论文部分内容阅读
摘要：作为一种广泛运用于污水处理的工艺步骤，水解酸化在整体工艺中承担了分解高分子有机物、提高污水可生化性的重要作用。水解酸化的效果好坏直接影响着整个工艺的主要污染物去除率，本次课题研究以水解酸化为一个窗口，通过分析水解酸化池的各个可控参数对整体工艺中氨氮去除率的影响，来探讨细化水解酸化工艺控制以提高各类污染物整体去除率的可行性。
以开发区污水处理厂为模板分析，水解池水温控制在20-35℃、水解池碳氮比在16-24区间时，生化系统对氨氮的去除率可达到94.09%，可有效保证稳定的达标排放。
关键词：水解酸化；氨氮去除率；水力负荷；PH；水温；碳氮比
1水解酸化处理方法总述
水解酸化处理方法是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法，和其它工艺组合可以降低处理成本提高处理效率。水解酸化工艺根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段，即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础。为了更加有效的处理印染废水，目前，该工艺已应用在开发区污水处理厂，并取得了良好的效果。
水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应。
酸化是一类典型的发酵过程，微生物的代谢产物主要是各种有机酸。
从机理上讲，水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段，但不同的工艺水解酸化的处理目的不同。
水解酸化-好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是工业废水，主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理。考虑到后续好氧处理的能耗问题，水解主要用于低浓度难降解废水的预处理。混合厌氧消化工艺中的水解酸化的目的是为混合厌氧消化过程的甲烷发酵提供底物。而两相厌氧消化工艺中的产酸相是将混合厌氧消化中的产酸相和产甲烷相分开，以创造各自的最佳环境。
酸化水解池内分污泥床区和清水层区，待处理污水以及滤池反冲洗时脱落的剩余微生物膜由反应器底部进入池内，并通过带反射板的布水器与污泥床快速而均匀地混合。污泥床较厚，类似于过滤层，从而将进水中的颗粒物质与胶体物质迅速截留和吸附。由于污泥床内含有高浓度的兼性微生物，在池内缺氧条件下，被截留下来的有机物质在大量水解—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物质；同时，生物滤池反冲洗时排出的剩余污泥（剩余微生物膜）菌体外多糖粘质层发生水解，使细胞壁打开，污泥液态化，重新回到污水处理系统中被好氧菌代谢，达到剩余污泥减容化的目的。由于水解酸化的污泥龄较长（一般15～20天）。若采用水解酸化池代替常规的初沉池，除达到截留污水中悬浮物的目的外，还具有部分生化处理和污泥减容稳定的功能
厌氧生化处理的概述
废水厌氧生物处理是指在无分子氧的条件下通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水中各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程。
厌氧生化处理过程：高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段：水解阶段、发酵（或酸化）阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。
1、水解阶段
水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。
2、发酵（或酸化）阶段
发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程，在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物，因此这一过程也称为酸化。
3、产乙酸阶段
在产氢产乙酸菌的作用下，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。
4、甲烷阶段
这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
水解酸化分析
