《水解酸化反应器污水处理工程技术规范》文档格式.doc
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6.3水量和水质 11
6.4污染物去除率 11
6.5水解酸化法污水处理工艺流程 12
6.6预处理 12
6.7升流式水解反应器 13
6.8复合式水解反应器 16
6.9完全混合式水解反应器 16
6.10后续处理 17
6.11剩余污泥及处理 17
6.12检测与控制 17
6.13运行与维护 18
7标准实施的环境效益与经济技术分析 19
8标准实施建议 19
2
《水解酸化反应器污水处理工程技术规范》编制说明
1任务来源
2009年，环境保护部下达了“关于开展2009年度国家环境保护标准制修订项目工作的通知”（环办函【2009】221号），其中提出了制定《污水厌氧生物处理工程技术规范水解酸化法》（项目编号247-1392号）行业标准的任务。
本标准主要起草单位：
中国环境保护产业协会、清华大学、北京市环境保护科学研究院。
2标准制定必要性
环境保护标准化是我国环境保护的一项重要的发展战略，建立与国际接轨的环境工程服务技术标准体系和环境技术评估体系，是当前加快环境保护标准化步伐的一项重要任务。
它对于提升我国环境工程服务业的国际竞争能力，规范环境工程服务业市场，保证环境工程建设和运行管理质量，为环境管理提供技术支撑和保障具有重要意义。
环境工程服务技术标准包括工程类技术标准和产品类技术标准两大类，是环境工程立
项、科研、招投标、设计、建设施工、验收、运行全过程服务的技术依据。
水解酸化法作为有效改善水质可生化性的工艺在我国污水处理工程实践中已得到广泛应用。
很多管理部门、设计部门和技术研究单位，在从事水解酸化法污水处理工程的设计及运行管理工作中已经积累了一些实践经验，但是国内尚缺乏可操作的技术规范指导水解酸化法污水处理设施的建设与运行。
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》、和国家其他有关污水处理领域的法规，规范水解酸化反应器污水处理工程的规划、设计、施工、验收和运行管理，需要制定《污水厌氧生物处理工程技术规范水解酸化法》作为污水水解酸化法污水处理技术工程设计工作的指导性文件，为水解酸化法设备的施工、验收和运行管理提出相关要求。
使水解酸化法污水处理设施从建设到运行全过程能有一个技术规范进行指导，对于保证水解酸化法污水处理工程的建设质量和稳定运行，以及保证环境保护主管部门的有序监管都具有重要意义。
因此，《污水厌氧生物处理工程技术规范水解酸化法》的编制是十分必要和及时的。
3主要工作过程
2009年3月，环境保护部下达《污水厌氧生物处理工程技术规范水解酸化法》编制任务后，中国环境保护产业协会组织成立了标准编制组，编制组由中国环境保护产业协会、清华大学、北京市环境保护科学研究院等相关单位的人员组成。
2009年3月～2009年12月，编制组对国内外相关标准、文献等技术资料和工程实例进行了广泛的调研，编制了开题报告和编制大纲。
2010年1月6日，由科技标准司在环境保护部主持召开了《污水厌氧生物处理工程技术规范水解酸化法》的开题讨论会。
中科院生态环境研究中心、中国环境保护科学研究院、天津市环境保护科学研究院、中兵北方环境科技发展有限责任公司、中石化北京化工研究院、环境保护部环境标准研究所等单位的专家参加了会议。
会上，标准主编单位对标准适用范围、技术路线等内容进行了汇报，专家委员会经质询、讨论，认为标准编制组提出的编制原则、技术路线、实施方案合理可行，开题资料齐全，内容全面，符合编制工作要求。
并建议：
1、为了与已颁布的厌氧系列工程技术规范保持一致，规范更名为《水解酸化法污水处理工程技术规范》；
2、针对不同水质，进一步明确本标准的适用范围；
3、进一步明确水解酸化法的主要特征；
4、标准中应加强水解酸化法的控制措施，防止甲烷产生所引起的安全问题。
2010年2月～2012年12月，编制组依据开题会上专家提出的建议，多次完善标准，形成标准征求意见稿及其编制说明。
2013年1月至今，标准征求意见稿完成后，编制组组织召开了征求意见稿专家预审会，会上专家组提出了进一步完善征求意见稿的建议，并建议将规范名称由“水解酸化法污水处理工程技术规范”更改为“水解酸化反应器污水处理工程技术规范”，编制组进一步完善了征求意见稿及其编制说明。
