污泥预处理技术研究
三种预处理方法对污泥的破解效果

1 1 ., 2 6 41 4 m gL, e p c i ey S 0 3 6 51 . , 8 / r s e t l . COD/ COD au n a c d 4 . 3 c mp r dt er w l d e Co sd r g v T v lee h n e 17 % o a e t a s g . n i e i oh u n
c n i o s t e s d e d s t g ai n e e t s e o d t es lb e p o en t tls g d S o d t n , l g ii e r t f c i h u n o Wa me t o , o u l r t i , o u a a COD o c ta o r g h a rn c n e r t n we e n i
混凝土中添加污泥的研究与应用

混凝土中添加污泥的研究与应用一、背景介绍混凝土是一种广泛应用于建筑、桥梁、道路等工程领域的常见建筑材料。
而污泥则是城市生活污水处理过程中产生的一种固体废弃物,其处理和处置一直是环保领域的重要议题。
近年来,一些研究者开始探讨将污泥作为混凝土的添加剂,以期实现污泥的资源化利用和混凝土的性能改善。
二、污泥的物理化学特性污泥是由含有机物、无机盐和微生物等组成的混合物。
其主要成分为水、有机物、无机物和微生物。
其中,有机物的含量较高,可达到60%以上,而无机物的含量较少,一般不超过10%。
此外,污泥的pH值较低,一般在6-8之间。
三、污泥在混凝土中的应用1. 污泥替代部分水泥由于污泥中含有大量有机物,其在混凝土中替代部分水泥可以减少水泥用量,同时增加混凝土的强度和耐久性。
研究表明,当将水泥的10%替换为污泥时,可将混凝土的抗压强度提高10%以上。
2. 污泥替代部分骨料除了替代水泥外,污泥还可以替代部分骨料。
研究表明,将混凝土中部分骨料替换为污泥可以提高混凝土的强度和耐久性。
此外,污泥还可以提高混凝土的抗裂性和抗渗性。
3. 污泥作为混凝土添加剂除了替代水泥和骨料外,污泥还可以作为混凝土的添加剂。
研究表明,将污泥作为混凝土的添加剂可以改善混凝土的工作性能和抗裂性。
此外,添加污泥还可以提高混凝土的耐久性和抗渗性。
四、污泥添加量的控制1. 污泥掺量的选择污泥的掺量应该根据混凝土的用途和性能要求来确定。
通常情况下,污泥的掺量不应超过混凝土总骨料量的20%。
2. 污泥的预处理在将污泥添加到混凝土中之前,需要对污泥进行预处理。
通常情况下,污泥需要经过干化、破碎、筛分等工艺处理,以确保其质量和稳定性。
3. 混凝土的配合比设计在将污泥添加到混凝土中之前,需要进行混凝土配合比设计。
配合比的设计应该考虑到污泥的掺量、水泥用量、骨料用量、砂用量等因素。
五、污泥添加混凝土的优缺点1. 优点(1) 减少环境污染:污泥的添加可以减少污泥的堆放和处置,降低对环境的污染。
国内污泥处理处置的几种常用技术路线

土地利用技术
土地利用是一种将稳定化处理的污泥用于土地改良、土 壤修复和园林绿化等用途的过程。
土地利用技术适用于处理经过稳定化处理的污泥,如城 市污水处理厂的剩余污泥。
土地利用技术具有投资少、能耗低、资源化效果好等优 点。
土地利用技术需要控制污泥中的重金属、病原菌和其他 有毒有害物质的含量,以确保安全使用。
06
土地利用技术
土地利用原理
土地利用是指将经过处理的污 泥用于土地改良、土壤修复和 园林绿化等,实现污泥的资源 化利用。
原理基于污泥中的有机物质和 营养元素,能够改善土壤结构 和肥力,促进植物生长。
同时,污泥中的重金属和有害 物质需达到相关标准,以确保 安全利用。
土地利用工艺流程
预处理
对污泥进行脱水、稳定化等预处理,提高其 利用价值。
经过腐熟阶段后,物料 中的有机物已经基本稳 定,此时可以进行稳定 化处理。
好氧发酵技术优缺点
优点
好氧发酵技术具有处理效率高、能耗低、操作简单、设备投资少等优点。同时,好氧发酵过程中产生的热量可以 用于发电或供热,实现能源的回收利用。
缺点
好氧发酵技术的缺点是占地面积大、周期较长、对水分和温度的控制要求较高。此外,好氧发酵过程中会产生一 定的臭气和温室气体排放,需要采取相应的措施进行控制和处理。
国内污泥处理处置的几种 常用技术路线
• 引言 • 污泥处理处置技术路线概述 • 厌氧消化技术 • 好氧发酵技术 • 污泥焚烧技术 • 土地利用技术 • 技术路线比较与选择
01
引言
污泥处理处置的重要性
环境保护
污泥中含有大量的有机物、重金 属和病原体,如果不进行适当的 处理处置,会对环境造成严重污 染。
污泥焚烧技术
高温热水解预处理污泥工艺探析

高温热水解预处理污泥工艺探析国外将“高温热水解——厌氧消化”称之为“高级厌氧消化”,其中“高温热水解”作为一项污泥预处理技术可分解不可降解或者难降解的物质,如胞外聚合物(EPS),有效改善厌氧消化反应条件。
该污泥处理技术是由挪威CAMBI公司发明。
目前全球范围已有20多个项目使用了这项技术,据了解,该项技术每年可处理420000t污泥(以干重计),按照含水率80%计,相当于每天5800m3。
一、我国传统污泥厌氧消化处理工艺存在的主要问题:1)消化效率低,5%进泥含固率,消化池体积庞大,时间长,污泥有机质含量低;2)沼气产物中H2S含量高,除硫不容易,沼气利用难;3)设计和运行考虑不周,污泥中高含砂量,磨损、沉积,高浮渣含量;4)消化后的污泥产物无出路,处理后国内基本上还是填埋。
这是由于上述问题使这一在国外为主流的污泥处理技术,在国内并不受青睐。
然而采用高温热水解预处理技术,可有效解决以上工艺系统问题。
该预处理技术是利用高温和高压迫使污泥分子结构发生变化(俗称:破壁),以加快整个消化过程和脱水性能,并优化污泥转化为沼气的有机物质比例。
二、热水解处理流程热水解预处理系统由一个浆化罐、四个到六个反应罐和一个卸压闪蒸罐组成。
一般采用序批式方法工作,整个批次4~5小时,具体流程如下:1、脱水污泥(含水率15~20%)进入混合预热罐(也称浆化罐),与从高温热水解污泥换热和闪蒸罐回收蒸汽混和,将污泥预加热至约100 ℃;2、预热后的污泥进入高温热水解罐进行热水解反应,在0.6~0.7MPa和150~170℃情况下,反应30min,然后通过罐体准备、进料、反应、出料的四步轮换,实现连续运行;3、热水解后的污泥会被急速送到闪蒸罐,由于压力的释放,在压力差的作用下,污泥细胞得到破坏;4、经热水解和闪蒸罐释放压力后的污泥温度100~110℃,经热交换器进行冷却,换热后污泥温度在40~50℃,以满足后续厌氧消化的要求。
污水处理预处理方案