高分子有机物因相对分子量巨大，不能透过细胞膜，因此不可能为细菌直接利用。它们在水解阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如，纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白质酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。水解过程通常较缓慢，多种因素如温度、有机物的组成、水解产物的浓度等可能影响水解的速度与水解的程度。
酸化阶段，上述小分子的化合物在酸化菌的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。发酵细菌绝大多数是严格厌氧菌，但通常有约1%的兼性厌氧菌存在于厌氧环境中，这些兼性厌氧菌能够起到保护严格厌氧菌免受氧的损害与抑制。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等，产物的组成取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。
水解阶段是大分子有机物降解的必经过程，大分子有机物想要被微生物所利用，必须先水解为小分子有机物，这样才能进入细菌细胞内进一步降解。酸化阶段是有机物降解的提速过程，因为它将水解后的小分子有机物进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外。这也是为何在实际的工业废水处理工程中，水解酸化往往作为预处理单元的原因。
两点普遍认同的作用：
1、提高废水可生化性：能将大分子有机物转化为小分子。
2、去除废水中的COD：既然是异养型微生物细菌，那么就必须从环境中汲取养分，所以必定有部分有机物降解合成自身细胞。
稳定性
水解酸化池抗冲击负荷能力强，在进水COD为1000mg/L时，仍能保证出水在200mg/L，能起到非常好的缓冲作用；水解酸化池水力停留时间短，土建费用较低，而且运行费用低，无任何电耗，污泥水解率高，减少脱水机运行时间，降低能耗，因此水解酸化池的稳定性和经济性要远远超过其他预处理工艺。 污泥沉积
运行一段时间后发现曝气池前段水解酸化池发生污泥沉积在池内，最严重时甚至整个池内全是污泥，并有部分死泥上浮。经分析发现主要原因是水解酸化池潜水搅拌机功率太小，再加上污泥回流量过大，池内介质密度太大，潜水搅拌机无法使整池泥水混合物翻滚起来，导致发生污泥沉积现象。通过降低水解酸化池污泥回流量至10%以下，能基本解决污泥沉积问题，但系统除磷效率和水解酸化功能明显降低，最好的解决办法是把潜水搅拌器更换为大功率潜水搅拌器。
机理分析
一般认为，污水进入水解酸化池后进行充分的氨化作用，水解池出水氨氮比进水有所增加。而根据开发区污水处理厂实际运行情况，水解酸化池水力停留时间在4.4h，污泥龄在6d左右，水解酸化池氨氮平均去除率达到42.34%，凯氏氮去除率为40.1%，总氮去除率为37.92%；具体分析原因：去除氨氮一般以同化作用、硝化反硝化作用实现，同化作用去除一般较少，通过计算去除率仅在10%左右，而一般硝化反硝化的条件也不具备，如溶解氧、水力停留时间等因素；因此必然存在另一种形式的去除氨氮的反应存在，初步分析可能存在厌氧氨氧化的现象，但需进一步的分析与研究。
操作规程
一般厌氧发酵过程可分为四个阶段，即水解阶段、酸化阶段、酸衰退阶段和甲烷化阶段。而在水解酸化池中把反应过程控制在水解与酸化两个阶段。在水解阶段，组合填料可使固体有机物质降解为溶解性物质，大分子有机物质降解为小分子物质。在产酸阶段，碳水化合物等有机物降解为有机酸，主要是乙酸、丁酸和丙酸等。水解和酸化反应进行得相对较快，一般难于将它们分开，此阶段的主要微生物是水解—酸化细菌。
废水经过水解酸化池后可以提高其可生化性，降低污水的pH值，减少污泥产量，为后续好氧生物处理创造了有利条件。组合填料在设置水解酸化池可以提高整个系统对有机物和悬浮物的去除效果，减轻好氧系统的有机负荷，使整个系统的能耗相比于单独使用好氧系统大为降低。
水解酸化池的处理效果增强措施：
a、水解酸化池底部安装有大阻力布水系统，利用二沉池的回流污泥搅动水解酸化池底部的污泥，使其处于悬浮状态并且与进入的废水充分混合，从而提高了水解酸化池的处理效果，减轻后续好氧处理的负荷。二沉池的污泥回流水解酸化池，可以增加水解酸化池内的污泥浓度、提高处理效果，同时使污泥得到消化，减少了剩余污泥的排放量、降低污泥处理费用，从而减少了运行费用。
b、在水解酸化池内安装弹性填料，对搅动的废水进行水力切割，使悬浮状态的污泥与水充分混合。为水解酸化菌的生长提供有利条件。
c、水解酸化池底部还装有排泥管道系统，是由UASB厌氧反应器排泥系统改进而成，可以保证水解酸化池长期稳定的运行。
