從原理上講,水解(酸化)是厭氧消化過程的第一、二兩個階段但水解(酸化)工藝和厭氧消化追求的目標(biāo)不同,因此是截然不同的處理方法。
水解(酸化)系統(tǒng)中的的目的主要是將原水中的非溶解態(tài)有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鈶B(tài)有機(jī)物,特別是工業(yè)廢水處理,主要是將其中難生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到馕镔|(zhì),提高廢水的可生化性,以利于后續(xù)的好氧生物處理??紤]到后續(xù)好氧處理的能耗問題,水解(酸化)主要用于低濃度難降解廢水的預(yù)處理。在混合厭氧消化系統(tǒng)中,水解酸化是和整個消化過程有機(jī)地結(jié)合在一起,共處于一個反應(yīng)器中,水解、酸化的目的是為混合厭氧消化過程中的甲烷化階段提供基質(zhì)。而兩相厭氧消化中的產(chǎn)酸段(產(chǎn)酸相)是將混合厭氧消化中的產(chǎn)酸段和產(chǎn)甲烷段分開,以便形成各自的最佳環(huán)境,同時,產(chǎn)酸相對所產(chǎn)生的酸的形態(tài)也有要求(主要為乙酸)。此外,廢水中如含有高濃度的硝酸鹽、亞硝酸鹽、硫酸鹽、亞硫酸鹽時,這些物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物不僅對甲烷苗有毒,而且影響沼氣的質(zhì)量,也在產(chǎn)酸相中予以去除。因此,盡管水解(酸化)一好氧處理工藝中的水解(酸化)段、兩相法厭氧發(fā)酵工藝中的產(chǎn)酸相和混合厭氧消化工藝中的產(chǎn)酸過程均產(chǎn)生有機(jī)酸,但由于三者的處理目的不同,各自的運行環(huán)境和條件存在著明顯的差異,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)Eh不同
在混合厭氧消化系統(tǒng)中,由于完成水解、酸化的微生物和產(chǎn)甲烷微生物共處于同一反應(yīng)器中,整個反應(yīng)器的氧化還原電位Eh的控制必須首先滿足對Eh要求嚴(yán)格的甲烷菌,一般為一300mv以下,因此。系統(tǒng)中的水解(酸化)微生物也是在這一電位值下工作的。而兩相厭氧消化系統(tǒng)中,產(chǎn)酸相的氧化還原電位一般控制在一100mv一一300mv之間。據(jù)研究,水解(酸化)一好氧處理工藝中的水解(酸化)段為——典型的兼性過程,只要置Eh控制在+50mv以下,該過程即可順利進(jìn)行。
(2)pH值不同
在混合厭氧消化系統(tǒng)中,消化液的pH值控制在甲烷菌生氏的最佳pH范圍,一般為6.8—7.2。而在兩相厭氧消化系統(tǒng)中,產(chǎn)酸相的pH值一般控制在6.0一6.5之間,pH降低時,盡管產(chǎn)酸的速率增大,但形成的有機(jī)酸形態(tài)將發(fā)生變化,丙酸的相對含量增大,而丙酸對后續(xù)的甲烷相中的產(chǎn)甲烷菌會產(chǎn)生強(qiáng)烈的抑制作用。對于水解(酸化)一好氧處理系統(tǒng)來說,由于后續(xù)處理為好氧氧化,不存在丙酸的抑制問題,因此,控制的pH范圍也較寬,從而可獲得較高的水解(酸化)速率,一般pH維持在5.5—6.5之間。
(3)溫度不同
三種工藝對溫度的控制也不同,通常混合厭氧消化系統(tǒng)以及兩相厭氧消化系統(tǒng)的溫度均嚴(yán)格控制,要么中溫消化(30一35℃),要么高溫消化(50一55℃)。而水解(酸化)一好氧處理工藝中的水解(酸化)段對工作溫度無特殊要求,通常在常溫下運行,也可獲得較為滿意的水解(酸化)效果。