污水处理预处理方案引言概述:污水处理预处理方案是指在污水处理系统中,对进入处理系统前的原始污水进行预处理,以去除其中的固体悬浮物、油脂、有机物等杂质,提高后续处理过程的效率和水质的净化程度。
本文将从物理预处理、化学预处理、生物预处理和综合预处理四个方面,详细阐述污水处理预处理方案的相关内容。
一、物理预处理:1.1 筛网过滤:通过设置筛网,将污水中的大颗粒悬浮物、纤维、树叶等固体杂质截留,防止其进入后续处理单元,同时减少设备的磨损和堵塞现象。
1.2 沉砂池:利用重力沉降原理,将污水中的沙粒、砂石等沉积物沉入池底,通过定期清理沉砂池,有效去除污水中的细颗粒固体物质。
1.3 气浮池:通过注入气体,产生气泡,使污水中的悬浮物质与气泡结合形成浮渣,浮渣经过刮板或旋流分离器分离,从而实现悬浮物的去除。
二、化学预处理:2.1 调节pH值:通过添加酸碱等化学药剂,调节污水的pH值,使其处于适宜的酸碱度范围,有利于后续处理单元的运行和污水中有机物的降解。
2.2 混凝剂加入:引入混凝剂,如聚合氯化铝、聚合硫酸铝等,能够使污水中的悬浮物凝聚成较大的团块,便于后续处理单元的分离和去除。
2.3 活性炭吸附:通过添加活性炭,能够吸附污水中的有机物、色素、重金属等污染物,提高水质的净化程度,减少后续处理过程中的负荷。
三、生物预处理:3.1 厌氧消化:利用厌氧菌的作用,将污水中的有机物质分解成甲烷等可燃气体,同时降解有机物的浓度,减少后续处理单元的负荷。
3.2 好氧生物处理:通过引入好氧菌,利用其对有机物的降解作用,将污水中的有机物质转化为二氧化碳和水,进一步提高水质的净化程度。
3.3 植物滤池:将污水通过植物滤池,利用植物的吸收和降解作用,去除污水中的氮、磷等营养物质,减少对水体的污染,同时提高水体的氧化还原能力。
四、综合预处理:4.1 污泥脱水:通过离心机、带式压滤机等设备对生物处理过程中产生的污泥进行脱水处理,减少污泥的体积,便于后续处理和处置。
污水处理厂污泥水处理技术研究进展

污水处理厂污泥水处理技术研究进展摘要:污泥水是指污水处理厂污泥浓缩、消化、脱水等环节产生的污水。
污泥水独立对处理提升污水处理效率, 实现污水处理厂稳定运行具有重要意义。
污泥水悬浮物和总磷去除的关键问题是根据其水质特性确定合适的混凝剂和低成本的除磷剂。
利用污泥水的高氨氮实现侧流富集硝化菌强化主流污水处理系统硝化能力在污水处理厂升级改造中具有良好的应用前景。
短程硝化反硝化和厌氧氨氧化工艺能够有效解决污泥水脱氮存在的碳源不足的问题。
随着深度脱水技术在国内的大规模应用, 利用深度脱水污泥水补充污泥水脱氮所需的碱度和碳源, 以及除磷所需的钙源能够大幅度降低污泥水脱氮除磷的运行成本。
关键词:污泥水; 污水处理; 污泥脱水; 深度脱水;前言污泥是指污水处理过程中所产生的固态、半固态及液态的废弃物。
污泥处理就是降低污泥含水率使污泥减容化、稳定化的过程, 其工艺通常由污泥浓缩、稳定和脱水等单元组成, 污泥稳定多采用厌氧消化和石灰稳定 (深度脱水) 法。
伴随着污泥含水率的降低, 污泥处理会产生大量污水, 即污泥水。
污泥水主要包括浓缩池上清液、厌氧消化池排出的上清液和脱水车间排出的滤液。
污泥水具有体积小(水量仅为污水处理厂进水的1%~2%) 、污染物浓度高、温度高 (30℃左右) 等特点, 分别占全厂COD、氮和磷负荷的5%~20%、10%~80%和10%~50%[3~5]。
污泥水直接回流至进水口, 既会造成污染物重复处理, 又易导致出水难以达标[6,7], 因此, 明确污泥水水质特性, 开发其处理技术对污水处理厂的稳定运行也具有重要意义。
1 污泥水来源与水质特性不同污水处理厂的污泥水性质由于污水处理工艺、污泥来源 (初沉池污泥、剩余污泥等) 、污泥处理工艺等的不同而存在较大差异。
消化污泥水悬浮物 (SS) 浓度相差很大, 这与厌氧消化的排泥方式有关。
消化上清液的SS较低, 如果不排放则其污泥水SS可高达22g/L。
污泥预处理技术的研究现状与前景

21 年 1 月 01 1
水
资
源
保
护
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S ONG u in. HOU e- a Xi ・ a Z M i l l
( o eeo ni n n l c ne n n i e n T i a n e i cnl y T i a 30 4 C i ) C lg l fE v omet i c dE gn r g, a u nU i rt o T ho g , a un0 02 , h a r a Se a ei y v syf e o y n
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剩余污泥厌氧消化预处理技术研究进展

化 技术优 势 的发挥 。 为提高 剩余 污泥 的厌 氧消 化效 率 . 剩余 污 泥 中微 生物 细 胞 进行 破 解 . 其 中 的 对 使
有 机物进 入水 相 , 而 有利 于微 生 物对 有机 物 的进 从
超声 波 预处理 促进 胞 内溶解 性 有机 物 释放 , 现为 表 剩余 污 泥 的可溶 性 C D 的 比例 上 升和 氮 与磷浓 度 O
超 声波 预处 理剩 余 污泥 , 可使 污 泥 中的有 机物
更 充分 地厌 氧消 化 降解并 转化 为沼 气资 源 。 污泥 其 破 解原 理是 在超 声波 (0k ~ 0MH ) 2 Hz 1 z 作用 下 污泥 不 断压 缩 和 膨 胀 , 泥 内 部产 生 气穴 泡 , 不 断成 污 且 长并 最 终共 振 内爆 . 部产 生超 高 温 、 局 高压 , 同时产
Ke wo d : rte t n ;w se a t ae ld e n eo i iet n y r s p erame t a t ci td su g ;a a rbc dg si v o
目前 , 余 污泥 的产 生 量 越来 越 大 , 生 的二 剩 产
次 污染 问题 也越来 越 严重 。 剩余 污泥 的 处理 已成 对
An e o i g si n a r b c Di e to  ̄
Z a g Yi u 1 a ig ig ,Wa g F h n h a .T i M n q n 2 n ( .n i n na Mo i r g S t n o a y n i , a y n 4 3 0 , hn ; 1 vr me t nt i t i fN n a g C t N n a g 7 0 0 C ia E o l o n ao y 2S h o o i ce c n eh ooy X ' io n nvri , i n 7 0 4 , h a .c o l f Lf S i e a d T c n lg i n J t g U ies y X ' 1 0 9 C i ) e n a a o t a n Ab t a t P er a me t0 s c ia e l d e h sb e e a i o tn s u . h n r d ci n a d a ay i sr c : r te t n n wa t a t t d su g a e n t b mp ra tis e T e i t u t n n l ss e v o o o w r d n t i a e n a h e e n s f r t i o i . t o g o s o e e r h s i h s f l a e n e e ma e i h s p p r o c i v me t o h s tp c Al u h l t f r s a c e n t i i d h s b e h e d n n o e u t we e c n it a d u a s r d f rh r r s a c e r e d d o e a d s me r s l r o f c n n n we e , u t e e e r h s a e n e e . s l
污水处理厂污泥的处理方法

