01水解(酸化)的概念  

水解在化(hua)(hua)(hua)學(xue)上(shang)(shang)指(zhi)的是(shi)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)與水進(jin)行的一類(lei)反應(ying)(ying)的總稱。比如，酯(zhi)類(lei)物(wu)質(zhi)水解生(sheng)(sheng)成(cheng)醇和(he)有機酸的反應(ying)(ying)。在廢水生(sheng)(sheng)物(wu)處理中(zhong)，水解指(zhi)的是(shi)有機物(wu)(基質(zhi))進(jin)入細胞(bao)前，在胞(bao)外進(jin)行的生(sheng)(sheng)物(wu)化(hua)(hua)(hua)學(xue)反應(ying)(ying)。這一階段最為典型的特征是(shi)生(sheng)(sheng)物(wu)反應(ying)(ying)的場所(suo)發生(sheng)(sheng)在細胞(bao)外，微生(sheng)(sheng)物(wu)通過釋放胞(bao)外自由酶(mei)或(huo)連接(jie)在細胞(bao)外壁上(shang)(shang)的固(gu)定酶(mei)來完成(cheng)生(sheng)(sheng)物(wu)催化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)反應(ying)(ying)(主要包括大分子(zi)物(wu)質(zhi)的斷(duan)鏈和(he)水溶)。研究(jiu)表明，自然界的許多物(wu)質(zhi)(如蛋白(bai)質(zhi)、糖(tang)類(lei)、脂肪(fang)等)能在好氧(yang)、缺氧(yang)或(huo)厭(yan)氧(yang)條件(jian)下順利進(jin)行水解。  

酸(suan)化則是(shi)一類典型的(de)(de)發(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)過(guo)程。這一階段的(de)(de)基(ji)本持征是(shi)微生物的(de)(de)代謝產(chan)物主要(yao)為(wei)各種(zhong)(zhong)有(you)機(ji)酸(suan)(如乙酸(suan)、丙酸(suan)、下(xia)酸(suan)等)。水(shui)(shui)(shui)解(jie)菌(jun)實際(ji)上是(shi)一種(zhong)(zhong)具有(you)水(shui)(shui)(shui)解(jie)能力的(de)(de)發(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)細菌(jun)，水(shui)(shui)(shui)解(jie)是(shi)耗能過(guo)程，發(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)細菌(jun)付出能量進行水(shui)(shui)(shui)解(jie)的(de)(de)目的(de)(de)，是(shi)為(wei)了取得能進行發(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)镕性基(ji)質，并通過(guo)胞內的(de)(de)生化反應取得能源，同時排除代謝產(chan)物（厭氧條件下(xia)主要(yao)為(wei)各種(zhong)(zhong)有(you)機(ji)酸(suan)）。實際(ji)工(gong)程中(zhong)希望將產(chan)酸(suan)過(guo)程控制(zhi)在最小(xiao)范圍。因為(wei)酸(suan)化使pH值(zhi)下(xia)降太多時，不利于水(shui)(shui)(shui)解(jie)的(de)(de)進行。  

