S-TE剩余污泥溶解特征研究及其資源化.pdf

1、隨著城市廢水處理量的增加，下水道接管率的提高和活性污泥(AS)系統(tǒng)的擴(kuò)建，產(chǎn)生大量無(wú)法避免的污泥，新生剩余污泥的減量化及資源化的研究成為國(guó)際新趨勢(shì)?；谖⑸镫[性生長(zhǎng)的生物嗜熱酶溶解（S-TE）技術(shù)，相對(duì)臭氧氧化、氯氧化、熱水解、酸、堿、機(jī)械破碎、超聲波和投加酶等方法，更經(jīng)濟(jì)高效、安全，而且能耗低、易于運(yùn)行控制，結(jié)合后續(xù)工藝不僅可以實(shí)現(xiàn)污泥的“零排放”，還可同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢水的高效生物降解或沼氣產(chǎn)能的增加，應(yīng)用前景良好。 本研究篩選分

2、離出兩株嗜熱菌AT06-1和AT06-2，并對(duì)其進(jìn)行形態(tài)特征和生理生化性質(zhì)的初步鑒定。試驗(yàn)結(jié)果表明，AT06-1和AT06-2菌株都能分泌胞外蛋白酶和淀粉酶，生長(zhǎng)適宜溫度在45-70℃之間，經(jīng)初步鑒定為嗜熱芽孢桿菌Bacillus stearothermophilus sp.，適合作為S-TE污泥溶解的接種菌。 本研究將AT06-2培養(yǎng)液接種入剩余污泥，在定溫60℃下對(duì)不同濃度污泥(接種后濃度為7.792 g·L-1、14.71

3、6 g·L-1、21.286 g·L-1)溶解過(guò)程的主要有機(jī)固形物質(zhì)的溶解與不接種條件下(調(diào)質(zhì)后濃度為7.640 g·L-1、14.500 g·L-1、20.812 g·L-1)的溶解情況進(jìn)行了對(duì)比，并對(duì)VSS的溶解進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析。試驗(yàn)研究結(jié)果表明，S-TE污泥溶解存在兩種反應(yīng)（酶催化反應(yīng)和熱解反應(yīng)）和兩個(gè)過(guò)程：嗜熱菌胞外酶（主要為蛋白酶和淀粉酶）首先解聚污泥膠團(tuán)，進(jìn)而溶解細(xì)菌的細(xì)胞壁，水解胞內(nèi)有機(jī)物質(zhì)。60h后接種試驗(yàn)VSS溶解率分

4、別達(dá)到58.76％、50.17％和39.38％ ，而未接種試驗(yàn)VSS溶解率僅為34.00％、28.63％和25.22％。除了溶解時(shí)間，固形物質(zhì)中VSS的溶解主要受酶催化效應(yīng)和熱水解效應(yīng)的影響，TSS的減量受VSS和FSS組成比例影響。VSS溶解過(guò)程在初始階段基本符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，接種后溶解速率常數(shù)Kd顯著提高，分別為0.30d-1、0.23d-1和0.16d-1 。 本研究還探討了接種與不接種嗜熱菌、好氧和微好氧、不同溫度

5、等條件下S-TE預(yù)處理對(duì)剩余污泥溶解和各種化學(xué)組分變化的影響。試驗(yàn)研究結(jié)果表明：接種條件下，最適宜的溶解溫度為65℃。此時(shí)污泥VSS 和TSS溶解率提高程度最大，2d VSS、TSS溶解率分別達(dá)到34.09％和24.16％；SOCD和VFA逐漸累積，最大達(dá)到4531 mg/L 和2319mg/L；蛋白酶活性也得到很大提高。污泥溶解產(chǎn)生的蛋白質(zhì)被蛋白酶水解，蛋白質(zhì)和氨氮濃度先升高后降低，堿度和pH升高后略有降低。微好氧條件下VSS溶解率相