污水处理厂污泥的处理方法引言概述:污水处理厂是为了净化污水并保护环境而建设的设施,然而在处理过程中会产生大量的污泥。
污泥是含有高浓度有机物和微生物的混合物,如果不妥善处理,将会对环境造成严重污染。
因此,污水处理厂污泥的处理方法至关重要。
本文将介绍五种常用的污泥处理方法。
一、污泥的压滤脱水1.1 概述污泥压滤脱水是一种常用的处理方法,通过机械设备将污泥中的水分脱除,使其变为固体状。
1.2 工艺流程(1)预处理:将污泥进行初步处理,去除其中的大颗粒物质。
(2)加药剂:向污泥中加入适量的絮凝剂,使污泥颗粒会萃。
(3)压滤脱水:将污泥放入压滤机中,通过压力将其中的水分脱除。
1.3 优缺点优点:处理效果好,脱水率高,能够大规模处理污泥。
缺点:设备成本较高,对操作人员要求较高,处理过程中会产生二次污染。
二、污泥的焚烧处理2.1 概述污泥焚烧处理是一种将污泥进行高温燃烧的方法,通过燃烧将有机物质转化为二氧化碳和水蒸气,同时泯灭其中的病原体和有害物质。
2.2 工艺流程(1)预处理:将污泥进行初步处理,去除其中的杂质和水分。
(2)焚烧:将处理后的污泥送入焚烧炉中,通过高温燃烧将其彻底分解。
(3)余热回收:利用焚烧过程中产生的余热,进行能量回收。
2.3 优缺点优点:能够有效减少污泥的体积,泯灭病原体和有害物质,同时回收能量。
缺点:设备投资大,运行成本高,焚烧过程中会产生大量的二氧化碳和氮氧化物。
三、污泥的堆肥处理3.1 概述污泥堆肥处理是一种将污泥与其他有机废弃物混合进行堆肥的方法,通过微生物的作用将有机物质分解为稳定的有机肥料。
3.2 工艺流程(1)预处理:将污泥进行初步处理,去除其中的杂质和水分。
(2)混合堆肥:将处理后的污泥与其他有机废弃物混合,形成堆肥堆。
(3)发酵处理:通过微生物的作用,将堆肥堆中的有机物质分解为有机肥料。
3.3 优缺点优点:能够将污泥转化为有机肥料,减少对化肥的依赖,同时减少污泥的体积。
污泥处置方案与技术措施

污泥处置方案与技术措施引言污泥是指废水处理过程中所产生的含有高浓度污染物的沉淀物或悬浮物,它既包含大量有机物质,也含有一定量的重金属、有害物质等。
污泥的处置一直是环境保护和可持续发展的重要问题。
本文将介绍当前常用的污泥处置方案和技术措施,以期为环境保护工作提供参考。
污泥处置方案堆肥堆肥是将污泥与有机废弃物混合后,经过一定时间的静置和生物分解作用,使有害成分稳定化和转化为有机质的一种处置方式。
它具有污泥体积减少、有机肥利用等优点,但需要占用较大的土地资源,且过程中可能产生异味和传播病菌。
因此,在选择堆肥方案时,需要考虑土地资源、技术要求和周围环境等因素。
热解热解是通过高温处理将污泥分解为气体、液体和固体产物的过程。
该技术能够有效降低污泥的体积,生成可利用的燃料气体和固体炭等副产品,达到资源化利用的目的。
不过,热解过程需要消耗大量的能源,并且固体产物中可能含有重金属等有害物质,对后续处理提出了要求。
焚烧焚烧是利用高温将污泥燃烧并转化为无机固体的一种处置方式。
它能够将有机物质完全燃烧成二氧化碳和水,同时将重金属等有害成分转化为无机盐。
焚烧技术可以实现无害化处理,但需要高额的能源投入和复杂的设备,同时可能产生二氧化硫等废气排放问题,需要通过设备和工艺进行净化和处理。
填埋填埋是将污泥直接掩埋在地下的一种处置方式。
它相对简单、成本较低,但需占用大量土地资源,并且填埋过程可能造成地下水和土壤的污染。
因此,在填埋方案中,需要选择合适的填埋场地并加强环境监测,确保填埋过程的安全和环境友好。
污泥处置技术措施分离与预处理技术针对污泥的复杂成分,首先需要进行分离与预处理。
常用的方法包括压力过滤、离心分离和生物处理等。
通过分离与预处理,可以大幅减少污泥的体积和含水量,提高后续处理技术的效率和经济性。
环保技术应用在污泥处置过程中,需要使用环保技术来解决可能的环境问题。
例如,在堆肥和填埋方案中,可以利用生物、化学和物理等多种技术手段来减少异味、病菌和污染物的产生和传播。
污泥处理-处置技术研究及标准化政策

浅谈污泥处理\处置技术研究及标准化政策摘要:污水处理产生的大量污泥的任意堆放和投弃对环境造成了新的污染,如何妥善处置这些污泥已成为全球共同关注的课题,当今的共识是将污泥视为一种资源加以有效利用,在治理污染的同时变废为宝。
关键词:污泥处理、污泥处置、标准化中图分类号:u664.9+2 文献标识码:a 文章编号:1、前言随着政府逐年增加对污水治理工程的投人,污水处理厂和污水处理率也在逐年增加。
受各种因素的制约,我国的污泥处理、处置始终没有得到应有的重视,缺乏有效的手段和配套措施,尤其是污泥处理、处置技术缺乏统一的规范,这给我国污泥处理、处置的工程建设和运行管理带来诸多难以解决的现实和潜在问题。
因此认清我国污泥的处理、处置现状,不断寻求污泥处置、利用的合理途径对于解决我国肥料资源紧缺的状况及对资源的再利用均有十分重要的意义。
2、我国污泥处理现状我国虽然已经开始对污泥进行处置,但长期以来我国只着重废水处理,很多城市未把污泥的处理作为污水厂的必要组成部分,往往是污水处理厂建成后,污泥处理系统要经历相当长的时间后才着手建设,这使得污泥处理率很低;而且国家没有污泥排放标准,污水处理厂制定各项管理制度也主要是针对污水的对污泥的管理基本是一项空白。
不仅如此,我国现有城市污水厂的污泥处理工艺技术也很不完善,有些污水处理厂所采用的污泥处理技术已经是发达国家所淘汰的技术,其水平还停留在发达国家的20世纪70至80年代的水平,有的甚至是国外60年代的水平,而且有些污泥处理技术根本下适用于国内的污水污泥特性,对所采用的技术缺乏必要的调查研究。
污泥处理设备也比较落后、性能差、效率低、能耗高,专用设备少,未能形成标准化和系列化。
污泥经过浓缩、消化稳定和干化脱水处理的污水厂仅占城市污水厂的25%左右,不具有污泥稳定处理的污水厂占56%,不具有污泥干化脱水处理的污水厂约占49%。
大量没有经过稳定处理的污水污泥将对环境产生严重的二次污染。
污水处理预处理方案