为保证设施的稳定运行，必须保证均匀进水！根据车间的日产生污水量，分次分阶段的从调节池提升至水解酸化池。
污泥回流量控制在总污泥量为池容的1/3即可。
水解反硝化的基本过程为：在缺氧条件下，利用反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从无水中逸出，从而达到除氮的目的。反硝化是将硝化反应过程中产生的硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气的过程，反硝化菌是一类化能异养兼性缺氧型微生物。
当有分子态氧存在时，反硝化菌氧化分解有机物，利用分子氧作为最终电子受体，当无分子态氧存在时，反硝化细菌利用硝酸盐和亚硝酸盐中的N3+和N5+做为电子受体，O2-作为受氢体生成水和OH-
有机物则作为碳源提供电子供体提供能量并得到氧化稳定，由此可知反硝化反应须在缺氧条件下进行。从NO3-还原为N2的过程如下：
NO3-→NO2-→NO→N2O→N2
反硝化过程中，反硝化菌需要有机碳源（如碳水化合物、醇类、有机酸类）作为电子供体，利用NO3-
中的氧进行缺氧呼吸。其反应过程可以简单用下式表示：
NO3-+4H（电子供体有机物）→ 1/2N2+H2O+2OH-
NO2-+3H（电子供体有机物）→ 1/2N2+H2O+OH-
2我厂工艺简述 流程图，水解工艺在其中的重要性说明
图（1）
开发区污水处理厂一期设计2万吨/日，综合生化池有两组，目前由于进水量的限制只有一组1万吨/日在运行。该处理系统采用水解酸化+A/O工艺，即上图所示。众所周知，水解酸化对于后面A/O工艺的脱氮作用是十分重要，若水解酸化池的反硝化反应没有起到应有的作用，那么对于A/O工艺段的硝化作用会有相当大的抑制。
3目前的运行状况
开发区污水处理厂目前平均日处理约6000吨。由于该处理系统的中试有一定的难度，故本讨论以往年的实际生产数据为依据。
3.1、温度因素
3.2、PH因素
3.3、进水COD
3.4、进水碳氮比
以上数据可以看出，针对开发区污水处理厂，影响整个处理工艺氨氮去除率较为明显的影响因素为水温及碳氮比，可以看出，水解池温度在20度以下和35度以上的情况下，出水氨氮值明显要高于温度在20度至35度之间。水解池碳氮比的列表可以看出，碳源过多造成的不利影响很明显，过多的碳源在后续A/O工艺中占用了大量的好氧菌资源，从而造成了污染物去除率降低。
3.5、细化分析水温对水解酸化除氨的影响：
氨氮去除率的峰值出现在水解池水温在20-35℃阶段，在这一水温区间，污水处理系统的整体氨氮去除率可达93%--95%，出水氨氮平均为2.11mg/L，可完全确保满足排放标准。20℃以下及35℃以上的情况，明显可以看出水温与氨氮去除率的线性下降关系。
3.6细化分析水解池碳氮比对氨氮去除率的影响： 对比上图，水解池碳氮控制在16-24区间时，氮氮去除率有一个较为平稳的峰值，此区间的平均93.07%，峰值去除率为93.60%，而其余区间的平均去除率仅为90.05%。特别是在碳氮比超过24之后，随碳氮比的上升，氨氮去除率线性下降，最低仅为87%。
4控制参数与影响因素
4.1布水方式
配水是否均匀是影响水解酸化效果的重要因素，开发区污水处理厂池底布水系统采用DN50ABS穿孔管，穿孔直径6mm，间距150mm，交叉向下斜45°角开；干管采用DN200ABS管，不开孔，使水解酸化池进水达到布水均匀的效果。填料采用弹性填料，将其上下均匀固定，每束填料有效长度3.4米，总填料有效体积3100m?。
4.2水力负荷
水力负荷主要体现在上升流速和配水方式的设计上，上升流速是设计水解酸化池的主要参数，一般建议上升流速设计在0.5m/h-1.8m/h，目前运行上升流速在0.54m/h（有效水深H为6.5m，水力停留时间HRT为12h）；配水方式为小阻力配水，主管为DN200，分管为DN50，在分管交叉向下斜45°方向开孔，穿孔直径6mm，间距150mm，具体见图4。分枝状形式的配水形式基本上达到了配水均匀的目的。
图（4）
4.3污泥浓度
污泥浓度是水解酸化池的最重要的控制参数之一。水解池功能得以完成的重要条件之一是维持池内高浓度的厌氧微生物（污泥）。由于污泥受到两个方向的作用，即其本身在重力场下的沉淀作用，及污水从下而上运动造成的污泥上升运动，因此污泥与污水可充分接触，达到良好的截留和水解酸化效果。
水解酸化工艺对后续处理的影响
（1）水解酸化池出水B/C值的提高，使得出水中溶解性的COD比例提高，同时反应器内高的污泥浓度起到了良好的截留水解作用，在有机物通过时将其吸附截留，增加了有机物的停留时间，提高了难降解物质和不易降解物质的可降解性，消除了难降解物质对后续生化处理的抑制性。
