剩余污泥嗜熱酶溶解預(yù)處理的效果研究及其資源化.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)生大量的剩余污泥，新生剩余污泥的減量化及資源化的研究成為國際新趨勢。與目前國內(nèi)外主要使用的超聲波、臭氧氧化、氯氧化、熱水解、熱堿處理等污泥減量技術(shù)相比，基于微生物隱性生長的生物嗜熱酶溶解(S—TE)技術(shù)更經(jīng)濟(jì)高效、安全、易于運(yùn)行和控制，而且投資、運(yùn)行成本和效果都比較理想，結(jié)合后續(xù)工藝不僅可以實(shí)現(xiàn)污泥的“零排放”，還可實(shí)現(xiàn)氮磷回收和產(chǎn)氣資源化，應(yīng)用前景良好。

2、 本研究從土壤中篩選分離出1株嗜熱菌AT07—1，并對其形態(tài)特征和生理生化性質(zhì)進(jìn)行了初步鑒定。試驗(yàn)結(jié)果表明，AT07—1菌株能分泌胞外蛋白酶和淀粉酶，生長適宜溫度在45—70℃之間，生長適宜pH為5.5—8.5，最適生長溫度為65℃，經(jīng)鑒定為BacillusthermophilicbacteriaAT07—1(FJ231108)，具有較好的污泥溶解效果，適合作為S—TE污泥溶解的接種菌。 將嗜熱菌AT07—1培養(yǎng)液接種到不

3、同濃度(TSS約為7.5、14.5、20.5g·L-1)的剩余污泥中，于65℃進(jìn)行嗜熱菌溶解試驗(yàn)，并與未接種試驗(yàn)進(jìn)行對比，并對VSS的溶解進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析。研究結(jié)果表明，S—TE污泥溶解存在2種反應(yīng)(酶催化反應(yīng)和熱水解反應(yīng))和2個(gè)過程。嗜熱菌胞外酶(主要是蛋白酶和淀粉酶)首先解聚污泥膠團(tuán)，然后溶解細(xì)菌細(xì)胞壁，水解胞內(nèi)有機(jī)物質(zhì)．接種嗜熱菌AT07—1促進(jìn)了污泥中懸浮固體的溶解。60h時(shí)接種試驗(yàn)VSS的溶解率分別為61.41％、53.79％

4、、41.86％，比不接種試驗(yàn)同期分別提高了27.57％、25.24％、16.26％．FSS溶解率在接種和未接種條件下相差微小，TSS溶解減量取決于VSS和FSS的組成比例。試驗(yàn)條件下VSS溶解過程在初始階段(t=3d)符合一級反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，接種后溶解速率常數(shù)Kd顯著提高，從0.12d-1、0.08d-1、0.09d-1分別增加到0.27d-1、0.24d-1、0.13d-1。 本研究探討了在65℃、微曝氣條件下S—TE預(yù)處理

5、對剩余污泥溶解和污泥中各種營養(yǎng)成分變化的影響。將BacillusthermophilicbacteriaAT07—1培養(yǎng)液接種到兩種不同濃度(TSS分別為14、21g·L-1)的剩余污泥中，并與未接種試驗(yàn)進(jìn)行對比．結(jié)果表明，接種嗜熱菌AT07—1比不接種促進(jìn)了污泥中懸浮固體的溶解；微曝氣接種條件下溶解性COD(SCOD)和揮發(fā)性脂肪酸(VFA)得到最大累積，最大累積量SCOD分別為8222mg/L、11265mg/L；VFA分別為428

6、5mg/L、5578mg/L，這有利于厭氧消化產(chǎn)氣；污泥溶解產(chǎn)生的蛋白質(zhì)被蛋白酶快速水解，蛋白質(zhì)濃度先升高后降低；總糖濃度總體呈現(xiàn)先升高后降低；pH先升高后略微降低。 本研究還探討了應(yīng)用S—TE技術(shù)預(yù)處理剩余污泥，接種產(chǎn)氫菌(Enterococcussp．LG1)和未接種產(chǎn)氫菌兩種狀況下，污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫效果，并與相應(yīng)溫度(65℃)熱預(yù)處理污泥的發(fā)酵產(chǎn)氫效果進(jìn)行對比。結(jié)果表明，經(jīng)S—TE預(yù)處理的污泥在未接種外在產(chǎn)氫菌時(shí)，產(chǎn)氫效