02水解(酸化)與厭氧消化的區別  

從原理(li)(li)上講，水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(酸(suan)化(hua)(hua)(hua))是(shi)厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)消化(hua)(hua)(hua)過程的(de)(de)(de)第(di)一(yi)(yi)、二兩(liang)(liang)個(ge)階段(duan)但水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(酸(suan)化(hua)(hua)(hua))工藝和(he)厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)消化(hua)(hua)(hua)追求的(de)(de)(de)目(mu)標不(bu)同，因此是(shi)截然不(bu)同的(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)方法。水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(酸(suan)化(hua)(hua)(hua))系統(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)主要(yao)是(shi)將原水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)非溶解(jie)(jie)態有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)轉(zhuan)變為(wei)溶解(jie)(jie)態有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)，特別是(shi)工業廢水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)，主要(yao)是(shi)將其中(zhong)(zhong)(zhong)難生物(wu)(wu)降解(jie)(jie)物(wu)(wu)質轉(zhuan)變為(wei)易生物(wu)(wu)降解(jie)(jie)物(wu)(wu)質，提高廢水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)可生化(hua)(hua)(hua)性(xing)，以(yi)利(li)于后續的(de)(de)(de)好氧(yang)(yang)生物(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)。考慮到后續好氧(yang)(yang)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)能耗(hao)問題(ti)，水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(酸(suan)化(hua)(hua)(hua))主要(yao)用于低濃度(du)難降解(jie)(jie)廢水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)預處(chu)(chu)理(li)(li)。在混(hun)合厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)消化(hua)(hua)(hua)系統(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)，水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)酸(suan)化(hua)(hua)(hua)是(shi)和(he)整個(ge)消化(hua)(hua)(hua)過程有(you)機(ji)(ji)地結臺(tai)在一(yi)(yi)起，共處(chu)(chu)于一(yi)(yi)個(ge)反應器中(zhong)(zhong)(zhong)，水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)、酸(suan)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)是(shi)為(wei)混(hun)合厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)消化(hua)(hua)(hua)過程中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)甲(jia)烷化(hua)(hua)(hua)階段(duan)提供基質。而(er)兩(liang)(liang)相厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)消化(hua)(hua)(hua)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)產(chan)(chan)酸(suan)段(duan)(產(chan)(chan)酸(suan)相)是(shi)將混(hun)合厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)消化(hua)(hua)(hua)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)產(chan)(chan)酸(suan)段(duan)和(he)產(chan)(chan)甲(jia)烷段(duan)分開，以(yi)便形成各自(zi)的(de)(de)(de)最佳環境，同時，產(chan)(chan)酸(suan)相對所(suo)產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)酸(suan)的(de)(de)(de)形態也有(you)要(yao)求(主要(yao)為(wei)乙酸(suan))。此外，廢水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)如(ru)含有(you)高濃度(du)的(de)(de)(de)硝咳(ke)鹽(yan)、亞(ya)硝酸(suan)鹽(yan)、硫酸(suan)盆(pen)、亞(ya)硫酸(suan)鹽(yan)時，這些物(wu)(wu)質及其轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)產(chan)(chan)物(wu)(wu)不(bu)僅對甲(jia)烷苗(miao)有(you)毒，而(er)且影響沼氣的(de)(de)(de)質量，也在產(chan)(chan)酸(suan)相中(zhong)(zhong)(zhong)予以(yi)去除(chu)。  

因此，盡管(guan)水解(jie)(酸(suan)(suan)化)一(yi)好氧處(chu)理工(gong)藝中的(de)(de)水解(jie)(酸(suan)(suan)化)段、兩相法厭氧發酵工(gong)藝中的(de)(de)產酸(suan)(suan)相和混合厭氧消化工(gong)藝中的(de)(de)產酸(suan)(suan)過(guo)程均產生有機酸(suan)(suan)，但由于三(san)者的(de)(de)處(chu)理目的(de)(de)不同，各自的(de)(de)運行環境和條件存(cun)在著明顯的(de)(de)差(cha)異，主要表(biao)現在以(yi)下幾個方面：  

(1)Eh不同  

在(zai)混合厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)消化(hua)(hua)系(xi)統中(zhong)(zhong)，由(you)于(yu)完成水(shui)解(jie)、酸(suan)(suan)化(hua)(hua)的(de)(de)微生物(wu)(wu)和產(chan)甲烷微生物(wu)(wu)共處于(yu)同(tong)一(yi)(yi)(yi)反應器中(zhong)(zhong)，整個反應器的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)還(huan)原電位(wei)(wei)Eh的(de)(de)控(kong)制必(bi)須首先滿足對Eh要(yao)求(qiu)嚴格的(de)(de)甲烷菌，一(yi)(yi)(yi)般為(wei)(wei)一(yi)(yi)(yi)300mV以(yi)下(xia)，因此。系(xi)統中(zhong)(zhong)的(de)(de)水(shui)解(jie)(酸(suan)(suan)化(hua)(hua))微生物(wu)(wu)也是在(zai)這一(yi)(yi)(yi)電位(wei)(wei)值下(xia)工作的(de)(de)。而(er)兩相(xiang)厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)消化(hua)(hua)系(xi)統中(zhong)(zhong)，產(chan)酸(suan)(suan)相(xiang)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)還(huan)原電位(wei)(wei)一(yi)(yi)(yi)般控(kong)制在(zai)一(yi)(yi)(yi)100mV一(yi)(yi)(yi)一(yi)(yi)(yi)300mV之間(jian)。據研究，水(shui)解(jie)(酸(suan)(suan)化(hua)(hua))一(yi)(yi)(yi)好氧(yang)(yang)(yang)處理工藝中(zhong)(zhong)的(de)(de)水(shui)解(jie)(酸(suan)(suan)化(hua)(hua))段為(wei)(wei)——典型的(de)(de)兼(jian)性過(guo)程，只要(yao)置Eh控(kong)制在(zai)＋50mv以(yi)下(xia)，該過(guo)程即可順利(li)進行。  