（2）污水进入水解酸化池后进行充分的氨化作用，水解池出水氨氮比进水有所增加。根据开发区污水处理厂实际运行情况，水解池水力停留时间为10小时，泥龄6天情况下，水解池出水中，氨氮占总氮的比例提高了10.4%，进水中大量的硝酸盐氮在水解细菌的反硝化作用下，将高分子有机物 转换为低分子耦氨有机物，为后续好氧环境的处理提供了微观环境下更均匀的碳氮比，提高了工艺整体的氨氮去除率。
（3）水解酸化池水解后的溶解性COD和BOD5数量增多，可生化性强，利于后续好氧处理，后续需氧量也大大降低，气水比保持在3.96：1，即可保证碳化和硝化的需氧量，降低了后续的运行费用。
（4）水解酸化池在截留大量悬浮物和去除部分BOD5的同时，对污泥还有一定的水解率，通过开发区污水处理厂长时间的运行发现，水解酸化池理论产泥量在19044kg/d，而实际处理泥量在13974kg/d，根据计算污泥水解率约在26.6%；以体积计算，污泥水解率在28.4%，减轻了脱水机的运行负荷，同时降低了运行费用，由此可以看出水解酸化池57.62%的COD去除率，其中一部分通过剩余污泥进行排放，其他可能通过硫酸盐还原、氢气的产生等途径降解。
5、结论
作为一种广泛运用于污水处理的工艺步骤，水解酸化在整体工艺中担当了后续A/O工艺的支撑者角色，承担了分解高分子有机物、提高污水可生化性的重要作用。各种污染物指标在水解酸化阶段虽然去除率不高、甚至反而有所增高，但水解酸化的效果好坏直接影响着整个工艺的主要污染物去除率，本次课题研究以水解酸化为一个窗口，通过分析水解酸化池的各个可控参数对整体工艺中氨氮去除率的影响，来探讨细化水解酸化工艺控制以提高各类污染物整体去除率的可行性。
通过调研，可见水温、碳氮比、PH等可控参数对水解酸化池的运行效果起着至关重要的影响。以开发区污水处理厂为模板分析，水解池水温控制在20-35℃、水解池碳氮比在16-24区间时，生化系统对氨氮的去除率可达到94.09%，可有效保证稳定的达标排放。为我们以后的精细化生产工艺控制提供了重要的参数依据。本文虽然仅使用开发区污水处理厂近两年的生产化验数据进行统计汇总，但对其它同样使用水解酸化工艺的污水处理体系有一定的借鉴作用。
参考文献：
[1] 水解酸化池分污泥床区 清水层区介绍 .慧聪水工业网 [引用日期2014-06-27] .
[2] 水解酸化池设计图 . [引用日期2014-06-27] .
[3] 水解酸化池污泥沉积对策 .工业360 [引用日期2014-06-27] .
以开发区污水处理厂为模板分析，水解池水温控制在20-35℃、水解池碳氮比在16-24区间时，生化系统对氨氮的去除率可达到94.09%，可有效保证稳定的达标排放。
关键词：水解酸化；氨氮去除率；水力负荷；PH；水温；碳氮比
1水解酸化处理方法总述
水解酸化处理方法是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法，和其它工艺组合可以降低处理成本提高处理效率。水解酸化工艺根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段，即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础。为了更加有效的处理印染废水，目前，该工艺已应用在开发区污水处理厂，并取得了良好的效果。
水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应。
酸化是一类典型的发酵过程，微生物的代谢产物主要是各种有机酸。
从机理上讲，水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段，但不同的工艺水解酸化的处理目的不同。
水解酸化-好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是工业废水，主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理。考虑到后续好氧处理的能耗问题，水解主要用于低浓度难降解废水的预处理。混合厌氧消化工艺中的水解酸化的目的是为混合厌氧消化过程的甲烷发酵提供底物。而两相厌氧消化工艺中的产酸相是将混合厌氧消化中的产酸相和产甲烷相分开，以创造各自的最佳环境。
