水解酸化工艺效果评价体系研究_丁雷

水解酸化工艺效果评价体系研究*丁雷1祁佩时2赵一先1(1．华东理工大学资源与环境工程学院，上海200237;2．哈尔滨工业大学市政环境工程学院，哈尔滨150090)摘要:针对水解酸化工艺特点，从酸化率、酸化水平、酸化速率等7个指标综合建立了水解酸化工艺效果评价体系，并采用难生物降解的高浓度抗生素废水考察了其实际应用。研究表明，水解酸化工艺是难生物降解有机废水的高效预处理手段，建立完善的工艺效果评价体系，将会推动该工艺的高效广泛应用。关键词:水解酸化;评价体系;VFA;抗生素废水EVALUATIONSYSTEMONTREATMENTEFFECTOFHYDROLYSISANDACIDIFICATIONPROCESSDingLei1QiPeishi2ZhaoYixian1(1．SchoolofResourceandEnvironmentalEngineering，EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，China;2．SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150090，China)Abstract:Accordingtothecharacteristicsofhydrolysisandacidificationprocess，theevaluationsystemofitstreatmenteffectwasestablishedprimarilyfromsevenindexes，suchasAE(AcidificationEfficiency)，AL(AcidificationLevel)，AR(AcidificationRate)，etc．Theapplicationoftheevaluationsystemwasdiscussedbyadoptionofdifficultlybiodegradablehighstrengthantibioticwastewater．Thestudyshowedthathydrolysisandacidificationprocesswasahighefficientpretreatmentforrefractoryorganicwastewater．Theestablishmentoftheevaluationsystemwouldpromotetheapplicationoftheprocesswidelyandefficientlyinprojects．Keywords:hydrolysisandacidification;evaluationsystem;VFA;antibioticwastewater*国家自然科学基金资助项目(51008125);上海市重点学科建设项目(B506)。0引言水解酸化是厌氧消化三阶段理论的第一阶段，由兼性的水解酸化菌群完成。兼性微生物废水处理工艺具有广谱、稳定、低耗的特点，尤其是对于毒性较大、较难生物降解的废水，能够同步实现污染物质的转化和降解，潜力巨大。水解酸化工艺有效克服了厌氧生物处理工艺停留时间长、对环境条件要求高、过程调控反应迟钝及抗毒性物质能力差等缺点，已在国内外被广泛应用于城市污水及工业废水处理工程中。然而，目前对于水解酸化工艺原理及过程调控机制的研究尚不够深入，研究结论也不十分明晰，其在实际工程中的应用多数处于按经验进行设计和运行的状态，难以开展优化设计、有效调控而实现经济高效运行。为此，建立完善的水解酸化工艺效果评价体系，以实现该工艺技术高效科学地应用已迫在眉睫。本研究依据水解酸化工艺特点，从多个指标综合建立了水解酸化工艺效果评价体系，并以难生物降解高浓度抗生素废水为例探讨了其实际应用。1水解酸化工艺原理及其效果基本评价指标水解酸化工艺即是将废水厌氧消化的停留时间控制在水解酸化阶段，有效避开厌氧处理的限速阶段－产甲烷阶段。兼性微生物代谢能力强，繁殖速度快，对环境条件适应能力强，可以在较短的HRT、较宽的pH范围和较低的温度条件下，有效地转化和降解某些毒性物质和难生物降解物质，通过微生物开环酶破坏多环化合物的环结构而实现芳香烃及杂环化合物的开环裂解［1］，进而成为其他生物处理工艺的有效预处理阶段。环的开裂是多环物质水解过程的速率控制步骤，主要有两种途径:1)还原性代谢途径，即通过苯环加56环境工程2012年12月第30卷第6期DOI:10.13205/j.hjgc.2012.06.026氢还原使环裂解;2)非还原性代谢途径，即通过苯环加水而羟基化［2］。从而水解酸化过程能够将固体悬浮性有机物转化为溶解性有机物，将大分子有机物质转变为小分子物质，将难生物