(2)pH值不同  

在(zai)混合(he)厭氧(yang)(yang)消化(hua)系統中，消化(hua)液的(de)(de)(de)(de)pH值控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)在(zai)甲烷(wan)菌生氏(shi)的(de)(de)(de)(de)最佳pH范(fan)圍(wei)，一(yi)(yi)般為6．8—7．2。而(er)在(zai)兩相厭氧(yang)(yang)消化(hua)系統中，產(chan)(chan)酸(suan)相的(de)(de)(de)(de)pH值一(yi)(yi)般控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)在(zai)6．o一(yi)(yi)6．5之(zhi)間，pH降低時，盡管(guan)產(chan)(chan)酸(suan)的(de)(de)(de)(de)速率增(zeng)大，但形成的(de)(de)(de)(de)有機(ji)酸(suan)形態將(jiang)發生變化(hua)，丙酸(suan)的(de)(de)(de)(de)相對含量增(zeng)大，而(er)丙酸(suan)對后(hou)續的(de)(de)(de)(de)甲烷(wan)相中的(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)甲烷(wan)菌會產(chan)(chan)生強烈的(de)(de)(de)(de)抑制(zhi)(zhi)作用。對于水(shui)解(jie)(jie)(酸(suan)化(hua))一(yi)(yi)好氧(yang)(yang)處理(li)系統來說，由于后(hou)續處理(li)為好氧(yang)(yang)氧(yang)(yang)化(hua)，不存(cun)在(zai)丙酸(suan)的(de)(de)(de)(de)抑制(zhi)(zhi)問題，因此，控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)pH范(fan)圍(wei)也較寬，從(cong)而(er)可獲(huo)得較高的(de)(de)(de)(de)水(shui)解(jie)(jie)(酸(suan)化(hua))速率，一(yi)(yi)般pH維持(chi)在(zai)5．5—6．5之(zhi)間。  

(3)溫度不同  

三種(zhong)工藝對(dui)溫(wen)(wen)度的(de)控制也不同，通常混(hun)合厭(yan)氧消化系(xi)統以及(ji)兩相(xiang)厭(yan)氧消化系(xi)統的(de)溫(wen)(wen)度均嚴格控制，要么中溫(wen)(wen)消化(30一(yi)35oC)，要么高溫(wen)(wen)消化(50一(yi)55oC)。而水解(jie)(jie)(酸化)一(yi)好(hao)氧處(chu)理工藝中的(de)水解(jie)(jie)(酸化)段對(dui)工作溫(wen)(wen)度無特殊要求，通常在常溫(wen)(wen)下(xia)運行(xing)，也可獲得較為滿意的(de)水解(jie)(jie)(酸化)效果。  

03影響水解(酸化)過程的主要因素  

(1)基質的種類和形態  

基質(zhi)的種(zhong)類和形(xing)態(tai)對水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(酸(suan)化(hua))過程的速(su)率(lv)有(you)著重要影響。就(jiu)(jiu)多糖(tang)(tang)、蛋白質(zhi)和脂肪三(san)類物質(zhi)來說(shuo)，在相(xiang)同的操作條件下，水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)速(su)率(lv)依次減小(xiao)。同類有(you)機物，分子量越大，水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)越困(kun)難，相(xiang)應池水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)速(su)率(lv)就(jiu)(jiu)越小(xiao)。比(bi)如，就(jiu)(jiu)糖(tang)(tang)類物質(zhi)來說(shuo)，二(er)聚糖(tang)(tang)比(bi)三(san)聚糖(tang)(tang)容易(yi)(yi)水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)；低聚糖(tang)(tang)比(bi)高聚糖(tang)(tang)容易(yi)(yi)水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)。就(jiu)(jiu)分子結構來說(shuo)，直鏈比(bi)支鏈易(yi)(yi)于水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)；支鏈比(bi)環(huan)狀易(yi)(yi)于水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)；單環(huan)化(hua)合物比(bi)雜環(huan)或多環(huan)化(hua)合物易(yi)(yi)于水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)。  