污水处理预处理方案标题:污水处理预处理方案引言概述:污水处理是保护环境和人类健康的重要工作,而预处理是污水处理的第一步,对后续工艺的运行效果起着至关重要的作用。
本文将详细介绍污水处理预处理方案的相关内容。
一、物理预处理1.1 筛网过滤:通过筛网过滤,可以有效去除污水中的大颗粒杂质,减少后续工艺设备的磨损。
1.2 沉砂池:沉砂池可以去除污水中的沙子、泥土等颗粒物质,减少后续工艺中的泥沙淤堵问题。
1.3 沉淀池:通过沉淀池的作用,可以去除污水中的悬浮物和悬浮沉淀物,提高后续生化处理的效果。
二、化学预处理2.1 调节PH值:通过调节污水的PH值,可以改善后续生化处理的效果,提高处理效率。
2.2 添加混凝剂:在污水中添加混凝剂可以凝聚悬浮物,方便后续的固液分离。
2.3 添加氧化剂:氧化剂的添加可以有效降解有机物质,提高后续生化处理的效果。
三、生物预处理3.1 活性污泥法:通过活性污泥法,可以有效去除污水中的有机物和氮磷等营养物质。
3.2 生物滤池:生物滤池是一种生物降解污水的技术,可以高效去除有机物和氨氮。
3.3 生物膜反应器:生物膜反应器结构简单,处理效果好,适用于中小型污水处理厂。
四、膜分离预处理4.1 超滤膜:超滤膜可以有效去除污水中的胶体、胶体颗粒和高分子有机物。
4.2 反渗透膜:反渗透膜可以去除污水中的离子、重金属等难降解物质。
4.3 微滤膜:微滤膜可以去除污水中的悬浮物、胶体和大分子有机物。
五、其他预处理技术5.1 离心沉降:离心沉降是一种高效的固液分离技术,可以去除污水中的悬浮物和沉淀物。
5.2 高效过滤:高效过滤技术可以去除污水中的微小颗粒和胶体,提高水质。
5.3 草坪滤池:草坪滤池是一种自然净化水体的技术,可以去除污水中的营养物质和有机物。
结论:污水处理预处理方案的选择应根据污水特性和处理要求进行合理设计,结合不同预处理技术,可以有效提高污水处理效率,减少对环境的影响。
希望本文的介绍能对污水处理工作有所帮助。
电化学预处理污泥的机制研究

污泥解 体 和生物 降解 的作 用 , 括机 械 破碎 、 声 波 包 超
破碎 、 氧 破 解 、 水 解 、 处理 和热 酸/ 处理 等 。 臭 热 酶 碱 电化学 预处 理是 一种 提高 污泥好 氧 消化 性 能 的新 思 路[,]该 技术 目前 在 国 内外 尚鲜 见 相 关 报 道 。笔 11 , 01 者通过 考察 电化学 预 处 理 前 后 污 泥 的性 质 变 化 , 探
(C S OD),t t l ir g n ( o a t o e TN) o a h s h r s( n ,t t l o p o u TP)a d a p n mmo i ir g n( n an t o e NH +一 N)o r te t d su g s sg fp e r a e l d e wa i—
原 来 的 2 2mg L 至 21 1mg L; 泥 固体 的热 稳 定 性 有 所 降 低 。污 泥 的 扫 描 电 镜 和 红 外 光 谱 分析 表 明 , 0 / 升 9 / 污 电化 学 预处 理 提 高 污 泥 好 氧 消 化 性 能 的 机 制在 于 其可 以破 解 污 泥 中的 微 生 物 细 胞 、 解 蛋 白 质 和 多糖 物 质 。 溶
t t f r s n&R s r ho n io me t l n ie rn o 。L d 。S a g a 2 0 3 ) ue o i De g ee c n E vr n na g n e ig C . t . h n h i 0 2 2 a E
Ab ta t sr c : Elc r c e c l t c n l g wa a p id t p e r a l d e b f r t e o i ie t n Re u t e t o h mia e h o o y s p l O r t e t s u g e o e is a r b c g s i . e d o sl s a t r ee to h mia r - r a — fe lc r c e c l p e te t
污泥分类及污泥处理技术方案

污泥分类及污泥处理技术方案污泥是指废水处理过程中产生的含有固体颗粒物、有机物和无机物
的混合物。
污泥的处理一直是废水处理领域中的重要环节,如何有效
分类和处理污泥成为了环境领域的研究热点。
本文将从污泥的分类及
处理技术方案等方面展开探讨。
首先,污泥可以根据其来源和性质进行分类。
根据来源可分为污水
处理厂污泥、工业废水厂污泥和农村污水处理厂污泥等;根据性质可
分为有机污泥、无机污泥和混合污泥等。
这些分类有助于我们更好地
选择合适的处理技术方案。
其次,针对不同类别的污泥,我们可以采取相应的处理技术方案。
对于有机污泥,可以采用厌氧消化、好氧消化、厌氧-好氧消化等生物
处理技术进行处理;对于无机污泥,可以采用焚烧、稳定化等物理化
学处理技术进行处理;对于混合污泥,则可以结合多种技术进行处理,如生物处理与物理化学处理相结合等。
此外,随着科技的不断进步,污泥处理技术也在不断创新。
例如,
利用超声波、微波等物理技术对污泥进行预处理,可以提高后续处理
效果;利用生物降解技术将污泥中的有机物转化为沼气、有机肥等资源,实现资源化利用;利用复合材料等新型材料对污泥进行固化处理,减少二次污染。
总的来说,对污泥进行分类及选择合适的处理技术方案是保障环境
质量和资源可持续利用的关键。
我们需要不断探索创新,寻找更加高
效、环保的污泥处理技术,为建设美丽中国贡献力量。
希望本文对您有所启发,谢谢阅读。
污泥处理技术方案

污泥处理技术方案引言污泥指的是在污水处理过程中产生的含有固体物质的混合物。
污泥的处理和处置是污水处理工程的重要环节,合理的污泥处理技术可以有效降低污染物排放,减少资源浪费。
本文将介绍几种常见的污泥处理技术方案。
1. 污泥的收集和预处理污泥的收集和预处理包括收集、沉淀、浓缩和脱水等步骤。
1.1 污泥的收集污泥的收集可以通过接管污水处理设施的排泥泵,将污泥输送到污泥收集罐中。
也可以直接使用机械设备将污泥从池底抽出。
1.2 污泥的沉淀沉淀是将污泥中的固体物质分离出来的过程。
常见的沉淀设备有沉淀池、沉淀池、离心机等。
通过沉淀,可以将部分污泥中的悬浮物去除。
1.3 污泥的浓缩浓缩是指将污泥中的固体物质含量提高的过程。
常见的浓缩设备有滤布压滤机、离心机、真空滤波机等。
通过浓缩,可以减少污泥的体积,降低后续处理的成本。
1.4 污泥的脱水脱水是指将浓缩后的污泥中的水分去除的过程。
常见的脱水设备有带式脱水机、压滤机、离心机等。
脱水的目的是减少污泥的湿度,便于后续处理和处置。
2. 污泥的处理和处置污泥的处理和处置包括热化处理、焚烧处置、堆肥等方法。
2.1 热化处理热化处理是指通过高温热解或热解焚烧等方法处理污泥。
这种方法可以将污泥中的有机物质分解为气体、液体和固体等物质,减少有机物的含量,降低对环境的影响。
2.2 焚烧处置焚烧是指将污泥燃烧成灰渣和烟气的过程。
这种方法可以有效地降低污泥的体积,减少污泥对环境的影响。
2.3 堆肥堆肥是指将污泥与其他有机物一起堆放,经过微生物分解而产生的肥料。
这种方法可以将污泥转化为可利用的资源,减少对环境的影响。
3. 污泥的再利用污泥经过处理和处置后,可以进行再利用。
3.1 土壤改良剂经过堆肥处理的污泥可以作为土壤改良剂,提高土壤肥力,改善土壤结构,促进植物的生长。
3.2 燃料经过热化处理后的污泥可以作为生物质燃料,用于发电或取暖。
3.3 建材经过焚烧处理后的污泥可以制备成砖块、砌块等建筑材料,用于建筑和工程。
污泥处理处置相关工艺及优缺点分析

