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影响水解酸化过程的主要因素是什么

栏目:行业知识 发布时间:2021-10-15 浏览量: 660
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    总结:虽然水解(酸化)一个好氧处理过程中的水解(酸化)段和两相厌氧发酵过程中的产酸相和混合厌氧消化过程中的产酸过程中产生有机酸,但由于三者处理目的不同,各自的运行环境和条件存在明显差异。以下是相关内容:
    一、水解(酸化)的概念。
    化学上,水解是指化合物与水的反应的总称。例如,酯水解产生醇和有机酸的反应。在废水生物处理中,水解是指有机物(基质)进入细胞前在细胞外进行的生化反应。这一阶段最典型的特征是生物反应发生在细胞外,微生物通过释放自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化氧化反应(主要包括大分子物质的断链和水溶性)。研究表明,自然界中的许多物质(如蛋白质、糖、脂肪等)可以在好氧、缺氧或厌氧条件下顺利水解。
    酸化是典型的发酵过程。微生物代谢产物主要是各种有机酸(如乙酸、丙酸、下酸等)。水解菌实际上是一种具有水解能力的发酵细菌。水解是一个能耗过程。发酵细菌为水解付出能量的目的,是通过细胞内的生化反应获得能量,消除代谢产物(厌氧条件下主要是各种有机酸)。希望在实际工程中尽量减少产酸过程。当酸化过度降低pH值时,不利于水解。
    二、水解(酸化)和厌氧消化的区别。
    原则上,水解(酸化)是厌氧消化过程的第一个阶段,但水解(酸化)过程和厌氧消化的目标不同,因此处理方法非常不同。水解(酸化)系统的目的主要是将原水中的非溶解有机物转化为溶解有机物,特别是工业废水处理,水解酸化池主要是将难生物降解物转化为易生物降解物,提高废水的生化能力,有利于后续的好氧生物处理。
    考虑到后续好氧处理的能耗,水解(酸化)主要用于低浓度难降解废水的预处理。在混合厌氧消化系统中,水解酸化与整个消化过程有机结合,共处于反应器中。水解酸化的目的是为混合厌氧消化过程中的甲烷化阶段提供基质。

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    两相厌氧消化中的产酸段(产酸相)是将混合厌氧消化中的产酸段与产甲烷段分开,形成各自的最佳环境。同时,产酸相对产生的酸的形态也有要求(主要是乙酸)。此外,当废水中含有高浓度的硝咳盐、亚硝酸盐、硫酸盆和亚硫酸盐时,这些物质及其转化产物不仅对甲烷幼苗有毒,而且影响沼气质量,而且在产酸阶段被去除。
    因此,虽然水解(酸化)一好氧处理过程中的水解(酸化)段和两相厌氧发酵过程中的酸相和混合厌氧消化过程中的酸相产生有机酸,但由于三种处理目的不同,各自的运行环境和条件存在明显差异,主要表现在以下几个方面:
    不同的Eh。
    在混合厌氧消化系统中,酸化微生物和,酸化微生物和产甲烷微生物共处于同一反应器中,整个反应器的氧化还原电位Eh控制必须首先满足对Eh严格要求的甲烷菌,一般在1300mV以下。系统中的水解(酸化)微生物也在这个电位值下工作。在两相厌氧消化系统中,产酸相的氧化还原电位一般控制在100mV和1300mV之间。据研究,水解(酸化)好氧处理过程中的水解(酸化)段是典型的兼性过程,只要Eh控制在+50mv以下,就可以顺利进行。
    pH值不同。
    消化液的pH值控制在甲烷菌生氏的最佳pH范围内,一般为6.8-7.2。在两相厌氧消化系统中,产酸相的pH值一般控制在6.o16.5之间。当pH值降低时,虽然产酸速率增加,但形成的有机酸形态会发生变化,丙酸的相对含量会增加,丙酸会对后续甲烷相中的甲烷菌产生强烈的抑制作用。对于水解(酸化)好氧处理系统,由于后续处理为好氧氧化,没有丙酸抑制问题,控制pH范围也较宽,可获得较高的水解(酸化)速率,一般pH保持在5.5-6.5之间。
    不同的温度。
    这三个过程对温度的控制也不同,通常混合厌氧消化系统和两相厌氧消化系统的温度都是严格控制的,要么是中温消化(30135oC),要么是高温消化(5015oC)。水解(酸化)好氧处理过程中的水解(酸化)段对工作温度没有特殊要求,通常在室温下运行,也能获得满意的水解(酸化)效果。
    影响水解(酸化)过程的主要因素。
    基质的类型和形式。
    基质的类型和形式对水解(酸化)过程的速度有重要影响。就多糖、蛋白质和脂肪而言,在相同的操作条件下,水解率依次降低。分子量越大,水解量越大,水解越困难,相应池的水解速率越小。例如,就糖而言,二聚糖比三聚糖更容易水解;低聚糖比高聚糖更容易水解。就分子结构而言,直链比支链更容易水解;支链比环更容易水解;单环化合物比杂环或多环化合物更容易水解。
    水解液的pH值。
    水解液的pH值主要影响水解速率、水解(酸化)产物和污泥的形状和结构。大量研究结果表明,水解(酸化)微生物对pH值变化适应性强,水解过程可在pH值宽达3.5-10.0的范围内顺利进行,但最佳pH值为5.5-6.5。当pH向酸性或碱性方向移动时,水解率会降低。水解液水解液的pH值也会影响水解产和含量。
    水力停留时间。
    水力停留时间是水解反应器运行控制的重要参数之一。它对反应器的影响因反应器的功能而异。水力停留时间越长,水解物质与水解微生物接触时间越长,相应水解效率越高。一般3-4小时。
    温度
    水解反应是一种典型的生物反应,因此。温度变化对水解反应的影响符合一般的生物反应规律,即在一定范围内,温度越高,水解反应的速度就越大。但研究表明,当温度在10-20oc之间变化时,水解反应速率变化不大,表明水解微生物对低温变化的适应性很强。
    粒径
    粒径是影响粒状有机物水解(酸化)速率的重要因素之一——粒径越大,单位重量有机物的比表面积越小,水解速率越小。由于颗粒状有机物的粒径对水解速宰相的效率有很大的影响,一些研究人员建议,泵或研磨机可以在进入水解反应器前破碎含颗粒状有机物浓度高的废水或污泥,以减小污染物的粒径,从而加速水解反应的进行。
    四、水解酸化池的作用。
    (1)可作为反硝化脱氮。
    (2)能提高生化性能,提高后续好氧生化效果。
    (3)目前生活污水中化学合成材料(表面活性剂等)越来越多。),水解酸化有利于这种物质的降解。