4国内相关标准研究
2000年9月25日中华人民共和国国务院令第293号颁发的《建设工程勘察设计管理条例》规定，设计工作的基本任务是根据建设工程的要求，对建设工程所需的技术、经济、资源、环境等条件进行综合分析、论证，充分体现节地、节水、节能和节材的原则，编制与社会、经济发展水平相适应，经济效益、社会效益和环境效益相统一的设计文件。
目前《室外排水设计规范》（GB50014-2006）并无水解酸化法设计规范，国内尚缺乏可操作的技术规范指导水解酸化法污水处理设施的建设与运行。
在国家现行建设项目环境保护条例和相关环境监督管理法律法规中，对环境保护设施的建设与正确使用均提出了要求。
本标准属于环境污染治理工艺方法规范，是国家环境标准体系之环境工程技术规范的一个组成部分，与环境污染治理工程技术规范并用，将为环境保护设施的建设、运行以及环境监督管理的标准化提供技术支撑。
本规范的编制以国家环境保护现有法律、法规、标准为主要依据，同时参考水处理行业相关的技术规范和设计手册，结合国内外有关水解酸化法处理工艺运行的文献以及调研取得的国内水解酸化法污水处理工艺运行情况数据资料，总结编制了本规范。
编制中参考的标准和文件主要有：
GB3836爆炸性气体环境用电气设备
GB12348工业企业厂界噪声标准
GB12801生产过程安全卫生要求总则
GB18597危险废物贮存污染控制标准
GB18599一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准
GB18918城市污水处理厂污染物排放标准
GB50011建筑抗震设计规范
GB50014室外排水设计规范
GB50015建筑给水排水设计规范
GB50016建筑设计防火规范
GB50037建筑地面设计规范
GB50046工业建筑防腐蚀设计规范
GB50052供配电系统设计规范
GB5005310kV及以下变电所设计规范
GB50054低压配电设计规范
GB50057建筑物防雷设计规范
GB50069给水排水工程构筑物结构设计规范
GB50108地下工程防水技术规范
GB50141给水排水构筑物施工及验收规范
GB50187工业企业总平面设计规范
GB50204混凝土结构工程施工及验收规范
GB50205钢结构工程施工质量验收规范
GB50222建筑内部装修设计防火规范
GB50231机械设备安装工程施工及验收通用规范
GB50268给水排水管道工程施工及验收规范
GB50275压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范
GBZ1工业企业设计卫生标准
GBZ2工作场所有害因素职业接触限值
GBJ19采暖通风与空气调节设计规范
GBJ22厂矿道路设计规范
GBJ87工业企业噪声控制设计规范
GBJ141给水排水构筑物施工及验收规范
CJJ60城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规程
CJ/T51城市污水水质检验方法标准
HJ/T91地表水和污水监测技术规范
HJ/T245环境保护产品技术要求悬挂式填料
HJ/T246环境保护产品技术要求悬浮填料
《建设项目（工程）竣工验收办法》（计建设[1990]1215号）
《建设项目竣工环境保护验收管理办法》（国家环境保护总局令第13号）
5同类工程现状调研
5.1水解酸化法的反应器类型
水解酸化反应器主要包括升流式水解反应器、复合式水解反应器及完全混合式水解反应器。
此外，水解反应器还可以包括采用其他厌氧反应器型式实现水解酸化的反应器，如厌氧折流板反应器、厌氧接触反应器等。
（1）升流式水解反应器
升流式水解反应器的示意图见图1，水解酸化微生物与悬浮物形成污泥层，污水通过布水装置自反应器底部均匀上升至顶部出水堰排出过程中，污泥层可截留污水中悬浮物，并在水解酸化菌作用下降解有机物、提高污水可生化性等。
图1升流式水解反应器示意图
（2）复合式水解反应器
复合式水解反应器（示意图见图2）内既存在水解酸化污泥，又存在水解酸化生物膜，形成水解酸化污泥和生物膜的复合体。
