厌氧法处理有机污水

一、厌氧处理的阶段

对于蛋白质、碳水化合物和脂类的厌氧降解，大致可分为四个阶段。
(1)水解阶段；在发酵菌所分泌的胞外酶的参与下，有机颗粒物转变为低分子溶解性化合物，蛋白质降解为氨基酸，碳水化合物转化为溶解性糖，脂类被转化为长链脂肪和甘油。
(2)酸化阶段；在水解阶段产生的溶解性化合物被发酵细菌所吸收，经过酸化被分解成简单有机物。如挥发性脂肪酸、乙酸、乳酸和无机物CO2、H2、NH3、H2S等。酸性发酵由很广的细菌种进行，大部分是专性厌氧菌，但也有些是兼性的。并可通过氧化途径代谢有机物；这能消耗掉水里的溶解氧，利于专性厌氧菌的繁殖。
(3)乙酸化阶段；酸化的产物乙烯、H2和CO2。水中70%的COD被转化为乙酸，其余的电子供体能力是由H2提供。
(4)甲烷阶段；由乙酸型甲烷菌和氢细菌完成。前者反应速度慢，是过程的控制因素。
CH3COOH →CH4+CO2
4H2+COO →CH4+2H2O
厌氧处理的优势和缺点有：①COD>1000mg/L时，厌氧比好氧处理便宜；②高负荷厌氧反应器体积小；③能耗低，约为好氧处理的10%-15%；④对营养物需求低。
但是应该强调，厌氧处理低浓度污水反应速度慢、生物增长量低，COD为600mg/L以下有困难；反应时间10-24h，在基建投资上失去优势。

二、水解(酸化)-好氧生物处理工艺

北京市环境保护科学研究院主张在厌氧反应中放弃甲烷化阶段。将反应控制在水解酸化阶段，使厌氧停留时间缩短到2-3h；开发了水解(酸化)-好氧生物处理工艺，使得在COD浓度低于500mg/L的条件下，比传统活性污泥投资费和运行费分别降低了8%(在设备方面，该法不需混合器、曝气器，不需污泥消化池，以及沉淀池的刮泥机、污泥回流泵和污泥消化池的混合设备)。水解反应器COD去除率为40%-50%，BOD去除率为40%，SS去除率为70%-80%。
水解(酸化)反应器集沉淀、吸附、网捕和生物絮凝等物理化学过程，以及水解、酸化和甲烷化过程等生物降解功能于一体，这些过程在水解反应器中得到了强化。该工艺已在我国建立了上百座污水处理广。

水解反应器的优点
(1)优点；在水解反应器中实际完成了水解和酸化两个过程，简称为水解。水解把厌氧反应的四个过程，控制在第二阶段完成之前，具有以下优点。①产物为小分子有机物，改变了原污水的可生化性，减少后续反应时间和能耗。②对固体有机物的降解可减少污泥量，其功能与消化池一样。工艺仅产生很少的难厌氧降解的活性污泥，故实现污水、污泥一次性处理，不需要经常加热的中性消化池。③不需要密闭池，不需要搅拌。④出水无厌氧发酵的臭味。⑤水解池反应迅速、体积小、停留2h。
(2)水解工艺对后续好氧工艺的影响
①COD平均去除率40%-50%，悬浮性COD去除率60%-80%，出水悬浮物浓度<50mg/L，这对各种后处理是非常有利的，如用活性污泥法停留时间可减少50%，曝气量减少50%，基建投资能耗和运行费各减少30%左右。②BOD5/COD比值和溶解性有机物比例显著增加，说明废水可生化性的提高。③反应池中污泥也受到了充分处理。水解好氧处理系统产泥量可减少28%，可取消厌氧系统中的污泥消化他、贮气柜、锅炉房、消化池的投资。
水解工艺的使用范围及要求
厌氧水解酸化反应与好氧工艺结合在一起，与传统好氧生物处理相比较，具有能耗低、停留时间短和污泥产量少的特点。水解反应将大分子物质降解为小分子物质，难生化降解物质降解为易生化降解的物质。它已广泛用于城市污水和工业废水，用于降解工业废水，例如BOD5/COD近于2的纺织印染废水和涤纶纺丝废水(这种废水甚至含油达2000mg/L)，经水解酸化好氧处理后，效果良好，BOD5、COD去除率达到了89%，对于悬浮物、脂类均有较高去除率。
水解(酸化)-好氧生物处理工艺分类
包括如下几种。
①水解酸化-活性污泥工艺，己用于处理城市污水，如北京、新疆。
②水解酸化-接触氧化工艺，较多用于处理印染废水、焦化废水等。
③水解酸化-氧化塘处理工艺。
④水解池内加填料和好氧软性填料相结合的接触氧化工艺。
⑤水解池-A/O或A2/O工艺。参考图4-4。
⑥水解酸化与上向流曝气池组合，详见曝气生物滤池。

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