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高效水解酸化廢水處理技術(shù)

　1、高效水解酸化技術(shù)

　　高效水解酸化技術(shù)是通過厭氧處理，讓水中的雜質(zhì)擴(kuò)散，然后慢慢分離，發(fā)生物質(zhì)的反應(yīng)。其處理過程可以概括為：組分?jǐn)U散、反應(yīng)、物質(zhì)析出、凝聚、分離，所有過程中反應(yīng)是最重要的過程，且只有在物質(zhì)互相接觸的過程中，才可以真正發(fā)生反應(yīng)，隨后才可以互相傳質(zhì)。下文會(huì)以反應(yīng)類型與傳質(zhì)擴(kuò)散的類型，闡述技術(shù)內(nèi)容。

　　1.1 反應(yīng)類型

　　反應(yīng)過程多出現(xiàn)于反應(yīng)器內(nèi)，可根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)把它分為兩類，一類是均相，另一類是非均相。前者突出的特征是，從反應(yīng)器內(nèi)選擇一個(gè)尺度，該尺度的單元小于整體的單元，且反應(yīng)結(jié)束后，不會(huì)在微員內(nèi)發(fā)現(xiàn)物體反應(yīng)前后較大的差異，保持分子尺度的均勻，所以，均相反應(yīng)發(fā)生后，不會(huì)因?yàn)槲⒃牟町愊蛲鈧鬟f熱量，其熱量只來源于物質(zhì)經(jīng)過宏觀運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生的熱量。后者是在多相間發(fā)生反應(yīng)，比如兩個(gè)或兩個(gè)以上的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，它具體特征的體現(xiàn)是，從反應(yīng)器中提取任意一個(gè)尺度后，雖然該尺度小于反應(yīng)器，但它的內(nèi)部仍有大量的微元體，每個(gè)微元體有各自的組分、溫度，且各不相同，因此，該反應(yīng)發(fā)生后，物體的宏觀運(yùn)動(dòng)和微元尺度都可以向外傳遞熱量。

　　1.2 傳質(zhì)擴(kuò)散的類型

　　基于上述反應(yīng)類型的描述，以及不同反應(yīng)因素的考量，可以把擴(kuò)散的類型分為以下幾種，分別是分子擴(kuò)散、熱擴(kuò)散、壓力擴(kuò)散、強(qiáng)制對(duì)流擴(kuò)散、自然對(duì)流擴(kuò)散、相際傳質(zhì)等。其中，前三種擴(kuò)散類型中，分子擴(kuò)散是隨著廢水中污染物濃度的增加產(chǎn)生的擴(kuò)散，是較為典型的擴(kuò)散方式之一。隨著傳質(zhì)的進(jìn)行隨即發(fā)生后三種的擴(kuò)散方式，其具體取決于流體的運(yùn)動(dòng)，所有流體流動(dòng)的方式中，湍流會(huì)對(duì)傳質(zhì)造成較大的影響。另強(qiáng)制對(duì)流流型的形成，是受到外力的影響，并在外力的作用下產(chǎn)生，其外力主要來源于風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)等，而自然對(duì)流擴(kuò)散是隨著流體浮力變化而形成，在不同重力的作用下，形成溫度變化的差異，而流體也會(huì)受其影響，形成密度差，在此基礎(chǔ)上形成浮力效應(yīng)。最后，相際傳質(zhì)是物質(zhì)在相交界面的傳遞，出現(xiàn)這一傳遞方式的原因是相間不平衡。

　　2、高效水解酸化廢水處理技術(shù)功效與機(jī)理

　　采用高效水解酸化技術(shù)處理廢水時(shí)，需使用相應(yīng)的裝置完成全部的處理過程。該裝置包含有高位水箱、溫度儀、反應(yīng)器等，其中，反應(yīng)器的設(shè)計(jì)是相對(duì)獨(dú)立的，當(dāng)廢水進(jìn)入并從裝置流出，會(huì)因?yàn)樵诙鄠€(gè)板之間的流動(dòng)，很容易形成湍流，進(jìn)行物質(zhì)的擴(kuò)散?；诖耍P者通過查閱相關(guān)資料，并參照了相關(guān)實(shí)驗(yàn)總結(jié)了該項(xiàng)技術(shù)的功效和機(jī)理。

　　2.1 技術(shù)功效

　　筆者參照的是某工業(yè)廢水的處理，闡述了技術(shù)功效。該工業(yè)廢水中含有大量的微生物、有機(jī)物、磷等，在參照的案例中，實(shí)驗(yàn)人員根據(jù)微生物等物質(zhì)對(duì)溫度的要求，以及發(fā)生各項(xiàng)反應(yīng)的不同進(jìn)行處理后，得出了以下結(jié)論。