工艺优点
1、可杀死部分病原菌和寄生虫卵效回收; 3、可降解污泥中35%~50%的挥发性固体,减少污泥干固体 量。
1、好氧发酵工艺能杀灭污泥中病原菌和杂草种子,达到无 害化; 2、好氧发酵工艺能降解污泥中大部分有机物,并且使污泥 的含水率降到40%,达到减量化; 3、好氧发酵后制成的肥料可应用于土地,达到资源化; 4、不需外加热源,运行成本相对较低。
理;
3
、污泥碳化产物性状复杂,需对其成分进行检测后选
择合适的利用途径。
35-60万元/吨
运行成本(以含水率80%计)
相关厂家
80-120元/吨
挪威Cambi公司 芬兰Envor Protech环能科技 有限公司 普拉克环保系统(北京)有限 公司 德国帕萨旺-洛蒂格环保设 备成套公司 中持水务股份有限公司 安阳艾尔旺新能源环境有限 公司 大连利浦环境能源工程技术 有限公司
好氧发酵是在有氧条件下,微生物通过吸收、氧化、分解等活
动,把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物,同时释放出
2
好氧发酵技 术
可供微生物生长活动所需的能量;而另一部分有机物则被合成为 新的细胞质,使微生物不断生长繁殖,产生出更多的生物体的过 程。污泥高温好氧发酵的产品称为堆肥,可以用作土壤改良剂和
有机肥料。目前污泥堆肥采用的主要工艺形式分为静态和动态两
德国INTEC公司 英国SwissCombi公司 维奥技术瓦巴格德国有限公 司 北京艺科天和环境工程技术 有限公司(德国Buss-SMSCanzler 公司) 天圣环保工程(成都)有限 公司
20-50元/吨
科技成果——城市污泥破壁预处理深度干化处理技术

