水解酸化在印染廢水處理中的必要性
厭氧處理工藝在工業污水的運用已有30多年的歷史。近20年來,隨著微生物學、生物化學等學科的發展和工程實踐的積累,通過不斷的開發,克服了傳統的厭氧工藝水力停留時間長,有機負荷低等缺點,在理論和實踐上有了很大提高,在處理高濃度有機廢水方面取得了良好效果,并且近些年在低濃度有機廢水的水解酸化工藝采用上有了大量成功的實例。
厭氧過程一般可分為水解階段、酸化階段和甲烷化階段。水解酸化的產物主要是小分子有機物,使廢水中溶解性有機物顯著提高,而微生物對有機物的攝取只有溶解性的小分子物質才可直接進入細胞內,而不溶性大分子物質首先要通過胞外酶的分解才得以進入微生物體內代謝。例如天然膠聯劑(主要為淀粉類),首先被轉化為多糖,再水解為單糖。纖維素被纖維素酶水解成纖維二糖與葡萄糖。半纖維素被聚木糖酶等水解成低聚糖和單糖。水解過程較緩慢,同時受多種因素的影響,是厭氧降解的限速階段。在酸化這一階段,上述階段形成的小分子化合物在發酵細菌即酸化菌的細胞內轉化為更簡單的化合物并分泌到細菌體外,主要包括揮發性有機酸(VFA)、乳醇、醇類等,接著進一步轉化為乙酸、氫氣、碳酸等。酸化過程是由大量發酵細菌和產乙酸菌完成的,他們絕大多數是嚴格厭氧菌,可分解糖、氨基酸和有機酸。
另外,厭氧微生物對苯環化合物也具有降解作用。低分子量的苯環化合物受到厭氧降解時,要經過三個步驟。步是:惰性的化合物受到活化,其中包括羧基化反應、厭氧羥基反應和CoA硫醚鍵的形成,苯環化合物必須形成一些苯環中間產物,以便接受到還原攻擊,這些反應包括脫羥基反應或轉羥基反應;第二步:中心苯環中間產物受到厭氧微生物生物還原酶的攻擊,形成脂環化合物通過生物作用形成3-氧代化合物或直接還原成3-氧代化合物;第三步:非脂環化合物被轉化為中心代謝物。
經研究并經工程實踐證明,將厭氧過程控制在水解和酸化階段,可以在短時間內和相對較高的負荷下獲得較高的懸浮物去除率,并可將難降解的有機大分子分解為易降解的有機小分子,可大大改善和提高廢水的可生化性和溶解性。與厭氧反應工藝,水解酸化工藝不需要密閉的池,也不需要復雜的三相分離器,出水無厭氧發酵的不良氣味,因而也不會影響污水處理站廠區的環境,并且跟好氧工藝相比具有能耗低的優點。近年來,隨著染料及染料助劑行業的快速發展,難生化降解染料和助劑的大量使用,致使印染廢水的可生化性越來越差,因此水解酸化工藝在印染廢水處理工程上得到廣泛的采用。
我公司在印染廢水的處理工程中普遍采用了水解酸化工藝,針對不同的印染廢水水質采用不同的水力停留時間和布水方式。總結我們已有的工程實踐,水解酸化效果取決于:①足夠的污泥濃度②良好的泥水混合③污水足夠的水力停留時間④合適的污泥留存方式。