六、水解工艺的适用范围及要求

1.水解工艺的不同类型

综上所述，由于水解工艺将厌氧-水解-酸化反应与好氧工艺有机地结合在一起，使得与传统好氧生物处理工艺相比较，具有能耗低、停留时间短和污泥产量少的特点。水解池可以降低COD总量，同时也可以提高可生化性。水解反应器对有机物的降解在一定程度上只是一个预处理过程，水解反应过程中没有彻底完成对有机物的降解任务，而只是改变了有机物的形态。具体讲是将大分子物质降解为小分子物质；难生化讲解物质降解为易生化降解的物质。这对于难降解有机废水的治理十分重要。厌氧（水解）-好氧生物处理工艺作为传统好氧工艺的替代工艺，在中国不但已应用于城市污水，并且在不同的工业废水处理中也得到了应用。从1986年至今该工艺已分别被国内一些有关的科研、设计、应用单位应用于城市污水、焦化废水、印染废水以及酿酒、造纸（中段）废水、化工废水和合成洗涤剂废水（ABS、LAS）等各种工艺废水的处理，为我国污水处理技术的发展提供了一条新的工艺技术路线。

（1）水解酸化-活性污泥工艺

采用水解-好氧工艺流程，后续的活性污泥工艺设计草书较传统的活性污泥工艺有所不同，主要是水力停留时间缩短、曝气量减少、不采用传统污泥消化系统。应用该工艺已建的污水处理工程有北京密云县污水处理厂、新疆昌吉市水质净化厂等。新疆昌吉市水质净化厂的第一期工程在1985年底建成并投入运行，工艺为“射流曝气”，设计处理能力为2000m3/d，经改造后处理量为4000m3/d，出水BOD、SS均小于30mg/L，处理后出水主要用于农田灌溉。

由于昌吉市的工业污水占城市污水2/3以上，主要有啤酒、毛纺印染、油脂、造纸、纺织、食品、化工染料、屠宰等污水，成分复杂多变，COD高时常达1200mg/L左右，低时为150mg/L左右，生化性变化较大。故在1989年开始扩建二期工程（设计流量为1.5万m3/d）时，采用水解（酸化）-好氧新工艺。

（2）水解酸化-接触氧化工艺

此工艺在工业污水处理中应用较多，如印染污水、染料污水、焦化污水处理等。 山东潍坊印染厂污水处理工程原工艺为接触氧化+活性炭工艺，处理规模为50 000m3/d，由于存在一些难生化降解的有机物，因此出水水质一直无法达标，后在接触氧化前增加了水解酸化工艺，使原污水的可生化性得到了改善，因而使接触氧化充分地发挥了作用，在不使用活性炭的基础上，出水以达标排放。

（3）水解酸化-氧化塘处理工艺

采用水解作为预处理工艺，其氧化塘的设计参数将有较大的变化，主要是水力停留时间缩短、池塘水深较浅，同时基本解决了淤塞问题。

（4）水解酸化-土地处理工艺

采用水解-土地处理工艺，其效果相当于水解-氧化塘工艺。污水土地处理系统是利

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用“土壤-植物-微生物”系统的天然自净能力，也就是利用土壤的物理、化学和生物化学过程，使污水得到净化，土地处理的场地相对较大。目前山东安丘市30 000m3/d污水处理工程已采用此工艺流程。

另外，由北京市环境保护科学研究院和国内其他设计研究部门设计的工业和城市污水处理厂也采用了其他类型的工艺组合，如水解池内加填料的厌氧滤池型水解-酸化池，和好氧软性填料相结合的接触氧化工艺。从工艺研究上讲，还进行了水解池与其他工艺相结合的工艺研究与实践，如A/O和A2/O工艺。

2.采用不同后处理工艺的总结

由于水解池具有改善污水可生化性的特点，使得本工艺不仅适用于易于生物降解的城市污水等，同时更加适用于处理不易生物降解的某些工业废水，如纺织废水、印染废水、焦化废水、酿酒废水、化工废水、造纸废水等，并视具体情况采用不同的后处理工艺。表2-19为工艺的部分应用情况。

表2-19 水解-好氧生物处理工艺的应用

地点 北京密云 河南安阳 新疆昌吉 福建长乐机场 山东潍坊 新疆阿克苏 广东石岩 山东安丘 北京顺义酒厂 山东潍坊印染厂 昆明福保造纸厂 河南开封啤酒厂 山东青岛知制麦厂 福建莆田啤酒厂 山东滕州啤酒厂 哈尔滨正大屠宰厂 秦皇岛正大屠宰厂 水量/（m3/d） 45000 10 000 30 000 5000 10 000 120 000 20 000 20 000 1500 3000 20 000 6000 2000 2500 2000 2000 2000 反应器体积/m3 231600 231100 431100 431800 231500 234500 431100 431100 13200 43860 431100 后处理工艺 活性污泥 氧化沟 活性污泥 活性污泥 活性污泥 活性污泥 稳定塘 土地处理 活性污泥 接触氧化 接触氧化 接触氧化 接触氧化 接触氧化 接触氧化 接触氧化 接触氧化 阶段 运转 运转 运转 设计 运转 建设 设计 运转 运转 运转 运转 运转 运转 运转 运转 运转 运转 年份 （二期用SBR后处理 1989年 1992年 1990年 1990年 1996年 1989年 1989年 1992年 1990年 1994年 1993年 1990年 1996年 1996年 以上统计仅仅为北京环境保护科学研究院设计的部分工程，水解-好氧工艺同时广泛被其他研究、设计和应用单位所采用。