酸化水解池内分污泥床区和清水层区，待处理污水以及滤池反冲洗时脱落的剩余微生物膜由反应器底部进入池内，并通过带反射板的布水器与污泥床快速而均匀地混合。污泥床较厚，类似于过滤层，从而将进水中的颗粒物质与胶体物质迅速截留和吸附。由于污泥床内含有高浓度的兼性微生物，在池内缺氧条件下，被截留下来的有机物质在大量水解—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物质；同时，生物滤池反冲洗时排出的剩余污泥（剩余微生物膜）菌体外多糖粘质层发生水解，使细胞壁打开，污泥液态化，重新回到污水处理系统中被好氧菌代谢，达到剩余污泥减容化的目的。由于水解酸化的污泥龄较长（一般15～20天）。若采用水解酸化池代替常规的初沉池，除达到截留污水中悬浮物的目的外，还具有部分生化处理和污泥减容稳定的功能
厌氧生化处理的概述
废水厌氧生物处理是指在无分子氧的条件下通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水中各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程。
厌氧生化处理过程：高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段：水解阶段、发酵（或酸化）阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。
1、水解阶段
水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。
2、发酵（或酸化）阶段
发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程，在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物，因此这一过程也称为酸化。
3、产乙酸阶段
在产氢产乙酸菌的作用下，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。
4、甲烷阶段
这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
水解酸化分析
高分子有机物因相对分子量巨大，不能透过细胞膜，因此不可能为细菌直接利用。它们在水解阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如，纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白质酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。水解过程通常较缓慢，多种因素如温度、有机物的组成、水解产物的浓度等可能影响水解的速度与水解的程度。
酸化阶段，上述小分子的化合物在酸化菌的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。发酵细菌绝大多数是严格厌氧菌，但通常有约1%的兼性厌氧菌存在于厌氧环境中，这些兼性厌氧菌能够起到保护严格厌氧菌免受氧的损害与抑制。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等，产物的组成取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。
水解阶段是大分子有机物降解的必经过程，大分子有机物想要被微生物所利用，必须先水解为小分子有机物，这样才能进入细菌细胞内进一步降解。酸化阶段是有机物降解的提速过程，因为它将水解后的小分子有机物进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外。这也是为何在实际的工业废水处理工程中，水解酸化往往作为预处理单元的原因。
两点普遍认同的作用：
1、提高废水可生化性：能将大分子有机物转化为小分子。
2、去除废水中的COD：既然是异养型微生物细菌，那么就必须从环境中汲取养分，所以必定有部分有机物降解合成自身细胞。
稳定性
水解酸化池抗冲击负荷能力强，在进水COD为1000mg/L时，仍能保证出水在200mg/L，能起到非常好的缓冲作用；水解酸化池水力停留时间短，土建费用较低，而且运行费用低，无任何电耗，污泥水解率高，减少脱水机运行时间，降低能耗，因此水解酸化池的稳定性和经济性要远远超过其他预处理工艺。 污泥沉积
运行一段时间后发现曝气池前段水解酸化池发生污泥沉积在池内，最严重时甚至整个池内全是污泥，并有部分死泥上浮。经分析发现主要原因是水解酸化池潜水搅拌机功率太小，再加上污泥回流量过大，池内介质密度太大，潜水搅拌机无法使整池泥水混合物翻滚起来，导致发生污泥沉积现象。通过降低水解酸化池污泥回流量至10%以下，能基本解决污泥沉积问题，但系统除磷效率和水解酸化功能明显降低，最好的解决办法是把潜水搅拌器更换为大功率潜水搅拌器。