反应器上部为填料层，下部为污泥床，中间留出一定的空间以便悬浮状态的絮状污泥和颗粒污泥停留，增加了反应器的生物量，延长了微生物与废水的接触时间。
填料层
图2复合式水解反应器示意图
（3）完全混合式水解反应器
完全混合式水解反应器（示意图见图3）内设置搅拌装置实现污水和污泥的完全混合，其后设置沉淀池并回流污泥以保证反应器内有较高的污泥浓度。
图3完全混合式水解反应器示意图
（4）其他厌氧反应器
此类反应器主要利用已有厌氧反应器型式实现水解酸化，如厌氧折流板反应器、厌氧接触反应器等。
此类反应器设计可参考相应的厌氧反应器设计规范，本规范中不再重复规定。
厌氧折流板反应器（ABR）（见图4）的结构特点是反应器中设置折板形成数个升流式水解反应器，废水在反应器内沿折流板流动，提高了微生物与废水的混合接触作用。
图4厌氧折流板反应器
厌氧接触反应器的特点是水解酸化微生物固定在反应器内特设的载体上形成生物膜，微生物的世代期较长，耐冲击负荷能力较强，此类反应器的典型代表为厌氧滤池。
5.2水解酸化法应用现状
水解反应器可以替代初沉池，提高污水可生化性，同时也可以在一定程度上降低COD总量、将污水中不易生物降解的大分子有机物降解为易于生物降解的小分子有机物，这对于难降解有机废水的治理十分重要。
目前已知水解酸化法对城市污水、印染废水、制药废水、造纸废水、啤酒废水、化工废水和合成洗涤剂废水等多类废水很有效，而且悬浮物去除率高，去除的悬浮物可以在水解反应器中部分消化。
水解酸化法去除悬浮物的特点，在工艺开发初期主要应用于污水、污泥处理方面；
近年来，又用于去除高悬浮物和脂类物质，如酒糟废液、活性污泥、乳制品废水和畜禽粪便废水等。
水解反应器设计停留时间调查统计表见表1。
表1水解反应器设计停留时间统计表
序号
废水类型
设计停留时间（h）
最低
最高
平均值
统计厂家数
1
城市污水
3
6.5
4
9
制药废水
5.5
25
14.9
21
印染废水
10
8.8
13
焦化废水
16
7
5
造纸废水
4.5
7.5
6
橡胶废水
8
12.9
11.6
化工废水
14.5
11.05
食品加工废水
12.38
17
啤酒废水
7.8
屠宰废水
12
10.35
11
含硫废水
9.25
医院废水
1.5
2.25
合计
108
（1）城市污水处理
迄今为止，水解-好氧生物处理工艺已应用于几十座城市污水处理厂，累计投资几十亿元，形成了上百万吨/天的处理能力。
十多年来的工程实践表明，水解-好氧生物处理工艺是我国独立开发的具有投资省、运行费用低和处理能耗低等特点的城市污水处理工艺，为当前城市污水处理厂的建设提供了一条新的、切实可行的技术途径。
该技术成果也受到了国内外学者、专家、设计单位及应用单位的高度重视和评价。
江苏某城市污水处理厂，日进水10万吨/天，由于进水中含有大量工业废水，污水COD高于正常城市污水，可生化性低于0.4。
该厂采用水解-好氧生物处理工艺，水解反应器水力停留时间为2.5～3h，常温下运行，基本不产生沼气，流程简单，造价低，管理方便。
因水解酸化法集生物降解、物理沉降和吸附为一体，污水中的颗粒和胶体污染物被截留和吸附，并生物降解。
水解反应器BOD5去除率为20～35％，CODCr去除率为30～45％，SS的去除率为70～85％，同时水解反应器改善了污水的可生化性，有利于后续的好氧处理。
（2）印染废水处理
目前已知水解酸化法对印染废水、啤酒废水、制药废水、造纸废水、化工废水和合成洗涤剂废水等各种工艺废水很有效。
印染废水具有有机物含量高、成分复杂、色度深、pH值高、水质变化大等特点，是国内外公认的难处理工业废水之一。
近年来，由于新型纺织纤维的开发，聚乙烯醇（PVA）浆料、人造丝碱物、新型助剂等难降解有机物大量进入印染废水，使废水的可生化性变差，传统的生物处理工艺受到严重的挑战。
某印染废水的BOD5/COD为0.15~0.3，可生化性一般，并且水中的有机物对微生物有一定的抑制作用。
采用水解酸化-好氧的处理工艺，水解反应器采用厌氧折流板反应器，水力停留时间为8~10h，使污水BOD/COD升至0.3～0.45，为后续好氧生化处理创造了条件，并去除了大部分的色度。
印染废水经该工艺处理后，其COD、BOD5、色度、SS的去除率分别达到93%、94.6%、97%和89.2%，所有指标均达到国家排放标准。