科技成果——城市污泥破壁预处理深度干化处理技术适用范围适用于各领域各类别污水处理工序行业现状目前有采用添加化学固体粉末改性的污泥后经板框压滤机压滤,是脱水后污泥含水率在55-60%,框压滤机的脱水时间为3-5小时,滤板材料均为0.6-0.8MPa压缩空气或水,对污泥施压脱水。
但隔膜的使用寿命一般只有6个月左右,隔膜损坏后需更换整块滤板。
另添加的固体粉末量较大,增加了污泥中固体含量,降低了污泥中的有机含量、热值等;以加入FeCl3为例,导致干化的污泥产品难以进行焚烧处置。
成果简介该技术充分利用专利配方“物理介子”的特性,以物理反应的方式吸附污泥水分,并辅以高温快速干燥技术,使固液分离,解决污泥深层“胶体破壁”的瓶颈问题,能够把污泥的含水率由75-80%直接降至25%以下,最低可达含水率12%-15%,具有脱水效率极高的优点,“物理介子”可再生循环利用。
通过本技术处理后污泥含水率降低至25%以下,并以此为最终燃料产品。
关键技术通过添加高效特制菌种对80%污泥进行破壁预处理,然后充分利用专利配方的“物理介子”的特性,以物理反应的方式吸附污泥水分,解决污泥深层“胶体破壁”的瓶颈问题,特别针对污泥的“双性”水分吸附特征,利用生物反应破壁和物理吸附有效地把污泥固液分离,把含水率80%的污泥深度脱水至25%(亦可根据需要将污泥含水率直接进一步脱水至12-15%)。
是目前唯一的“无添加”污泥深度脱水技术。
主要技术指标不同干化工艺对比:按污泥被干燥的程度不同,将污泥干化后含水率不同暂称为全干化、半干化及半干稳定化。
全干化工艺将污泥的含水率降至10%以下,半干化工艺将污泥的含水率降至35%-40%左右,干化稳定为污泥含水率降至15%-30%。
应用情况本技术是以荷兰国家研究院TNO的世界最新技术为基础,广州新大结合中国实际情况对TNO技术进行实况改良、在中国落地,本项目在相关处理领域已申请多项专利如下。
(1)污水处理后污泥的处理系统,CN202865094U;(2)一种活性污泥处理混合干燥装置,201420654402.9(3)一种活性污泥处理废气除尘除臭系统,201420654421.1(4)一种活性污泥处理中间细粉循环干燥装置,201420654519.7。
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污泥预处理技术研究1 引言由于我国城市污水中碳源含量低,导致污水生物脱氮效果不理想,因此,需要外加碳源,这将大大增加污水处理的成本.污水生物处理过程产生的大量剩余污泥的处理处置已成为污水处理厂面临的另一难题.污泥的主要成分为有机物,其含量为60%~80%左右,而污泥预处理技术能够很好地实现污泥溶胞,促进污泥中有机物的释放,可以作为碳源补充强化生物脱氮.微波辐射技术作为热处理方式之一,具有加热均匀、升温速度快、易于操控、节能高效等优点,逐步受到重视并应用于污泥预处理.越来越多的研究表明,微波预处理能有效实现污泥溶胞,释放出污泥中的EPS和微生物细胞中的蛋白质、多糖等有机物.本课题组前期开展了大量常温常压下微波及其组合工艺污泥预处理研究,结果表明,优化后的微波-过氧化氢-碱(以下简写为MW-H2O2-OH)预处理工艺比微波其他组合工艺具有更好的污泥破壁溶胞效果,能够使污泥释放大量溶解性有机物.尽管污泥破解后释放了大量的溶解性有机物,但其中也包含一些大分子、难降解有机物,这些物质较难被生物脱氮过程中的微生物利用.易生物降解COD(Readily Biodegradable Chemical Oxygen Dem and ,RBCOD)的含量是影响生物脱氮除磷效果的重要因素之一,课题组前期的研究工作表明,经过MW-H2O2-OH预处理后,污泥释放的易生物降解底物(Readily Biodegradable Substances,Ss)少于SCOD的30%,总可生物降解底物仅占SCOD的46%,这导致只有一部分COD用于生物脱氮,碳源可利用性低.水解酸化过程可以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,小分子物质进一步转化为挥发性脂肪酸,从而增加溶解性有机物与易生物降解有机物的比例.污泥水解酸化过程产生的大量溶解性有机物(SCOD)与挥发性脂肪酸(VFAs),可以为生物反硝化脱氮提供碳源.同时,外加水解酶,如淀粉酶、蛋白酶等,不仅可以促进污泥中的悬浮固体溶解和大分子有机物降解,强化污泥水解,缩短污泥水解时间,改善污泥性能,还对环境无二次污染,经济高效,易控制.因此,为了有效提高微波预处理污泥释放的溶解性有机物碳源的可利用性,本研究将MW-H2O2-OH预处理与污泥水解酸化技术结合,并通过外加蛋白酶、淀粉酶强化污泥水解,以进一步缩短污泥水解酸化时间,提高释放的溶解性有机物中易降解组分含量.同时,通过考察MW-H2O2-OH预处理及中性蛋白酶和中温α-淀粉酶添加对污泥水解酸化的影响,明确酶强化污泥水解酸化的效果及其污泥上清液中有机物的变化与组成特征,进而优化微波预处理后污泥的水解酸化条件,以期为后续的污泥高效资源化利用奠定基础.2 材料与方法2.1 试验装置微波设备采用自主研制的微波反应器JWFY-1T(定制于巨龙微波能设备有限公司),频率为2450 MHz,磁控管最大输出功率为1 kW,可进行无级调节,最高温度为100 ℃.反应器腔体最大容积25 L,配有搅拌装置和热电偶温度传感器.水解酸化试验采用全自动甲烷潜力测试系统AMPTSⅡ(Automatic Methane Potential Test System,Bioprocess Control),采用容积为0.65 L的玻璃反应器,反应器中放入0.4 L污泥混合液,反应器采用水浴恒温并配有搅拌装置,搅拌速度为80 r · min-1.2.2 试验方法剩余污泥取自北京清河污水处理厂,取回后静置浓缩并置于4 ℃保存.接种污泥为北京小红门污水处理厂中温(35 ℃)厌氧消化出泥.剩余污泥、接种污泥试验前过18目标准筛以除去大颗粒杂质.试验采用MW-H2O2-OH 预处理工艺,其操作条件如下:加入5 mol · L -1 NaOH 溶液,调节样品pH 至10,600 W 微波功率下,升温至80 ℃,然后按m(H2O2)/m(TS)=0.2加入30%的过氧化氢,继续升温至100 ℃,结束.剩余污泥经过MW-H2O2-OH 预处理后,按照I/S 为0.07的比例进行厌氧消化污泥接种,之后添加酶活为20×104 U · g -1的中性蛋白酶(江苏锐阳生物科技有限公司)和酶活为1×104 U · g -1的中温α-淀粉酶(江苏锐阳生物科技有限公司),中性蛋白酶的投加比例分别为0、30、60、120、180 mg · g -1(蛋白酶/TS),中温α-淀粉酶的投加比例分别为0、30、60、90、120、180 mg · g -1(淀粉酶/TS),以剩余污泥直接进行水解酸化作为对照组.根据已有相关研究结果,高温更利于污泥水解,可以得到较大产酸量,同时,两种酶的最适反应温度均在55 ℃左右,因此,采用55 ℃作为水解酸化温度.反应器中污泥混合液总量为0.4L ,取样时间设置为0、0.5、2、4、6、8、10、12、14、16、18 d.试验所用污泥的主要性质见表1.表1 试验所用污泥的主要性质2.3 分析方法TS 、VS 、氨氮、TN 、总磷(TP)按照标准方法测定;pH 采用pH 计测定;污泥经8000 r · min -1离心20 min 后,上清液过0.45 μm 或0.22 μm 醋酸纤维滤膜,滤液用来测定SCOD 、溶解性糖类、溶解性蛋白质、VFA 、氨氮、总氮、总磷.TCOD(污泥混合液总COD)和SCOD 采用DR2800HACH 分光光度计(HACH)测定;糖类、蛋白质分别采用Dubois 法和Lowry 法测定,标准物质分别为牛血清蛋白和D-葡萄糖(国药集团);C2~C5的VFA 组分(乙酸、丙酸、异丁酸、正丁酸、异戊酸、正戊酸)采用气相色谱(Agilent 6890N)进行测定,检测器为火焰离子化检测器FID(flameionization detector),色谱柱为HP-FFAP 毛细管柱(内径0.25 mm ,长25 m).