机理分析
一般认为，污水进入水解酸化池后进行充分的氨化作用，水解池出水氨氮比进水有所增加。而根据开发区污水处理厂实际运行情况，水解酸化池水力停留时间在4.4h，污泥龄在6d左右，水解酸化池氨氮平均去除率达到42.34%，凯氏氮去除率为40.1%，总氮去除率为37.92%；具体分析原因：去除氨氮一般以同化作用、硝化反硝化作用实现，同化作用去除一般较少，通过计算去除率仅在10%左右，而一般硝化反硝化的条件也不具备，如溶解氧、水力停留时间等因素；因此必然存在另一种形式的去除氨氮的反应存在，初步分析可能存在厌氧氨氧化的现象，但需进一步的分析与研究。
操作规程
一般厌氧发酵过程可分为四个阶段，即水解阶段、酸化阶段、酸衰退阶段和甲烷化阶段。而在水解酸化池中把反应过程控制在水解与酸化两个阶段。在水解阶段，组合填料可使固体有机物质降解为溶解性物质，大分子有机物质降解为小分子物质。在产酸阶段，碳水化合物等有机物降解为有机酸，主要是乙酸、丁酸和丙酸等。水解和酸化反应进行得相对较快，一般难于将它们分开，此阶段的主要微生物是水解—酸化细菌。
废水经过水解酸化池后可以提高其可生化性，降低污水的pH值，减少污泥产量，为后续好氧生物处理创造了有利条件。组合填料在设置水解酸化池可以提高整个系统对有机物和悬浮物的去除效果，减轻好氧系统的有机负荷，使整个系统的能耗相比于单独使用好氧系统大为降低。
水解酸化池的处理效果增强措施：
a、水解酸化池底部安装有大阻力布水系统，利用二沉池的回流污泥搅动水解酸化池底部的污泥，使其处于悬浮状态并且与进入的废水充分混合，从而提高了水解酸化池的处理效果，减轻后续好氧处理的负荷。二沉池的污泥回流水解酸化池，可以增加水解酸化池内的污泥浓度、提高处理效果，同时使污泥得到消化，减少了剩余污泥的排放量、降低污泥处理费用，从而减少了运行费用。
b、在水解酸化池内安装弹性填料，对搅动的废水进行水力切割，使悬浮状态的污泥与水充分混合。为水解酸化菌的生长提供有利条件。
c、水解酸化池底部还装有排泥管道系统，是由UASB厌氧反应器排泥系统改进而成，可以保证水解酸化池长期稳定的运行。
为保证设施的稳定运行，必须保证均匀进水！根据车间的日产生污水量，分次分阶段的从调节池提升至水解酸化池。
污泥回流量控制在总污泥量为池容的1/3即可。
水解反硝化的基本过程为：在缺氧条件下，利用反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从无水中逸出，从而达到除氮的目的。反硝化是将硝化反应过程中产生的硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气的过程，反硝化菌是一类化能异养兼性缺氧型微生物。
当有分子态氧存在时，反硝化菌氧化分解有机物，利用分子氧作为最终电子受体，当无分子态氧存在时，反硝化细菌利用硝酸盐和亚硝酸盐中的N3+和N5+做为电子受体，O2-作为受氢体生成水和OH-
有机物则作为碳源提供电子供体提供能量并得到氧化稳定，由此可知反硝化反应须在缺氧条件下进行。从NO3-还原为N2的过程如下：
NO3-→NO2-→NO→N2O→N2
反硝化过程中，反硝化菌需要有机碳源（如碳水化合物、醇类、有机酸类）作为电子供体，利用NO3-
中的氧进行缺氧呼吸。其反应过程可以简单用下式表示：
NO3-+4H（电子供体有机物）→ 1/2N2+H2O+2OH-
NO2-+3H（电子供体有机物）→ 1/2N2+H2O+OH-
2我厂工艺简述 流程图，水解工艺在其中的重要性说明
图（1）
开发区污水处理厂一期设计2万吨/日，综合生化池有两组，目前由于进水量的限制只有一组1万吨/日在运行。该处理系统采用水解酸化+A/O工艺，即上图所示。众所周知，水解酸化对于后面A/O工艺的脱氮作用是十分重要，若水解酸化池的反硝化反应没有起到应有的作用，那么对于A/O工艺段的硝化作用会有相当大的抑制。
3目前的运行状况
开发区污水处理厂目前平均日处理约6000吨。由于该处理系统的中试有一定的难度，故本讨论以往年的实际生产数据为依据。
3.1、温度因素
3.2、PH因素
3.3、进水COD
3.4、进水碳氮比
以上数据可以看出，针对开发区污水处理厂，影响整个处理工艺氨氮去除率较为明显的影响因素为水温及碳氮比，可以看出，水解池温度在20度以下和35度以上的情况下，出水氨氮值明显要高于温度在20度至35度之间。水解池碳氮比的列表可以看出，碳源过多造成的不利影响很明显，过多的碳源在后续A/O工艺中占用了大量的好氧菌资源，从而造成了污染物去除率降低。
3.5、细化分析水温对水解酸化除氨的影响：
