水解酸化池的运行控制与影响因素
摘要：水解酸化池用于工业废水比重大的城市污水处理厂，COD去除率为5%，BOD[1]。目前，该工艺已在某水务某污水处理厂得到成功应用，并取得了良好的效果。
2、设计简述
本工程水解酸化池分为两组，单组设计水量为2万m3/d48.85m×12.73m，由于施工设计等原因，有效容积为7327m3，实际平均停留时间为4.4h，最大流量下停留时间为3.12h，每池采用31套布水器，每池设计14套排泥管。
3、目前运行情况
目前运行效果良好，COD去除率为5%，BODCOD BOD5 SS NH3-N TP B/C 进口
出口
平均值 528
213
57.62% 177
81.0
51.64% 548
71.7
85.9% 43.23
29.3
32.13% 2.81
1.00
62.01% 0.355
0.389
略为提高 4、控制参数与影响因素
结合某水务某污水处理厂的实际运行情况与相关的理论研究，水解酸化池的主要控制参数和影响因素包括污泥浓度、水力负荷、泥位控制等。
4.1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反应器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，目前污泥浓度控制在14g/l，污泥层厚度在3.7m—4.5m之间。一般建议污泥浓度控制在10-20g/l可达到良好效果。
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1.34m/h；配水方式采用小阻力配水，穿孔布水管每池31套，主管为DN200，长为11m，在管子两侧45°方向开孔，每管14个孔口，具体见图1。在进行适当改造后，分枝状形式的配水形式基本上达到了配水均匀的目的。
图1穿孔布水管示意图图2排泥管示意图
4.3泥位控制
目前水解酸化池实际运行中最主要控制参数是泥位控制。每池距池底0.8m处分别设计14根排泥管，管径为DN200，每根排泥管均匀设置14个孔口，孔口形式见图2，每根排泥管负担44.4m2面积。水解酸化池排泥方式采用高水力负荷排泥，通过排泥以控制污泥面高度，高水力负荷时排泥的优点是易于控制污泥面高度，可采用泥位计控制排泥，这样系统的稳定性比较好；缺点是高负荷时污泥层膨胀率较大，污泥浓度低，后续污泥浓缩负荷大，而排泥量不够，则会造成污泥溢出，对后续工艺产生不良影响。而低水力负荷时排泥浓度高，污泥排放量少，提高污泥脱水效率。但后者缺点是对污泥层的控制不易掌握，排泥量过大会造成系统中污泥总量减少而影响处理效果[2]。目前控制水解酸化池上清液在1.2m—2.0m，污泥龄在6d左右，可达到良好的处理效果。
5、运行结果分析与讨论
5.1设计中存在的问题
5.1.12-3m/h，而末端水流较小，流速低，很难达到布水均匀效果。针对这一问题，对前端阀门进行改造，减少其进水，增大中部末端的水量，改造后布水均匀，处理效果有明显提高。水解酸化池的配水均匀性问题在设计时应慎重考虑。
5.1.2排泥位置
设计排泥管设置在距池底0.8m处，由于池底部污泥浓度较高，可达20g/l左右，几乎以颗粒形态存在，活性高，吸附水解酸化能力强；污泥层中上部污泥浓度低，主要以悬浮状态存在，活性差，吸附能力弱。而实际排泥时排走的主要是活性强的污泥，而残留系统的却是活性较差的污泥，这样排泥时处理效果会降低。因此设计中应尽量以污泥区的中上部为排泥点。
5.1.3排泥方式
目前排泥方式以开启排泥阀门为主，每池14个，共28个阀门，排泥工作量大，不易操作，建议设计考虑采用几组阀门合并设置电动阀门控制为宜。
5.2处理效果分析5.2.1水力停留时间对B/C的影响
0.333提高到0.4040.376降到0.375BOD5的
项目 液位提升前B/C 液位提升后B/C 进口
出口 0.333
0.404 0.376
0.375 5.2.2NH3-N去除效果分析
[3]。而根据某水务某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%；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。
表3水解酸化池进出口氨氮、凯氏氮、总氮等数据
项目 氨氮 有机氮 凯氏氮 硝态氮 总氮 进口
出口
去除个数
去除率 43.27
23.9
19.4
42.34% 2.73
2.7
0.03
1.1% 46
26.6
19.4
40.1% 2.98
2.7
0.28
9.4% 48.98
29.3
19.7
37.92%
水力停留时间对NH3-N去除效果的影响
延长水解酸化池水力停留时间后，其NH3-N去除效果略有降低，分析原因可能是项目 氨氮 总氮 液位提升前 液位提升后 液位提升前 液位提升后 进口
出口
去除率 43.27
23.9
42.34% 43.23
29.3
32.13% 48.98
29.3
37.92% 50.48
35.9
29.72% 5.2.3水解酸化工艺对后续处理的影响
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。
水解酸化池NH3-N去除率能稳定达到32.13%，水解酸化池出水氨氮基本保证在20mg/l，降低了后续工艺的氨氮负荷，提高了出水的稳定性。
水解酸化池水解后的溶解性COD和BOD53.96:1，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[5]，通过某水务某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。
表5水解酸化池污泥水解效果分析表
项目 1368m3/d
979m3/d
28.4% 19044kg/d
13974kg/d
26.6% 5.2.4水解酸化工艺的稳定性和经济性
从目前运行来看，水解酸化池抗冲击负荷能力强，在进水COD为1110mg/l时，仍能保证出水在233mg/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。
6、COD平均去除率为57.62%，BOD5去除率为51.64%，SS去除率为85.9%，氨氮去除率为32.13%，总磷去除率为62.01%32.13%，可能存在厌氧氨氧化的现象，但需要进一步的研究分析。
在工程放大问题上，水解酸化池如何提供良好的布水方式以及排泥方式，还需要进一步的工程验证和模拟试验研究。
水力停留时间对水解酸化池的影响明显，需进一步的对水解酸化池的水力停留时间进行深入细致的研究，以期确定最佳的水力停留时间。
参考文献
[1]台明青，杨旭奎等水解酸化工艺在废水处理中的应用实践进展中国资源综合利用：2006.6
[2]王凯军，贾立敏编著城市污水生物处理新技术开发与应用北京化学工业出版社2001.9
[3]李亚新编著活性污泥法理论与技术化学工业出版社
[4]赵大传,倪寿清,崔清洁生活污水水解酸化的研究山东建筑工程学院学报:2006.4
[5]孙美琴,彭超英,梁多水解酸化预处理工艺及应用四川环境2003.4
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