（3）造纸废水处理
造纸制浆废水排放量大，成分复杂，污染严重，BOD5/COD比值小，属于难生物降解废水。
某造纸废水进水CODCr、BOD5、SS浓度分别为4120mg/L、1630mg/L、2080mg/L,采用水解-好氧工艺处理，水解反应器水力停留时间为5.8h，采用升流式水解反应器的型式，水解反应器中挂有弹性填料，处理后出水CODCr、BOD5、SS浓度分别达到354mg/L、92.5mg/L、95.6mg/L，去除效率分别达到91.4%、94.3%、95.4%，优于《造纸工业水污染物排放标准》（GB4355-2001）。
（4）制药废水处理
某制药生产废水主要为妥布霉素、洛伐他丁、盐霉素钠盐生产过程中排放的生产废水，该废水污染物浓度高、成分复杂、色度高、毒性大，含有表面活性剂、残余抗生素、硫酸根、溶媒等多种抑制物质，水质水量波动大，属于有一定处理难度的抗生素废水。
进水CODcr、BOD5、SS浓度分别为4000～11000mg/L、1300～6500mg/L、100～500mg/L。
水解反应器对COD的去除率为18%～25%，经过水解酸化后BOD5/COD由原来的0.152～0.218提高至0.436～0.496，该废水的可生化性大大提高，为后续好氧工艺稳定运行创造了条件。
（5）啤酒废水处理
某啤酒厂废水处理工程中采用了水解-生物接触氧化工艺，进水CODcr、BOD5、SS浓度分别为1090～4410mg/L、734～1810mg/L、400～796mg/L，经过半年多的运行，处理效果稳定。
水解反应器采用升流式水解反应器，水力停留时间为6h，而传统生物氧化法处理啤酒废水HRT一般大于10h，有的甚至大于17h，本工艺有明显的节能效果；
其次，啤酒废水经水解酸化处理后，BOD5/CODCr值从原来的0.51提高到0.72，CODCr和BOD5的去除率分别为39.2%和14.2%。
水解酸化达到较好预处理效果，废水的可生化性增加，这样可充分发挥后续好氧生物处理的作用，缩短整个工艺的水力停留时间，提高生物处理效率。
（6）焦化废水处理
焦化废水中含有大量难生物降解的萘、吡啶、喹啉、吲哚、联苯等杂环及多环芳烃类有机物，是一种可生化性差的废水。
某焦化废水COD为1327mg/L，BOD5/CODCr为0.2，水解反应器停留时间为4h，处理后BOD5/CODCr升至0.32。
经水解酸化反应后废水中难降解有机污染物转化为易生物降解物质，其生物氧化率由原来的31.2%提高至51.2%。
而对联苯和吡啶而言，不仅可生化性得到改善，而且其对生物的抑制作用也基本消除。
（7）纺织废水处理
在涤纶纤维生产过程中，为了改善纤维性质，提高纤维可织性，需要使用纺丝油剂处理纤纶。
纺丝油剂主要由一些抗静电剂、柔软剂、渗透剂、涧滑剂及一些乳化剂等高分子化合物组成，而乳化剂又含有一些阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂，如烷基磷酸酯钾盐、脂肪酸聚乙二醇脂、烷基醚硫酸钠等等。
这些油剂废水COD在2000mg/L左右，而BOD5为350mg/L，BOD5/COD为0.18。
采用各种物化处理费用高，生化好氧处理有大量泡沫产生。
选用水解-好氧工艺，其中水解反应器停留时间为10h，投加软性纤维填料，好氧处理单元采用接触氧化法，停留时间为7～8h。
经过水解酸化反应后废水BOD5/COD从0.18上升至0.20，并且COD、BOD值都有所增加，这说明一些难降解的物质经水解酸化反应后变成易于生物降解的物质。
经过水解酸化，好氧处理后BOD5去除率可达到89％，COD去除率可达到89％，这使得一般油剂浓度超过1000mg/L就不能生化处理的废水，在浓度高达2000mg/L时也可以进行稳定的生化处理。
5.3水解酸化法存在的问题
（1）水解酸化法开发应用时间较短，由于水解酸化法设计参考资料较少，造成工程设计中出现失误较多，难以发挥水解酸化法工艺效果，影响工艺推广。
（2）水解酸化法有别于传统厌氧工艺，需考虑其特有的布水、排泥等问题，不能简单套用，在建设中需要根据工艺要求合理建设。