氨氮去除率的峰值出现在水解池水温在20-35℃阶段，在这一水温区间，污水处理系统的整体氨氮去除率可达93%--95%，出水氨氮平均为2.11mg/L，可完全确保满足排放标准。20℃以下及35℃以上的情况，明显可以看出水温与氨氮去除率的线性下降关系。
3.6细化分析水解池碳氮比对氨氮去除率的影响： 对比上图，水解池碳氮控制在16-24区间时，氮氮去除率有一个较为平稳的峰值，此区间的平均93.07%，峰值去除率为93.60%，而其余区间的平均去除率仅为90.05%。特别是在碳氮比超过24之后，随碳氮比的上升，氨氮去除率线性下降，最低仅为87%。
4控制参数与影响因素
4.1布水方式
配水是否均匀是影响水解酸化效果的重要因素，开发区污水处理厂池底布水系统采用DN50ABS穿孔管，穿孔直径6mm，间距150mm，交叉向下斜45°角开；干管采用DN200ABS管，不开孔，使水解酸化池进水达到布水均匀的效果。填料采用弹性填料，将其上下均匀固定，每束填料有效长度3.4米，总填料有效体积3100m?。
4.2水力负荷
水力负荷主要体现在上升流速和配水方式的设计上，上升流速是设计水解酸化池的主要参数，一般建议上升流速设计在0.5m/h-1.8m/h，目前运行上升流速在0.54m/h（有效水深H为6.5m，水力停留时间HRT为12h）；配水方式为小阻力配水，主管为DN200，分管为DN50，在分管交叉向下斜45°方向开孔，穿孔直径6mm，间距150mm，具体见图4。分枝状形式的配水形式基本上达到了配水均匀的目的。
图（4）
4.3污泥浓度
污泥浓度是水解酸化池的最重要的控制参数之一。水解池功能得以完成的重要条件之一是维持池内高浓度的厌氧微生物（污泥）。由于污泥受到两个方向的作用，即其本身在重力场下的沉淀作用，及污水从下而上运动造成的污泥上升运动，因此污泥与污水可充分接触，达到良好的截留和水解酸化效果。
水解酸化工艺对后续处理的影响
（1）水解酸化池出水B/C值的提高，使得出水中溶解性的COD比例提高，同时反应器内高的污泥浓度起到了良好的截留水解作用，在有机物通过时将其吸附截留，增加了有机物的停留时间，提高了难降解物质和不易降解物质的可降解性，消除了难降解物质对后续生化处理的抑制性。
（2）污水进入水解酸化池后进行充分的氨化作用，水解池出水氨氮比进水有所增加。根据开发区污水处理厂实际运行情况，水解池水力停留时间为10小时，泥龄6天情况下，水解池出水中，氨氮占总氮的比例提高了10.4%，进水中大量的硝酸盐氮在水解细菌的反硝化作用下，将高分子有机物 转换为低分子耦氨有机物，为后续好氧环境的处理提供了微观环境下更均匀的碳氮比，提高了工艺整体的氨氮去除率。
（3）水解酸化池水解后的溶解性COD和BOD5数量增多，可生化性强，利于后续好氧处理，后续需氧量也大大降低，气水比保持在3.96：1，即可保证碳化和硝化的需氧量，降低了后续的运行费用。
（4）水解酸化池在截留大量悬浮物和去除部分BOD5的同时，对污泥还有一定的水解率，通过开发区污水处理厂长时间的运行发现，水解酸化池理论产泥量在19044kg/d，而实际处理泥量在13974kg/d，根据计算污泥水解率约在26.6%；以体积计算，污泥水解率在28.4%，减轻了脱水机的运行负荷，同时降低了运行费用，由此可以看出水解酸化池57.62%的COD去除率，其中一部分通过剩余污泥进行排放，其他可能通过硫酸盐还原、氢气的产生等途径降解。
5、结论
作为一种广泛运用于污水处理的工艺步骤，水解酸化在整体工艺中担当了后续A/O工艺的支撑者角色，承担了分解高分子有机物、提高污水可生化性的重要作用。各种污染物指标在水解酸化阶段虽然去除率不高、甚至反而有所增高，但水解酸化的效果好坏直接影响着整个工艺的主要污染物去除率，本次课题研究以水解酸化为一个窗口，通过分析水解酸化池的各个可控参数对整体工艺中氨氮去除率的影响，来探讨细化水解酸化工艺控制以提高各类污染物整体去除率的可行性。
通过调研，可见水温、碳氮比、PH等可控参数对水解酸化池的运行效果起着至关重要的影响。以开发区污水处理厂为模板分析，水解池水温控制在20-35℃、水解池碳氮比在16-24区间时，生化系统对氨氮的去除率可达到94.09%，可有效保证稳定的达标排放。为我们以后的精细化生产工艺控制提供了重要的参数依据。本文虽然仅使用开发区污水处理厂近两年的生产化验数据进行统计汇总，但对其它同样使用水解酸化工艺的污水处理体系有一定的借鉴作用。
参考文献：
[1] 水解酸化池分污泥床区 清水层区介绍 .慧聪水工业网 [引用日期2014-06-27] .
[2] 水解酸化池设计图 . [引用日期2014-06-27] .
[3] 水解酸化池污泥沉积对策 .工业360 [引用日期2014-06-27] .