为了测定VFA 组分,滤液要用2 mol · L -1 HCl 调pH 至2.0以下,然后转移到1.5 mL 的气相色谱进样瓶中.VFA 组分通过以下转换因子转换成COD 值:1.07 g · g -1(COD/乙酸)、1.51 g · g -1(COD/丙酸)、1.82 g · g -1(COD/正丁酸或异丁酸)、2.04 g · g -1(COD/正戊酸或异戊酸).总VFA 的含量按照各VFA 组分的加和计算得出.所有样品均测量2~3次,取平均值并给出标准偏差.3 结果与讨论3.1 MW-H2O2-OH 预处理及酶添加对污泥水解酸化过程中SCOD 的影响水解过程的初始产物为可溶性氨基酸、葡萄糖等有机物,可以用SCOD 表示,因此,水解程度的变化可以表示为SCOD 浓度的变化.从图 1可以看出,SCOD 浓度均呈现先增加后降低的变化规律.在图 1中,剩余污泥直接水解酸化为对照组,经过MW-H2O2-OH 预处理后进行水解酸化为预处理组.中性蛋白酶和中温α-淀粉酶的加入对预处理后污泥的水解有促进作用,在最初的0.5 d内各组的SCOD 均大幅度提高,在0.5 d 时达到最大,预处理组的SCOD 浓度比对照组提高了100.23%,不同蛋白酶投加组的SCOD 浓度比预处理组分别提高了34.95%、44.42%、67.31%、77.90%,不同淀粉酶投加组的SCOD 浓度比预处理组分别提高了30.21%、43.18%、52.31%、63.25%、75.42%.这主要是由于在外加酶催化和污泥水解的共同作用下,固相有机物,如蛋白质、糖类和脂肪等逐渐释放,由固相转移到液相,使SCOD 浓度升高.之后的3.5 d ,SCOD 浓度基本保持不变,波动不大,这说明污泥的水解主要发生在最初0.5 d 内,这与研究结果比较一致.由于外加酶本身是蛋白质,也可以贡献一部分SCOD ,但通过同样装置、温度及投加量等条件下的清水实验研究表明,经过0.5 d ,30、60、120、180 mg · g -1(蛋白酶/TS)组的SCOD 分别为850、1685、3300、4050 mg · L -1,扣除蛋白酶本身的SCOD ,投加不同蛋白酶相对于预处理组分别增加了3410、3415、3830、4020 mg · L -1的SCOD.同样的,30、60、90、120、180 mg · g -1(淀粉酶/TS)组的SCOD 分别为615、1305、2005、2675、3525 mg · L -1,扣除淀粉酶本身的SCOD ,投加不同淀粉酶相对于预处理组分别增加了3225、3685、3795、4095、4325 mg · L -1的SCOD.这进一步说明中性蛋白酶和中温α-淀粉酶的加入对预处理后污泥的水解有促进作用.从第4 d 开始,除了预处理组,其他各组的SCOD 浓度均呈现不同程度的下降.SCOD 浓度的升高或降低,主要取决于SCOD 的产生速率和消耗速率.如果产生速率大于消耗速率,则表现为SCOD 浓度的提高,反之,则为SCOD 浓度的下降.SCOD 浓度的降低主要是因为水解酸化产生的VFA 在厌氧环境中进一步分解产生CH4、CO2等.因此,第4 d 开始污泥可能开始大幅度的产生CH4、CO2等,消耗了SCOD ,SCOD 总量下降,意味着可以用于生物脱氮除磷的碳源变少了.因此,最佳水解酸化时间应该不大于4 d ,以达到在不改变碳源总量的基础上,增加溶解性有机物与易生物降解有机物比例的目的.图1 不同条件下SCOD 浓度随水解酸化时间的变化3.2 MW-H2O2-OH 预处理及酶添加对污泥水解酸化过程中总VFA 及其组分的影响从图 2可知,对照组和预处理组在18 d 的反应时间内,总VFA 浓度都是先增大后减小,对照组在第4 d 达到最大值(2136.19 mg · L -1),预处理组在第10 d 达到最大值(4616.59mg · L -1),比对照组提高了116.11%,这说明经过MW-H2O2-OH 预处理的污泥进行水解酸化能产生较多的VFA ,碳源可利用性提高,但水解时间被延长.在最初的4 d 内,对照组产生的VFA 浓度均高于预处理组.但在4 d 以后,预处理组产生的VFA 浓度均高于对照组.对照组于第12 d 结束水解酸化,而预处理组在第18 d 结束水解酸化.预处理组在最初的2 d ,总VFA 浓度变化不大,存在产酸滞后期(图 2),这可能是由于经过MW-H2O2-OH 预处理后污泥中残留了部分H2O2或预处理过程中产生的副产物,这些物质很有可能破坏了微生物细胞或者抑制了微生物的新陈代谢等,对水解酸化微生物产生了一定的毒害作用,抑制了初期污泥的水解酸化.同时,在图 4中也看到,预处理组在0.5~2 d 内的溶解性蛋白质浓度相对恒定,与VFA 情况相一致.经历了一段产酸滞后期之后,最初残留的过氧化氢或副产物产生的抑制被解除,水解酸化微生物活性恢复,溶解性蛋白质大量被消耗,开始大量产酸.图2 不同条件下总VFA浓度随水解酸化时间的变化过氧化氢对酶活性及微生物的代谢有一定的毒害作用.过氧化氢能够破坏生物体内的蛋白质、油脂、DNA组分等.外源性H2O2能够透过细胞膜迅速扩散,对细胞强加急性应激.H2O2也被用作遗传毒性试剂,通过产生羟基自由基接近DNA分子,破坏DNA链.暴露于氧化应激下的DNA会发生超过20种类型的碱基损伤及细胞膜透化和膜流动性的改变并诱发细胞死亡.有报道指出,仅1 μmol · L-1的胞内过氧化氢就能破坏胞内的DNA和特定的酶,如脱水酶.因此,过氧化氢可以用来抑制致病菌的生长.研究发现,除MW-100 ℃组,其余各组的MW与MW-H2O2的最终甲烷产量(mL · g-1,CH4/VS)相近,但MW-H2O2组厌氧消化过程有机物降解速率常数低于对照组和MW组.研究发现,微波与过氧化氢联合处理城市有机固体废物,虽然释放了大量溶解性有机物,却导致厌氧消化效率降低.经过微波-过氧化氢处理的实验组产气都显示出一个较长的滞后期,同时导致累积沼气产量降低,作者推测可能是因为微波-过氧化氢处理过程中残留的过氧化氢或者生成的副产物产生了毒性抑制作用,在开始阶段抑制了微生物活性.也可能是接种物没有充足的时间适应样品中残留的过氧化氢或者预处理过程中产生了能够抑制厌氧微生物的毒性物质,这有待深入研究.基于SCOD浓度,由3.1节得出最佳水解酸化时间应不大于4 d.在前4 d,各组的总VFA浓度均在增加,在4 d时达到最大,因此,基于总VFA浓度,最佳水解酸化时间为4 d.各组总VFA浓度均大体呈现先增加后降低的变化规律,这与Luo等(2013;2011)的研究结果相一致.中性蛋白酶在第4 d时各组的总VFA浓度大小依次为30 mg · g-1(蛋白酶/TS)组>60 mg · g-1(蛋白酶/TS)组>120 mg · g-1(蛋白酶/TS)组>180 mg · g-1(蛋白酶/TS).可以发现,随着酶投加量的增加,总VFA浓度在下降.在其他水解时间,也有类似的规律,说明蛋白酶投加量越大,越抑制水解酸化过程,最佳的蛋白酶投加量为30 mg · g-1(蛋白酶/TS)组,此时总VFA浓度为3373.39 mg · L-1,比单纯预处理组总VFA浓度1849.73 mg · L-1提高了82.37%.同样的,中温α-淀粉酶在第4 d时各组的总VFA浓度大小依次为90 mg · g-1(淀粉酶/TS)组>30mg · g-1(淀粉酶/TS)组≈60 mg · g-1(淀粉酶/TS)组>120 mg · g-1(淀粉酶/TS)组>180mg · g-1(淀粉酶/TS)组.可以发现,随着酶投加量的增加,总VFA浓度先增大后减小.在其他水解时间,也有类似的规律,说明随着淀粉酶投加量的增大,将先促进后抑制水解酸化过程,最佳的淀粉酶投加量为90 mg · g-1(淀粉酶/TS),此时总VFA浓度为3226.79 mg · L-1,比单纯预处理组总VFA浓度1849.73 mg · L-1提高了74.45%.然而,在第4 d时,30 mg · g-1(蛋白酶/TS)组的总VFA浓度比90 mg · g-1(淀粉酶/TS)组提高了4.54%.