行缺氧代谢(或通过回流装置适时进行循环搅拌)，让接种污泥或增殖的污泥暂时聚集，或附着于填料表面，而不是随水分流失。经若干天(所需时间随水质和接种污泥浓度而变)缺氧反应后，大部分有机物被分解后，再进第二批废水。在分批进水间歇运行时，可逐步提高进水的浓度或工业废水的比例，可逐步缩短反应的时间，直至最后完全适应污水、废水水质并连续运行。3.影响启动的因素影响启动的因素，除接种污泥以外，还有污水、废水的水质特征、有机质负荷和有毒污染物质、环境条件、填料种类、回流等。①废水性质包括废水中有机污染物构成与浓度、pH值、营养物质等。废水中有机物质(易降解性的)浓度对于缺氧水解反应器的启动是有影响的，合适的浓度能使微生物污泥迅速絮凝形成，形成足够浓度和活性的微生物污泥，缩短启动的时间。尽管缺氧水解微生物对C、N、P营养的要求不如好氧微生物严格，但对于某些成分过于单纯的工业废水，在启动时仍应通过添加相宜的污水或营养物质，协调进水中C、N、P等的营养平衡。对于酸性或强碱性的工业废水，在启动中首批投料时，甚至在启动的前阶段，必须调节废水的pH值至中性或偏碱性，才能免去再调pH值的过程。物料的缓冲性能有助于保持消化液的适宜酸碱度，从而为在较高的有机物质负荷下启动提供有利条件，以利缩短启动的时间。②有机质负荷有机质负荷常常成为影响启动的关键因素。启动过程中，有机质负荷过高，导致挥发性有机酸过量积累，消化液pH值下降过度就会使启动停滞或破坏。反之，有机质负荷太低，则会降低微生物的增殖速率，从而使启动的时间延长。控制有机质负荷的要领为“有节”、“有进”。有节，指有节制地递增有机质负荷，以免在超负荷冲击下，使启动遭受挫折，结果是欲速则不达。有进，则指把握时机，及时递增有机质负荷，以期尽快地完成启动过程。控制好有机质负荷，可以缩短启动的时间过程，提高启动的成功率以及系统的运行效率。可以避免因需要重复启动所造成的运行费用损失，时间上的延误，排除那种虽运行平稳，但效率不很高的状况，提高整个缺氧反应过程的稳定性。③水温废水温度是影响启动的重要因素，因为温度直接影响微生物代谢和增殖速率，影响微生物的负荷能力，故温度降低会使启动时间延长。另外水温也会影响污泥黏附成团的速率。④其他对于填料型水解缺氧反应器，填料附着性能会影响挂膜的快慢，因而影响启动时间。填料的填充量、是否分层或错层等也对启动过程有一定的影响。对于悬浮型水解缺氧反应器，可以适当投加无烟煤或微小沙砾或絮凝剂，促进污泥的颗粒化。水力负荷对启动过程有一定影响，水力负荷过高，可能会造成污泥大量流失；水力负荷过低，又不利于对污泥的筛选。一般在启动初期可选低的水力负荷，经过数周后可以递增水力负荷，并维持平稳。4．启动障碍的排除在启动过程中，常遇到的障碍是超负荷所引起的消化液VFA浓度上升、pH值降低，使厌氧反应效率下降或停滞，即酸败。解决的办法是：首先暂停进料以降低负荷，待pH值恢复正常水平后，再以较低的负荷开始进料。若pH值降低幅度太大，可能需外加中和剂。负荷失控严重，临时调整措施无效时，就需重新投泥，重新进水启动。(3)厌氧生物处理装置的运行管理a．运行控制指标①有机物降解指标COD、BOD等的去除率。②出水水质指标出水VFA、pH值、SS等。③运行负荷测试并控制正常的污泥负荷、容积负荷、水力负荷。④温度控制反应较稳定的水温。⑤生物相可不定期检验污泥的生物相。b．维护与管理①保证配水及计量装置的正常。c．运行中应注意的问题①保持水解(酸化)池污泥区泥床高度基本恒定和污泥区有较高的污泥浓度(20g／L)。②保持水解(酸化)池排泥系统畅通，若发生排泥不畅与淤堵现象，应安排人员及时疏通。③污泥排放采用定时排泥，日排泥次数控制到1～2次。④根据污泥液面检测仪和污泥面高度确定排泥时间，矩形水解(酸化)池采用排泥沿池纵向多点排泥。d．严格控制水解(酸化)池出水悬浮物SS含量①采用水解(酸化)—曝气生物滤池组合工艺，为避免曝气生物滤池反冲洗次数过于频繁，防止生物膜流失和运营成本增加，应控制水解酸化池悬浮物SS含量小于100mg/L，并保持相对稳定。②及时清除水解(酸化)池液面浮泥，以防止浮泥带入下级曝气生物滤池。③严格保证水解(酸化)池进水(泥)、配水(泥)均匀。④如遇到下雨、暴雨天气，严格控制进水水量，并加强维护次数。缺氧生物处理中存在的问题及解决方法存在问题原因解决方法1、污泥生长过慢1营养物不足，微量元素不足；2进液酸化度过高；3种泥不足。1增加营养物和微量元素；2减少酸化度；3增加种泥。2、反应器过负荷1反应器污泥量不够；1增加种污或提高污泥产量；3、污泥活性不够1温度不够；2产酸菌生长过快；3营养或微量元素不足；1提高温度；（南方无此问题）2控制产酸菌生长条件；3增加营养物和微量元素；4、污泥流失1气体集于污泥中，污泥上浮；2产酸菌使污泥分层；3污泥脂肪和蛋白过大。1增加污泥负荷，增加内部水循环；2稳定工艺条件增加废水酸化程度；3采取预处理去除脂肪蛋白。5、污泥扩散颗粒污泥破裂1负荷过大；2过度机械搅拌；3有毒物质存在。4预酸化突然增加1稳定负荷；2改水力搅拌；3废水清除毒素。4应用更稳定酸化条件