3.不同类型废水的工艺设计参数

水解（酸化）工艺还应用于工业废水处理中，如印染、纺织、轻工、酿酒、化工、焦化、造纸等行业的工业废水。在一系列实践过程中，通过对各种不同废水的应用，以及对研究、设计和应用三方面进行总结，提出了设计参数，见表2-20

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表2-20 不同废水的设计参数 废水种类 生活废水 造纸综合废水 印染废水 焦化废水 啤酒废水 屠宰废水 COD去除率/% SS去除率/% BOD/COD 30-50 30-50 <10 <10 40-50 30-50 >80 >80 很低 80 80-90 80-90 提高 大为提高 大为提高 大为提高 不变 不变 水力停留时间 2-4 4-6 6-10 4 2-4 2-4 污泥水解率/% 30-50 50 50 50 30-50 30-50 第九节 水解-好氧工艺技术经济分析

一、厌氧处理应用的经济分析

对于高浓度有机废水进行厌氧处理无疑在经济上是有利的，但厌氧工艺至今在低浓度污水处理的推广方面，即受到技术上的限制，也受经济上的限制。厌氧处理技术进一步发展，使COD低限浓度可进一步降低，这样厌氧处理可以成功地应用于生活污水。在过去20年，厌氧处理技术得到了飞速的发展。1988年Eckenfelder在厌氧技术不断进步的基础上，进行经济分析。Eckenfelder认为，处理浓度约为1000mgBOD5/L（或1500mgCOD/L）的废水时，好氧与厌氧两种处理方法的费用是相当的。

低浓度城市污水采用厌氧处理工艺时需要考虑下述问题。 （1）能源回收与环境效益问题

以往厌氧处理的目的比较偏重迫切能源回收，这需要相当长的反应时间，并且为维持最合适反应条件，加温需要消耗一部分能源，这在经济上未必合理。处理低浓度城市污水时回收能源的潜力有限，应该更多地注意污水处理的环境效益。

（2）工艺的选择与放大问题

目前比较成功地应用在低浓度城市污水上主要有厌氧滤池、UASB和AAFEB反应器。厌氧滤池在工艺上尚需初沉池，并多用于小规模居民点的污水处理。UASB反应器是在工艺上最有竞争力的一种池型，但缺点是停留时间较长，而且出水不达标。AAFEB反应器的停留时间可与传统的好氧生物过程相比，但需大量回流，动力消耗大，操作条件高，至今未见放大规模的报道，因此还需要选择适当的流程，解决工艺的放大问题。

（3）处理效率与经济效益问题

城市污水经过厌氧处理后，在现有的技术条件下，要达到二级出水标准，需要相当长的停留时间，特别是在暖温带地区厌氧的HRT要大于12h。结果厌氧处理虽然在运行管理费用上占有优势，但在基建投资上失去了竞争力。要使出水达到排放标准，需要采用适当停留时间的厌氧预处理，辅助好氧后处理，这是现有技术条件下的一个合理的选择。

北京环境科学研究院根据城市污水的特点，通过对厌氧-好氧工艺的技术经济分析，

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从整个系统的经济性出发，在厌氧反应中放弃了甲烷化阶段，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-好氧生物处理工艺。现已成功地应用在多个城市污水处理厂的建设中，取得较高的经济效益和环境效益。

二、水解-好氧系统设计参数

1.工艺流程简介

结合图2-24对水解-好氧工艺流程作详细说明如下。

好氧剩余污泥污泥回流加药消毒格栅总进水泵房水力筛沉砂池水解池后处理二沉池总进水总出水净剩余污泥污水管路鼓集泥池浓缩池污泥脱水机房风机泥饼外运图2-24 水解-好氧生物处理工艺流程（虚线所示部分为可选择后处理工艺）污泥管路上清液、滤出液管路空气管路污水经水泵提升通过预处理（粗格栅、细格栅）装置，去除悬浮大颗粒物质后，污水进入沉砂池，在其中将砂粒去除。沉砂池出水进入水解反应器，水解池停留时间2.0-4.0h。经水解反应器处理后的出水进入后续（好氧）处理构筑物。后续处理可以采用多种形式的处理方式，如传统活性污泥工艺、氧化沟和SBR等方式。如采用传统曝气池，污水在曝气池的停留时间较之传统的工艺可大为缩短，气水比也可大幅度降低。经曝气池处理后的水进入二沉池，二沉池的出水即可排放。曝气池产生的剩余污泥；连续送入水解反应器，整个工艺流程的剩余污泥从水解池排出进入集泥池，污泥从集泥池用泵提升进入浓缩池，经12-24h浓缩后可脱水处理。集泥池和浓缩池的上清液流回进水集水井。

采用水解-好氧生物处理技术，在污水处理过程中污泥同时好氧稳定。

从图2-24可见水解-好氧系统包括预处理部分、沉砂池、水解处理部分，好氧后处理部分和污泥处理部分。

2.水解池采用氧化沟（SBR）后处理工艺的参数和主要构筑物计算

目前，城市污水处理工艺有传统活性污泥、氧化塘、氧化沟、SBR、AB工艺等，但以往大规模污水处理厂采用传统活性污泥工艺较多，如天津纪庄子污水处理厂和北京市高碑店污水处理厂均采用传统活性污泥法工艺。为了更好地说明水解-好氧工艺流程的技术经济特点，以10万t/d的规模进行投资分析计算（见表2-21）。

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