中性蛋白酶和中温α-淀粉酶的加入,解除了微波-过氧化氢-碱预处理导致的产酸滞后现象.同时,本研究发现高投加量组(180 mg · g-1(蛋白酶/TS)、180 mg · g-1(淀粉酶/TS))都出现了严重的水解酸化抑制现象,抑制原因有待进一步探索.不同种类的VFA对生物脱氮除磷效率会有不同的影响,将污泥的水解酸化产物用于外加碳源,不同VFA组分含量就变得十分重要.对照组、预处理组、30 mg · g-1(蛋白酶/TS)组和90mg · g -1(淀粉酶/TS)组的各VFA 组分含量随水解时间的变化如图 3所示.各组VFA 组分浓度均大体呈现先增加后降低的变化规律.对照组、30 mg · g -1(蛋白酶/TS)组、90 mg · g -1(淀粉酶/TS)组VFA 的主要组分均为乙酸、正丁酸、异戊酸,这与之前的研究结果相一致,但VFA 3种主要组分的排序稍有差异,其中,在第4 d 时3种主要VFA 组分分别占总VFA 的74.69%、84.76%、86.70%,乙酸占总VFA 比例分别为51.09%、46.53%、45.94%.预处理组VFA 的主要组分为乙酸、异戊酸、丙酸,这与之前的研究结果相一致,但VFA 3种主要组分的排序稍有差异,其中,在第4 d 时3种主要VFA 组分占总VFA 的77.92%,乙酸占总VFA 比例为47.89%.从图 3可知,对照组的水解酸化前期一直是乙酸、正丁酸主导,后期是异戊酸主导,同样的规律也出现在30mg · g -1(蛋白酶/TS)组和90 mg · g -1(淀粉酶/TS)组,而预处理组一直是乙酸主导.图3 不同条件下各VFA 组分浓度随水解酸化时间的变化3.3 MW-H2O2-OH 预处理及酶添加对污泥水解酸化过程中溶解性糖类和溶解性蛋白质的影响众所周知,蛋白质和糖类为污泥中两种主要组分,也是生成VFA 的主要基质.颗粒有机物的水解程度可以通过溶解性蛋白质和溶解性糖类的浓度间接表示出来.污泥水解过程中存在蛋白质(糖类)的溶出-水解过程:在外加蛋白酶(淀粉酶)催化和微生物自身水解酸化的共同作用下,不溶性大分子蛋白质(糖类)水解成溶解性的小分子多肽、二肽(多糖甚至单糖)等物质,同时污泥中的水解酸化菌也会分泌胞外酶,促使蛋白质(糖类)水解成溶解性的小分子多肽、二肽(多糖甚至单糖)等物质,初期蛋白质(糖类)的溶出过程占主导地位,表现为溶解性蛋白质(糖类)浓度的增加.之后随着酶活性的下降及溶解性蛋白质(糖类)的溶出速率减慢,可供释放的蛋白质(糖类)底物逐渐殆尽等,而溶解性蛋白质(糖类)的水解过程继续,最终促使溶解性蛋白质(糖类)浓度下降.从图 4a 可知,溶解性糖类浓度均大体呈现先增加后降低的变化规律.各组均在水解酸化初期的0.5 d 内,通过外加酶催化和污泥自身水解酸化的共同作用,水解产生了大量的溶解性糖类,尤其是180 mg · g -1(蛋白酶/TS)组、180 mg · g -1(淀粉酶/TS)组和90 mg · g -1(淀粉酶/TS)组.0.5 d 时,预处理组的溶解性糖类浓度比对照组提高了469.55%,30 mg · g -1(蛋白酶/TS)组、90 mg · g -1(淀粉酶/TS)组、180 mg · g -1(蛋白酶/TS)组和180 mg · g -1(淀粉酶/TS)组的溶解性糖类浓度比预处理组分别提高了23.37%、106.43%、257.14%、272.11%.之后随着酶活性的下降及溶解性糖类的溶出速率减慢,可供释放的糖类底物逐渐殆尽等,而溶解性糖类的水解酸化过程继续,最终促使溶解性糖类浓度下降,并基本在2 d 时达到动态平衡,稳定在1000~2000 mg · L -1.有文献报道,在55 ℃下,多糖在2 d 内可水解完全.从图 4b 可知,溶解性蛋白质浓度均呈现先增加后降低的变化规律.各组在水解酸化初期的0.5 d 内均通过外加酶催化和污泥水解酸化的共同作用,水解生成了大量的溶解性蛋白质.0.5 d时,预处理组的溶解性蛋白质浓度高于对照组461.65%.30 mg · g -1(蛋白酶/TS)组、90mg · g -1(淀粉酶/TS)组、180 mg · g -1(蛋白酶/TS)组和180 mg · g -1(淀粉酶/TS)组的溶解性蛋白质浓度分别高于预处理组16.83%、28.24%、55.95%、53.98%.30 mg · g -1(蛋白酶/TS)组和90 mg · g -1(淀粉酶/TS)组从0.5 d 开始,溶解性蛋白质的分解速率大于溶解性蛋白质的生成速率,表现为溶解性蛋白质浓度的下降,并最终稳定在2000 mg · L -1左右.但180 mg · g -1(蛋白酶/TS)组和180 mg · g -1(淀粉酶/TS)组在0.5~6 d 时溶解性蛋白质的浓度一直维持在较高的浓度(6000 mg · L -1左右,直至6 d 以后溶解性蛋白质浓度才大幅下降,并最终稳定在2000 mg · L -1左右.污泥水解、酸化、乙酸化、产甲烷是一个连续的过程,产生的中间产物连续经历各个阶段,即产即消,如果某一环节的中间产物大量积累将抑制其向下一步的转化.180mg · g -1(蛋白酶/TS)组和180 mg · g -1(淀粉酶/TS)组在水解酸化初期受到严重的抑制可能是由于在水解酸化初期,产生了大量的溶解性蛋白质,由于中间产物-溶解性蛋白质浓度较高,抑制了溶解性蛋白质下一步的水解酸化.图4 不同条件下溶解性糖类(a)、溶解性蛋白质(b)浓度随水解酸化时间的变化3.4 碳源组成特征污泥在水解酸化过程中溶出的有机物主要有蛋白质、糖类、脂类和VFA 等,其中,脂类的含量较小,所以本研究中未测定.根据文献报道,1 g 蛋白质(假定为(C4H6.1O1.2N)x)相当于1.5 gCOD ,1 g 糖类(假定为C6H12O6)相当于1.07 g COD.对照组、预处理组、酶最佳投加量组30 mg · g -1(蛋白酶/TS)组和90 mg · g -1(淀粉酶/TS)组的碳源组成随水解时间的变化如图 5所示.在0.5~4 d 内,随着水解酸化时间的延长,溶解性蛋白质所占的比例均在下降,总VFA 所占的比例均在提高,由3.1节可知,0.5~4 d 各组的SCOD 浓度基本不变,因此,达到了在不改变碳源总量的基础上增加溶解性有机物与易生物降解有机物比例的目的(图 5),其中第4 d ,相对于其他组,30 mg · g -1(蛋白酶/TS)组的总VFA 、溶解性蛋白质、溶解性糖类3类物质占SCOD 的比例最高(91.33%).图5 不同条件下碳源组成随水解酸化时间的变化(a.对照组,b.预处理组,c.30 mg · g-1(蛋白酶/TS)投加组,d.90 mg · g-1(淀粉酶/TS)投加组)3.5 营养物(氮、磷)释放情况氮磷伴随着有机物的溶出而释放,释放多少与污泥的水解酸化程度有关.从图 6可知,剩余污泥经过MW-H2O2-OH预处理后,TN浓度大幅度提高.不同处理组经过4 d的水解酸化后,NH4+-N、TN浓度均有所提高,尤其是氨氮浓度,这些氨氮主要来自于污泥水解酸化过程中蛋白质的分解,溶解性蛋白质水解为氨基酸继而产生氨氮.从图 4b看出,在0.5~4 d,确实有大量的溶解性蛋白质被水解.同时,不同处理组4 d时氨氮浓度大小排序为30 mg · g-1(蛋白酶/TS)组>90mg · g-1(淀粉酶/TS)组>对照组>预处理组,这与图 2中不同处理组的VFA产量大小排序相一致.碳源缺乏(一般COD/TN比在4~7之间)是污水生物脱氮过程存在的主要问题之一..水解酸化4 d 后,30 mg · g-1(蛋白酶/TS)组和90 mg · g-1(淀粉酶/TS)组污泥上清液中的COD/TN比分别为13.26、14.41,远高于对照组的COD/TN比(8.66)和市政污水的COD/TN比,可以作为外加碳源使用.对照组经过4 d的水解酸化后,污泥上清液中的TP浓度为128.4 mg · L-1,其他处理组经过4 d的水解酸化后,污泥上清液中的TP浓度为103.6~106.0 mg · L-1.TP浓度的差异主要是因为经过MW-H2O2-OH预处理后,溶液偏碱性,部分磷以沉淀形式出现,使得上清液中的TP浓度下降。