在眾多的污水處理工藝中，水解酸化一直是不可忽視的存在。
水解酸化，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是厭氧的初級(jí)階段。在這個(gè)階段，主要通過(guò)胞外酶的作用將水中的高分子有機(jī)物分解成為小分子的有機(jī)物。
不同工藝水解酸化的處理目的不同。比如耗氧生物處理工藝中的目的是將原有廢水中的非溶解性有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑杂袡C(jī)物，而混合厭氧消化工藝中的水解酸化目的是為混合厭氧消化過(guò)程的甲烷發(fā)酵提供底物。
總的來(lái)說(shuō)，水解酸化工藝有機(jī)物去除率高，廢水處理濃度高，水處理能力大，耐沖擊負(fù)荷，運(yùn)行成本低，在污水處理中依然起著重要作用。
01 水解酸化工藝原理
廢水厭氧生物處理是指在無(wú)氧條件下通過(guò)厭氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，將廢水中各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過(guò)程。
而在厭氧生化處理過(guò)程中，高分子有機(jī)物的厭氧降解過(guò)程可以被分為四個(gè)階段：
水解階段
高分子有機(jī)物相對(duì)分子量巨大，不能透過(guò)細(xì)胞膜，不能為細(xì)菌直接利用，因此它們?cè)诘谝浑A段被細(xì)菌胞外酶分解為小分子。
例如：纖維素被纖維素水解酶水解為纖維素二糖與葡萄糖，淀粉被水解為淀粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被蛋白質(zhì)酶水解為多肽與氨基酸等。這些小分子的產(chǎn)物能夠溶解于水并透過(guò)細(xì)胞膜為細(xì)菌所利用。
發(fā)酵（或酸化）階段
在這一階段，上述小分子的化合物在發(fā)酵細(xì)菌（即酸化菌）的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更為簡(jiǎn)單的化合物并分泌到細(xì)胞外。
這一階段的主要產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等。與此同時(shí)，酸化菌也利用部分物質(zhì)合成新的細(xì)胞物質(zhì)，因此未酸化廢水厭氧處理時(shí)產(chǎn)生更多的剩余污泥。
乙酸階段
在此階段，上一階段的產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細(xì)胞物質(zhì)。
產(chǎn)甲烷階段
這一階段里，乙酸，氫氣、碳酸、甲酸和甲醇等被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳和新的細(xì)胞物質(zhì)。
利用前面的水解酸化階段可以使廢水中有機(jī)大分子物質(zhì)被細(xì)胞外酶分解為小分子，這些小分子的水解產(chǎn)物能夠溶解于水并透過(guò)細(xì)胞膜為細(xì)菌所利用，可改善廢水的可生化性。
02 水解酸化工藝優(yōu)勢(shì)
厭氧生物處理
厭氧生物處理是經(jīng)大量微生物的協(xié)同作用共同完成的。
根據(jù)有機(jī)物所達(dá)到的分解程度的不同，厭氧處理可以分為兩種類型：酸發(fā)酵和甲烷發(fā)酵。前者是以有機(jī)酸為主要發(fā)酵產(chǎn)物，而后者則以甲烷為主要發(fā)酵產(chǎn)物。
所謂酸發(fā)酵也稱作水解酸化，是一種不徹底的有機(jī)物厭氧轉(zhuǎn)化過(guò)程，其作用在于使復(fù)雜的不溶性高分子有機(jī)物經(jīng)過(guò)水解和產(chǎn)酸過(guò)程，轉(zhuǎn)化為溶解性的簡(jiǎn)單低分子有機(jī)物。
有效去除能力
因?yàn)閺U水多為酸性，故廢水處理時(shí)通常會(huì)用 Na2CO3 對(duì)廢水進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其從酸性變?yōu)閴A性，從而增強(qiáng)緩沖能力。
另需注意的一點(diǎn)是，微生物的數(shù)量會(huì)隨著 pH 值的變化而變化。所以，如果將 pH 值始終保持為4.8，廢水中有機(jī)物就會(huì)加快反應(yīng)與擴(kuò)散的速度，數(shù)量明顯減少，進(jìn)而提升了技術(shù)的去污能力。
總磷的去除
用該技術(shù)處理廢水中的總磷，是用微生物同化的方式，因此，磷的消除率取決于產(chǎn)生的微生物數(shù)量。
而水解酸化技術(shù)處理廢水的過(guò)程中，會(huì)根據(jù)這一特點(diǎn)，適當(dāng)增加微生物的數(shù)量，待這些微生物的數(shù)量與廢水內(nèi)微生物融合后，可高效率地與磷發(fā)生反應(yīng)以減少磷的數(shù)量。