　　溶解氧的數(shù)量：反應(yīng)中微生物的數(shù)量與溶解氧數(shù)量的變化直接相關(guān)。案例中反應(yīng)裝置啟動(dòng)后，技術(shù)人員一直在監(jiān)控溶解氧的變化。得出在液體、氣體相交的界面，因?yàn)槿芙庋醯臄?shù)量大量增加，如果有氧消耗，也可以快速補(bǔ)充，但隨著溶解氧深入水下的深度增加，到一定深度后溶解氧消失。從另一個(gè)角度分析，技術(shù)人員可以在水中發(fā)現(xiàn)溶解氧存在的最佳區(qū)域，加快了廢水中不同污染物的處理。

　　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。經(jīng)過調(diào)節(jié)后，廢水的pH值均超過了4.8。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，當(dāng)pH值始終保持為4.8后，廢水中有機(jī)物會(huì)加快反應(yīng)與擴(kuò)散的速度，有機(jī)物的數(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，消除總磷，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)技術(shù)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，負(fù)荷過大，也會(huì)引起某一物質(zhì)的含量過高，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。而案例中的技術(shù)人員通過實(shí)驗(yàn)確定了當(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。

　　2.2 技術(shù)機(jī)理

　　其技術(shù)機(jī)理包括兩點(diǎn)：首先，由于水解酸化的反應(yīng)裝置有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，它可以讓傳質(zhì)的性能有明顯的提升。廢水在被處理的過程中，會(huì)因?yàn)榘迮c板的阻擋，流動(dòng)的距離不斷縮小，逐步形成湍流，而第一次出現(xiàn)湍流后，又會(huì)在經(jīng)過彈性立體填料時(shí)，再次形成湍流，并在其他位置出現(xiàn)剪切流，出現(xiàn)不同大小的渦旋群，以此引發(fā)局部擴(kuò)散。雖然出現(xiàn)的渦旋面積較小，但它也可以在某種程度上擴(kuò)大分子流動(dòng)的范圍，縮短擴(kuò)散和擴(kuò)散間的距離，讓溶質(zhì)的體積變得均勻，進(jìn)而加快了生化反應(yīng)的速度。同時(shí)，在反應(yīng)裝置反應(yīng)的過程中，大量的渦旋運(yùn)動(dòng)會(huì)生成多個(gè)生物膜停留的表面，且該表面不斷更新，促進(jìn)了有益菌群和廢水的接觸，進(jìn)一步加快了生化反應(yīng)的速度。但必須注意的一點(diǎn)是，如果處理過程中出現(xiàn)強(qiáng)烈的湍流，技術(shù)人員可以運(yùn)用這一湍流控制裝置內(nèi)各部分的操作，借助小的渦旋運(yùn)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，讓滯留膜的厚度變薄，以加快傳質(zhì)的速度。而滯留膜厚度變薄的同時(shí)，膜表面有機(jī)物的數(shù)量也大量增加，一旦出現(xiàn)缺失，可以及時(shí)補(bǔ)充，這可以加快有機(jī)物質(zhì)的傳播。另外，小的渦旋還會(huì)快速轉(zhuǎn)移生化反應(yīng)的產(chǎn)物，加快微生物的新舊更替。其次，提升了系統(tǒng)的緩沖能力，讓廢水的處理更加高效。廢水處理中Na2CO3的使用，是調(diào)節(jié)廢水溶液的酸堿度，從而增強(qiáng)系統(tǒng)的緩沖能力，有效避免了機(jī)酸數(shù)量的增加，如果機(jī)酸增加，會(huì)讓pH值迅速下降，影響微生物的生存，以此確保酸化菌的作用充分發(fā)揮。系統(tǒng)的緩沖能力有明顯的提升后，生物膜具有的活性也隨之提升，加快了生化反應(yīng)速度。

　　3、結(jié)語

　　用高效水解酸化技術(shù)處理廢水，可以優(yōu)化對(duì)廢水的處理，加快廢水中各種物質(zhì)的反應(yīng)，提升了生物反應(yīng)的速度。同時(shí)，它也能強(qiáng)化系統(tǒng)的緩沖能力，加快處理中微生物的產(chǎn)生與流出，呈現(xiàn)出高效性的特點(diǎn)。但我們?nèi)孕柙诂F(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn)，以加快反應(yīng)器的處理速度。

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