水解酸化技術是難得的适用性較廣的工業廢水生物預處理技術。但它名稱展示的卻是生活或食品工業等易生化廢水呈現的特征，即廢水經兼性微生物的處理後，産生大量的小分子揮發性脂肪酸VFA，pH值下降。但在預處理一般工業廢水時，如紡織印染廢水，該工藝單元中pH并不下降，自然稱之為“酸化”有些欠缺。由此，在污水處理一線的不少同仁處于直觀感覺，懷疑水解酸化工藝的作用。水解酸化，據信是我國紡織界環保科研人員在上世紀七十年代的科研成果。不少研究成果表明，它有紮實的理論依據和可靠的效果，因此不能輕易否定該工藝。

水解酸化，從生物化學過程來看，它是“發酵”過程；即在微生物代謝過程中，得失電子的物質都是有機物。之所以處理工業廢水時不産生有機酸，是水質原因，即進水中缺乏産生有機酸的前提物，如易降解的碳水化合物、蛋白質等。從這一角度，就容易理解它對工業污水的預處理作用：

1、水解作用

對于一些高聚物，在水解酸化段比在好氧生物段，“水解”作用進行得更充分，即“大分子變為小分子”，由此可生化性提高。如我們的研究，水解酸化處理實際印染廢水中的PVA（聚乙烯醇），對降低聚合度有顯著的作用，如圖1；而好氧生物處理工藝對PVA的降解，明顯弱于水解酸化過程，如圖2；經過水解酸化預處理後，好氧生物處理去除有機物的效果明顯提高。

這裡要強調：有機物分子量的大小，并不是判斷有機物可生化性的充分依據，影響可生化性的主要因素是有機物的性質。舉例：硝基苯，分子量并不大，但它的好氧可生化性很差；溶解性澱粉，分子量并不小，但它的好氧可生化性很好。但對沒有特征官能團的高聚物來說，分子量越小、可生化性越好，是一般規律。

2、生物還原作用

我們在“預處理”理論基礎中，一再強調“還原”對轉化毒害有機物的意義；我們同樣認為：水解酸化作為工業廢水的預處理工藝，其主要機理是對毒害有機物的還原作用。前面講過，這是“發酵”過程，在這一過程中，有的有機物是電子供體，如易生物降解的碳水化合物等；有的有機物是電子受體，如具有吸電子基團（ -NO₂ ）的硝酸苯等，更容易接收電子，由此還原轉換為好氧生物毒性小的有機物，如氨基苯酚、苯胺等物質，從而廢水的可生化性得到提高。這方面已有大量的科研成果報道，其規律毋容置疑。

很多工業廢水主要污染物并非有機高聚物，毒害有機物的存在，是影響生物處理的關鍵。因此，對于染料、醫藥、農藥化工等精細化工業廢水，水解酸化的“生物還原”作用，是其主要機理。同時，再次強調一句：對于上述精細化工廢水，不宜采用不完全氧化法作為好氧生物預處理。

弄清了水解酸化機理後，零價鐵與水解酸化耦合的優勢，就很容易分析論證了，将在下次闡述。

本文數據，引自宋夢琪學位論文。

與水解酸化耦合——零價鐵與生物耦合技術之一(2)

上次我們強調了水解酸化工藝對毒害有機物的“生物還原”作用，而零價鐵（Fe、Cu/Fe）體系對毒害有機物可起到化學還原作用。因此，兩種方法就有了工藝耦合的基礎。

水解酸化，本質仍是生物法，毒害有機物對它仍然起到抑制作用；甚至高濃度的S^2-離子，都會對水解酸化工藝産生嚴重破壞。而零價鐵體系，卻不存在上述問題；反而是在中性或偏堿性範圍，零價鐵腐蝕形成的氫氧化物或羟基氧化物滞留在鐵表面（鈍化和垢層），影響零價鐵的還原作用。因此，水解酸化産酸，有利于零價鐵的腐蝕（即化學還原）；而零價鐵被腐蝕（氧化）過程中産生的Fe² ，可以形成溶解積很小的FeS沉澱，大幅度減少S^2-濃度，保護水解酸化菌。這就是零價鐵與水解酸化耦合形成的兩大優點。還有其它的一些好處，如：pH中性時，微生物細胞表面帶負電荷，Fe² 可對其表面改性，大大有利于微生物在載體表面的挂膜，對生物膜法很有利；充實的Fe² ，對微生物酶活性有好處。

可能會有同行從微生物學角度提出質疑：水解酸化并非嚴格的厭氧階段；而硫酸還原菌是嚴格的厭氧菌，怎麼可能在水解酸化池形成S^2-呢？實際上，微生物并非如此聽話，當長期供應含有大量硫酸根的廢水、而水溫又适宜時，硫酸還原菌就會大量生長，最終導緻水解酸化段的破壞，見圖5.

在土建結構上，水解酸化池、厭氧釋磷池、反硝化池都是一樣的，但它們的生化作用卻有本質的區别，原因在于進池的水質、微生物來源的不同。

實例：某印染廠污水，B/C＜0.1，COD為1325mg/L，SO₄^2-=460mg/L，PVA=375mg/L，pH為8.4（圖中所謂催化鐵為Cu/Fe系統，本文稱之為零價鐵系統）。零價鐵與水解酸化耦合後的效果四張圖中明确可見。

由圖7說明：催化鐵組微生物活性最高，說明催化鐵對微生物生長有促進作用；催化鐵- SO₄^2-組和空白組中微生物活性基本持平，說明催化鐵的加入大大削弱了硫化物的毒害抑制作用（本文數據，引自宋夢琪學位論文）。

零價鐵與水解酸化耦合技術，到目前都沒有得到大規模的應用。工程實施究竟有什麼難點和問題呢？将在下次讨論。

來源：水氣固 環保技術合集

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