提高可生化性
該技術(shù)的最大功效即為提高生化性。它是指廢水處理的過(guò)程中，根據(jù)廢水內(nèi)各類物質(zhì)的特點(diǎn)，用不同的方式優(yōu)化廢水的處理，并逐步提升可生化性。
這項(xiàng)工藝已經(jīng)可以處理大分子的有機(jī)物，完成時(shí)間為3h，使處理更加高效，盡量完全消除廢水中的有機(jī)物。
較強(qiáng)的抗負(fù)荷沖擊能力
實(shí)際處理廢水的過(guò)程中，容積負(fù)荷可直接影響最終的處理效果。如果負(fù)荷較小，會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)，負(fù)荷過(guò)大，也會(huì)引起某一物質(zhì)的含量過(guò)高，失去對(duì) pH 值的控制。
所以，合理控制容積負(fù)荷的大小，是提高廢水處理效率的保證。數(shù)據(jù)證明，當(dāng) BOD5 容積負(fù)荷在 1.14～6.56kg/m3/d 之間時(shí)，有較強(qiáng)的抗負(fù)荷沖擊能力。
03 水解酸化工藝的應(yīng)用領(lǐng)域
水解酸化的作用被廣受關(guān)注是因?yàn)楫a(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相的分離。
對(duì)于許多難生物降解的廢水，如生物化工廢水、石油化工廢水、精細(xì)化工廢水等，在其常規(guī)的生化處理前添加一個(gè)水解酸化預(yù)處理單元（即 HRT 很短的厭氧處理單元），可以在很大程度上提高生化處理的效果。
在紡織印染廢水領(lǐng)域中的應(yīng)用
印染廢水處理的主要問(wèn)題是：印染廢水量大，成分復(fù)雜，生物難降解物多，脫色困難，運(yùn)行費(fèi)用高，因此對(duì)印染廢水的處理也必須要選擇恰當(dāng)?shù)墓に嚱M合去完成。
用水解酸化 -- UASB -- SBR 組合法處理印染廢水，酸化池采用厭氧折流方式，培養(yǎng)酸化菌，可以有效克服印染廢水可生化性差的問(wèn)題。
在處理生活污水領(lǐng)域中的應(yīng)用
在處理城市生活污水時(shí)候， 可以采用水解--好氧工藝的原理， 使用將污水與污泥處理合二為一的高效組合水解池——三相生物流化床流程。
這種水解池對(duì)懸浮物有較高的去除率， 但是對(duì) COD、BOD5、TN 和 TP 的去除率一般。
在石油化工廢水領(lǐng)域中的應(yīng)用
煉油生產(chǎn)的石腦油以及重油或者輕油是石油化工廢水在進(jìn)行熱裂解反應(yīng)時(shí)候的主要原料。這個(gè)反應(yīng)能夠產(chǎn)生比如乙烯、丙烯、丁烯等一些化工原料，各種各樣的有機(jī)化學(xué)產(chǎn)品能夠在后續(xù)的反應(yīng)當(dāng)中被合成。
對(duì)此，主要采用水解酸化--反應(yīng)沉淀--接觸氧化組合工藝。石化廢水當(dāng)中的苯酚、石油類、CO、二甲苯以及甲苯通過(guò)這樣的工藝能夠被快速除去。
由此可見(jiàn)，水解酸化工藝不但能夠在廢水的可生化性上有很大的改善作用，同時(shí)還能夠?qū)U水當(dāng)中的有機(jī)物進(jìn)行有效的去除，讓后續(xù)的耗氧處理能夠順利的進(jìn)行。
數(shù)據(jù)表明，水解酸化工藝是具備先進(jìn)技術(shù)的一種處理廢水的方法，還有著很高的 CODcr 去除率，同時(shí)其投資成本也比較低，特別適合用在難降解石油化工以及高濃度有機(jī)廢水的處理。
在精細(xì)化工廢水領(lǐng)域的應(yīng)用
精細(xì)化工業(yè)廢水中的污染物多為成份復(fù)雜、有毒有害和難降解的有機(jī)物質(zhì)，治理成本高且難度大，其難點(diǎn)即在于如何有效去除廢水中的有毒污染物，從而使廢水無(wú)毒、廢水處理簡(jiǎn)單化。
因此，可以采用混凝-水解酸化-二級(jí)接觸氧化處理工藝，應(yīng)用后，有機(jī)廢水的出水水質(zhì)符合國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即COD≤500mg/L，BOD≤300mg/L。
水解酸化不但可以提高廢水的可生化性，而且還對(duì)水質(zhì)變化起緩沖作用。
04 寫在最后
水解酸化工藝作為預(yù)處理，可以比較明顯地提高廢水的可生化性，為后續(xù)的好氧處理提供可靠的保證。
對(duì)于含有大量懸浮物質(zhì)和大分子物質(zhì)的廢水，利用水解酸化作為厭氧反應(yīng)器的預(yù)處理，可以保證產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行，并可以大幅度地縮短處理時(shí)間。