水解在化學(xué)上指的是化合物與水進行的一類反應(yīng)的總稱。在廢水處理中，水解指的是有機底物進入細胞之前，在胞外進行的生物化學(xué)反應(yīng)。水解是復(fù)雜的非溶解性的聚合物被轉(zhuǎn)化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。高分子有機物因相對分子量巨大，不能透過細胞膜，因此不可能為細菌直接利用。他們首先在細菌胞外酶的水解作用下轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)。這一階段最為典型的特征是生物反應(yīng)的場所發(fā)生在細胞外，微生物通過釋放胞外自由酶或連接在細胞外壁上的固定酶完成生物催化氧化反應(yīng)（主要包括大分子物質(zhì)的斷鏈和水溶）。
酸化則是一類典型的發(fā)酵過程，即產(chǎn)酸發(fā)酵過程。酸化是有機底物即作為電子受體也是電子供體的生物降解過程。在酸化過程中溶解性有機物被轉(zhuǎn)化以揮發(fā)酸為主的末端產(chǎn)物。
在厭氧條件下的混合微生物系統(tǒng)中，即使嚴(yán)格地控制條件，水解和酸化也無法截然分開，這是因為水解菌實際上是一種具有水解能力的發(fā)酵細菌，水解是耗能過程，發(fā)酵細菌付出能量進行水解是為了取得能進行發(fā)酵的水溶性底物，并通過胞內(nèi)的生化反應(yīng)取得能源，同時排出代謝產(chǎn)物(厭氧條件下主要為各種有機酸)。如果廢水中同時存在不溶性和溶解性有機物時，水解和酸化更是不可分割地同時進行。如果酸化使pH值下降太多時，則不利于水解的進行。
厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣過程可分為水解階段、酸化階段、乙酸化階段和甲烷階段等四個階段。水解酸化工藝就是將厭氧處理控制在反應(yīng)時間較短的第一和第二階段，即將不溶性有機物水解為可溶性有機物，將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子有機物質(zhì)的過程。
1.1水解酸化的影響因素
a)基質(zhì)的種類和顆粒粒徑
基質(zhì)不同，其水解難易亦不同?；|(zhì)的種類對水解酸化過程的速率有重要影響。如脂肪、蛋白質(zhì)、多糖在其他條件相同的條件下，水解速率逐漸增大；對同類型有機物來說，分子量大的要比分子量小的更難水解；從分子結(jié)構(gòu)來說，水解難易程度為直鏈結(jié)構(gòu)＞支鏈結(jié)構(gòu)＞環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且單環(huán)化合物易于雜環(huán)化合物。污染物的顆粒的大小對水解速率的影響也很大。顆粒粒徑越大，單位重量的比表面積就小，越難于水解。因此，對于顆粒大有機污染物濃度較高的廢水或污泥，先破碎后再進入水解池，加速水解（酸化）速率。
b)容積負荷
容積負荷是水解過程的重要工藝參數(shù)之一，它反映了進水濃度與停留時間對厭氧過程的綜合影響。對于水解反應(yīng)器，容積負荷設(shè)計取值較低，提高水力停留時間，使污染物質(zhì)與水解微生物接觸時間加長，溶解出COD濃度變高，水解也越完全。對于對于城市污水，水解反應(yīng)可在很短時間內(nèi)完成，容積負荷可取相對較高值；而對于工業(yè)廢水比例較大的的污水，容積負荷需根據(jù)廢水性質(zhì)進行設(shè)計。
c)配水系統(tǒng)
水解池良好運行的重要條件之一是保障污泥和廢水之間的充分接觸，因此系統(tǒng)底部的布水系統(tǒng)應(yīng)該盡可能地均勻。水解反應(yīng)器的配水系統(tǒng)是一個關(guān)鍵的設(shè)計系統(tǒng)，為了使反應(yīng)器底部進水均勻，有必要采用將進水均勻分配到多個進水點的分配裝置。
d)上升流速
為確保水解反應(yīng)器中泥水的充分接觸及出水水質(zhì)，水解池的上升流速應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)。當(dāng)上升流速偏低時，大量的較密實的活性污泥沉積在水解池的底部，在污水上升的過程中，泥水不能充分接觸反應(yīng)，從而導(dǎo)致了去除效果較差。當(dāng)上升流速偏高時，會造成水解池的活性污泥大量流失。出水帶泥，一方面對后續(xù)好氧生化處理的微生物造成毒性，另一方面無法保證水解池的去除效果。
1.2水解酸化工藝優(yōu)點
水解酸化階段主要利用的是發(fā)酵細菌，這類細菌的種類繁多，代謝能力強，繁殖速度快，對外界環(huán)境適應(yīng)能力強等特點。
水解酸化工藝與好氧工藝聯(lián)用與單獨的好氧工藝相比，具有以下優(yōu)點：
1、水解酸化工藝運行費用低，且其對廢水中有機物的去除亦可節(jié)省好氧段的需氧量，從而節(jié)省整體工藝的運行費用；
2、水解酸化工藝使污水中的有機物不但在數(shù)量上發(fā)生了很大變化，而且在理化性質(zhì)上發(fā)生了更大變化，使污水更適宜后繼的好氧處理，提高好氧處理的效能；