（3）水解酸化法是厌氧降解的前两个阶段，需要合理设计和运行调试，否则容易进入产甲烷阶段，难以实现水解酸化功能。
（4）水解酸化法已用于多种行业废水处理，在各种工程应用中都存在其特定的工艺设计参数，目前缺乏统一合理的的设计标准。
5.4水解酸化法的发展趋势
5.4.1与其它工艺结合
水解酸化法只是对有机物进行了初级分解，对COD的去除率不高，后续必须通过厌氧消化或者好氧处理才能使有机物彻底分解、矿化稳定，在工程应用中一般只作为有机废水的预处理工艺应用。
水解酸化法一般与好氧处理相结合，也可与厌氧处理、物化处理相结合，对整个工艺系统进行优化，进一步提高处理效果是发展趋势之一。
5.4.2水解酸化法的功能扩展
首先，水解酸化是厌氧消化过程的第一、二两个阶段，水解反应器内主要为兼性菌，可利用兼性菌的多样性，通过后续好氧工艺混合液或出水回流实现水解反应器的反硝化目的，增加硝态氮的去除率。
其次，利用兼性菌对非溶解性有机物的水解作用，可进一步降低污泥剩余量。
但是污泥减量造成的惰性物质积累和水解酸化微生物活性降低会影响系统对污水的处理效果，应该适时采取排泥等措施，确保污水处理达标。
此外，利用水解酸化和后续好氧段形成的厌氧好氧交替的过程也可实现污泥的减量化。
第三，水解酸化是两相厌氧消化的前段，由于两相厌氧有利于提高容积负荷率、增加运行稳定性，已备受关注。
6主要技术内容及说明
6.1水解酸化法的机理
厌氧生物反应包括水解、酸化和甲烷化三个大的阶段，将反应控制在水解和酸化两个阶段的反应过程，可以将悬浮性有机物和大分子物质（碳水化合物、脂肪和脂类等）通过微生物胞外酶水解成小分子，小分子有机物在酸化菌作用下转化成挥发性脂肪酸的过程。
在这一过程中同时可以将悬浮性固体水解为溶解性有机物、将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质。
污水中的污染物按分散体系划分为颗粒性、超胶体、胶体和溶解性四种不同形态。
下图给出了水解酸化法对颗粒状、超胶体、胶体性和溶解性等不同物理状态的有机污染物（以COD为例）迁移转化途径的图示。
图5有机污染物在厌氧反应器中的降解图径
首先，水解反应器中大量微生物将进水中颗粒状颗粒物质和胶体物质迅速截留和吸附，这是一个物理过程的快速反应。
一般只要几秒钟到几十秒即可完成。
因此，反应是迅速的。
截留下来的物质吸附在水解酸化污泥的表面，慢慢地被分解代谢，其在系统内的污泥停留时间要大于水力停留时间。
在大量水解酸化细菌的作用下，大分子、难于生物降解物质转化为易于生物降解的小分子物质后，重新释放到液体中。
在较高的水力负荷下随水流出系统。
由于水解和产酸菌世代期较短，往往以分钟和小时计，因此，这一降解过程也是迅速的。
在这一过程中溶解性BOD、COD的去除率虽然从表面上讲只有10%左右，但是由于颗粒状有机物发生水解增加了系统中溶解性有机物的浓度，因此，溶解性BOD、COD去除率远大于10%。
但是由于酸化过程的控制不能严格划分，在污泥中可能仍有少量甲烷菌的存在，可能产生少量的甲烷，但甲烷在水中的溶解度也相当可观，故以气体形成释放的甲烷量很少。
可以看出，水解反应器集沉淀、吸附、网捕和生物絮凝等物理化学过程，与水解、酸化和甲烷化过程等生物降解功能于一体。
6.2水解酸化法的适用性
水解酸化法用于污水处理预处理，起到拦截悬浮物、降解有机物、提高污水可生化性等作用。
原水中悬浮物浓度较高或可生化性差时，可将其作为预处理方式，以降低后续处理的负荷和难度，一般情况下需连接后续处理系统。
水解酸化法广泛适用于多种污水处理，包括城市污水，制药废水，造纸制浆废水，针织、涤纶、亚麻等印染废水，酒精、饮料、乳制品、制糖、啤酒、淀粉加工、蔬菜加工、肉类加工、豆制品等食品废水，聚醚类、聚苯烯类、醇类、炼油等化工废水以及屠宰、医院、脱硫等其他废水。
6.3水量和水质
对于工业废水处理，大多数企业都是根据市场的需求决定生产量，废水波动性较大，因此应根据实际调查和测定的排放水量水质进行设计。
现有企业的新建和改扩建废水处理工程，要根据实际生产中水质水量的排放规律来确定工程设计水量、水质和变化系数；
新建企业的废水处理工程，应根据企业的生产工艺、产品产量及环
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