(2)水解液的pH值  

水(shui)解(jie)(jie)(jie)液的(de)(de)pH值(zhi)主要影響水(shui)解(jie)(jie)(jie)的(de)(de)速(su)(su)率(lv)、水(shui)解(jie)(jie)(jie)(酸(suan)(suan)化)的(de)(de)產(chan)物以及污泥的(de)(de)形態(tai)和(he)結(jie)構。大量(liang)研究(jiu)結(jie)果表明，水(shui)解(jie)(jie)(jie)(酸(suan)(suan)化)微生物對pH值(zhi)變化的(de)(de)適應(ying)性(xing)較強，水(shui)解(jie)(jie)(jie)過程可在(zai)pH值(zhi)寬達3.5—10.0的(de)(de)范圍內(nei)順利進(jin)行，但(dan)最佳的(de)(de)pH值(zhi)為5．5—6．5。pH朝酸(suan)(suan)性(xing)方向或(huo)堿性(xing)方向移動時，水(shui)解(jie)(jie)(jie)速(su)(su)率(lv)都將減小。水(shui)解(jie)(jie)(jie)液pH值(zhi)同時還影響水(shui)解(jie)(jie)(jie)產(chan)物的(de)(de)種(zhong)類和(he)含量(liang)。  

(3)水力停留時間

水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)力停留時(shi)間(jian)(jian)是水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)反(fan)應器運行(xing)控(kong)制(zhi)的(de)重(zhong)要參數之(zhi)一(yi)。它對反(fan)應器的(de)影響，隨著反(fan)應器的(de)功能不同(tong)而(er)不同(tong)。對于單純以水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)為目(mu)的(de)的(de)反(fan)應器，水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)力停留時(shi)間(jian)(jian)越長，被水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)物質(zhi)與水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)微生物接觸時(shi)間(jian)(jian)也就越長，相應地水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)效率也就越高。一(yi)般為3-4小時(shi)。  

(4)溫度  

水(shui)(shui)解(jie)(jie)反(fan)應(ying)是一典型的(de)(de)(de)生物(wu)反(fan)向，因此．溫(wen)度變(bian)化對水(shui)(shui)解(jie)(jie)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)影響符合一般的(de)(de)(de)生物(wu)反(fan)應(ying)規(gui)律，即在(zai)一定的(de)(de)(de)范(fan)圍內，溫(wen)度越高，水(shui)(shui)解(jie)(jie)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)速(su)率越大(da)。但研(yan)究表(biao)明(ming)，當(dang)溫(wen)度在(zai)10一20oC之(zhi)間變(bian)化時，水(shui)(shui)解(jie)(jie)反(fan)應(ying)速(su)率變(bian)化不(bu)大(da)，由此說(shuo)明(ming)，水(shui)(shui)解(jie)(jie)微生物(wu)對低溫(wen)變(bian)化的(de)(de)(de)適應(ying)較強(qiang)。  

(5)粒徑  

粒(li)(li)(li)徑是影響顆粒(li)(li)(li)狀有機(ji)物水(shui)解(jie)(酸化)速率(lv)(lv)的(de)重要因素之—粒(li)(li)(li)徑越大(da)，單位重量有機(ji)物的(de)比表面積越小(xiao)．水(shui)解(jie)速率(lv)(lv)也就越小(xiao)。由于(yu)顆粒(li)(li)(li)態有機(ji)物的(de)粒(li)(li)(li)徑對(dui)水(shui)解(jie)速宰相效率(lv)(lv)影響較大(da)，因此(ci)，一些研究者建(jian)議，對(dui)含(han)顆粒(li)(li)(li)態有機(ji)物濃度較高的(de)廢水(shui)或污泥，在(zai)進入水(shui)解(jie)反應(ying)器(qi)前可利用(yong)泵或研磨機(ji)破(po)碎，以減小(xiao)污染物的(de)粒(li)(li)(li)徑，從而加(jia)快水(shui)解(jie)反應(ying)的(de)進行。  

04水解酸化池的作用  

(1)可以(yi)用作反硝化脫氮(dan)。  

(2)可以提高生化(hua)性(xing)能，提高后續好氧生化(hua)效果(guo)。  

(3)目(mu)前的(de)生活污水(shui)中(zhong)化學合(he)成材料（表面活性(xing)劑等）越(yue)來越(yue)多，水(shui)解(jie)酸化有利于此種物質的(de)降(jiang)解(jie)。 

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