3、水解酸化工藝的產(chǎn)泥量遠低于好氧工藝，并已高度礦化，易于處理；
4、水解酸化工藝可對進水負荷的變化起到緩沖作用，從而為好氧處理創(chuàng)造較為穩(wěn)定的進水條件；
采用水解池較之全過程的厭氧池（消化池）具有以下的優(yōu)點：
1、水解、產(chǎn)酸階段的產(chǎn)物主要為小分子有機物，可生物降解性一般較好。故水解池可以改變原污水的可生化性，從而減少反應(yīng)的時間和處理的能耗。
2、對固體有機物的降解可減少污泥量，其功能與消化池一樣。工藝僅產(chǎn)生很少的難厭氧降解的生物活性污泥，故實現(xiàn)污水、污泥一次性處理，不需要經(jīng)常加熱的中溫消化池。
3、不需要密閉的池，不需要攪拌器，不需要水、氣、固三相分離器，降低了造價和便于維護。由于這些特點，可以設(shè)計出適應(yīng)大、中、小型污水處理廠所需的構(gòu)筑物。
4、反應(yīng)控制在第二階段完成之前，出水無厭氧發(fā)酵的不良氣味，改善處理廠的環(huán)境。
5、第一、第二階段反應(yīng)迅速，故水解池體積小，與初次沉淀池相當(dāng)，節(jié)省基建投資。
水解酸化池PH控制要求
1、調(diào)試工作前的先決條件
調(diào)試前的先決條件包括全部機械設(shè)備和儀表在調(diào)試工作進行之前已經(jīng)進行初步調(diào)試，并確認可投入使用；所有的構(gòu)筑物和工藝管道均已經(jīng)清理完畢；各構(gòu)筑物均已經(jīng)進行閉水試驗，經(jīng)過監(jiān)理方和各方同意驗收；各構(gòu)筑物經(jīng)過初期的清水試驗，確認構(gòu)筑物能滿足設(shè)計要求。
2、確定調(diào)試過程中需要培育的菌種
通過對以往污水處理的經(jīng)驗，活性污泥法主要菌種為細菌和有關(guān)的微生物，培育菌種的菌源采用活性污泥或者采用化糞池污泥，或者直接使用人類糞便污水作為菌源；加入的菌源要求不存在對微生物有害作用的重金屬物質(zhì)。
3、初步向池內(nèi)投泥加水
?。?）投加厭氧污泥，投加的污泥量為30～50kg/m3（污泥按95%含水率算），投加污泥后注入部分稀釋后的生產(chǎn)廢水，內(nèi)循環(huán)3～4天再進水。適當(dāng)投加營養(yǎng)物質(zhì)，提高污泥活性，可添加家畜糞便作為營養(yǎng)物質(zhì)。
?。?）先注入池體約三分之二的清水，然后注入少量生產(chǎn)廢水（保證混合廢水的COD不能太高）。
?。?）進水水量控制在設(shè)計進水的20%～30%左右，隨后逐步增加進水量。生產(chǎn)廢水水量為2000m3/d時，COD=13000 mg/L，需稀釋至COD=2000～4000 mg/L，則生產(chǎn)廢水水量定為310m3/d，加清水至進水量為2000m3/d左右。若容積負荷太高，可減少生產(chǎn)廢水進水量。
4、進一步加大污水的加入量
在上次加入污水量的基礎(chǔ)上，加大污水的投加量，重復(fù)上面的步驟。在進行調(diào)試的過程中，要求隨時觀察水質(zhì)的變化情況，對出現(xiàn)的問題隨時處理，否則將對微生物產(chǎn)生很大的影響。
5、加大污水量達到設(shè)計要求
由于通過前期的培育，池中有了大量的微生物，可以將污水加至設(shè)計水位，重復(fù)上面的曝氣步驟，直到達到想要的結(jié)果，查看池中水質(zhì)分布情況和填料上膜的生長情況，針對性進行下部工作。
6、馴化
在達到設(shè)計要求后，池中的微生物還不能達到立即進行連續(xù)處理的能力，要求進水維持一段時間的間歇運行，直到水中有了大量的微生物和掛膜已經(jīng)達到一定厚度，完成菌種的馴化，才可以連續(xù)進水，連續(xù)曝氣，不間斷的運行。
7、PH：測定該混合廢水的PH并記錄，投加石灰調(diào)節(jié)廢水PH至6～8，PH值通過酸度計測定。
8、COD:測定該混合廢水的COD并記錄，及時調(diào)整進水量，控制好容積負荷。
9、DO：兼氧環(huán)境，DO在0.2～0.5，可用便攜式溶解氧儀測試。廢水作跌水流入，從而達到自然充氧的目的。
10、排泥：池內(nèi)安裝1#和2#污泥泵，1#和2#污泥泵均為每天開啟1次（也可監(jiān)測沉降比決定是否需要排泥），每次15-30min，若污泥量很大，可根據(jù)實際情況延長污泥泵的開啟時間或縮短開啟周期，反之亦然。
11、掛膜：定期檢查池內(nèi)填料掛膜情況，是否有堵塞等，及時清理。還需注意當(dāng)系統(tǒng)停止運行時，要始終保持池內(nèi)水位沒過填料層，以免填料被暴曬老化，更嚴(yán)重的是微生物死亡，填料結(jié)塊硬化。
12、監(jiān)測項目：COD、PH、DO、沉降比。
13、可能遇到的問題及解決方法:
?。?）PH過高或過低——增加或減少堿量
?。?）COD過高——降低生產(chǎn)廢水進水量
?。?）掛膜不好——容積負荷太大，降低生產(chǎn)廢水進水量。
