簡單來說,它們的核心區別在于:
水解酸化池:目標是“破鏈和溶解”,即將復雜的大分子有機物分解為小分子有機物,為后續的好氧處理做準備。它是一個不完整的厭氧過程。
傳統厭氧池:目標是“穩定和產甲烷”,即徹底地將有機物轉化為甲烷和二氧化碳,實現污水凈化和能源回收。它是一個完整的厭氧過程。
詳細解釋:
1. 目的與定位
水解酸化池:它的角色是一個“預備隊員”或“加工前道工序”。它的任務是把復雜、難降解的大分子有機物(如纖維素、淀粉、蛋白質、脂肪)“撕碎”成小分子、易降解的有機物(如有機酸、葡萄糖、氨基酸)。這樣,后續的好氧細菌就能更容易、更快速地“吃掉”這些食物,從而大大提高整個處理系統的效率和穩定性。它不追求很高的COD去除率,通常去除率在20%-30%左右,其主要價值體現在提高廢水的B/C比(可生化性)。
傳統厭氧池:它的角色是“主力隊員”和“能源回收站”。它的目標是通過完整的厭氧反應鏈,*限度地將污水中的化學能(COD)轉化為生物能(甲烷),從而實現污染物的*去除(COD去除率可達80%-95%)和能源回收。它是很多高濃度有機廢水處理線的核心工藝。
2. 微生物與反應過程
這是一個理解兩者區別的關鍵。厭氧生物降解分為四個連續的階段:
1. 水解階段:細菌將大分子不溶性有機物水解成小分子可溶性物質。
2. 酸化階段:發酵菌(產酸菌)將小分子化合物發酵成揮發性脂肪酸(VFAs)、醇、醛等。
3. 產氫產乙酸階段:產氫產乙酸菌將第二階段產物進一步轉化為乙酸、氫氣和二氧化碳。
4. 產甲烷階段:產甲烷菌利用乙酸、氫氣和二氧化碳生成甲烷。
水解酸化池:通過控制水力停留時間(HRT)和pH值,有意地抑制第三、第四階段的進行,特別是抑制產甲烷菌的活性。池內主導的微生物是水解菌和產酸菌,它們繁殖快、對環境適應性(如pH、溫度)強。
傳統厭氧池:需要為所有四個階段的微生物,特別是生長緩慢、對環境要求苛刻的產甲烷菌創造*的生長條件(嚴格的中性pH、穩定的溫度、長的污泥齡)。池內是一個復雜的微生物生態系統。
3. 設計與運行參數
pH控制:水解酸化池需要較低的pH來促進產酸、抑制產甲烷;而傳統厭氧池必須投入大量成本(如加堿)來維持中性的pH,以防產甲烷菌中毒失活。
HRT:水解酸化時間短,池容較小,投資相對低。傳統厭氧需要長時間的反應,池容大,投資高。
溫度:傳統厭氧通常需要加熱和保溫,能耗是運行成本的重要部分。水解酸化在常溫下即可有效運行。
一個生動的比喻:
可以把處理有機物比作“吃一塊硬牛排”:水解酸化池就像用嫩肉粉和錘子處理牛排,把它變得松軟多汁(提高可生化性),這樣后續的“好氧”廚師(好氧池)就能很快把它煎熟吃掉。傳統厭氧池則像一個完整的消化系統,不僅把牛排嚼碎,還最終把它分解成能量和廢料(甲烷和二氧化碳),并從中獲取了能量(沼氣)。