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剩余污泥水解酸化的影响因素研究

文档作者：骆燕萍1 冯臣2 文档来源： 1 中国市政工程中南设计研究院 2 武汉大学土木建筑工程学院		点击数：	更新时间： 2024年07月25日
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剩余污泥水解酸了匕的影响因素研究
骆燕萍1冯臣2
(1 中国市政工程中南设计研究院
2 武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430010)
摘要对污泥水解酸化的影响因素进行试验研究。
短；碱性条件更有利于提高污泥的水解酸化效果。
关键词剩余污泥水解酸化混合方式
中图分类号：X703 文献标识码：A
结果表明：中温条件更有利于污泥水解酸化．且酸化所需要的时问更
文章编号：1 672-9064(201 0)03--0064-02
在我国城市．污水厂进水碳源的缺乏较为明显．在生产
中可以明确观察到这种缺乏⋯。若将剩余污泥水解酸化处
理．不仅可以为脱氮除磷T艺提供有机碳源．还可大大减少
剩余污泥的产量．具有很好的实际应用价值。而污泥水解酸
化的限速步骤是污泥的水解过程[“】。所以影响剩余污泥水
解酸化效率的因素主要是：污泥混合方式、反应温度、pH、固
体停留时间(或投配率)、污泥水解预处理等。本文根据实际
实验条件分别xff移L械混合装置下温度、pH值对污泥水解酸
化的影响进行试验研究．以期待为将剩余污泥水解酸化应用
于补充有机碳源的工程实践提供基础资料。
l‘材料与方法
1．1试验装置
试验装置均为直径lOOmm。高400nUTI．且有效容积为
2．75L的柱状有机玻璃反应器。从装置中的上。中。下3个取
田1水浴加热装置简图
样口进行取样．混合均匀后进行
测定。试验装置简图分别如下图
1所示。
1．2试验混合方法
．在机械混合装置中．由于搅
拌叶片机械力的剪切作用有利于
实现污泥颗粒的充分接触．同时
部分颗粒被破碎．从而使污泥颗
粒的胞外聚合物(ECP)可以溶出
来．因此产生的SCOD值较高，相
应产生的SCOD／TCOD值也较高．
因此本实验选用机械混合方式。
1．3试验污泥
试验用泥取自武汉市某啤酒厂压滤后的泥饼【引．试验时
先将贮存在恒温实验室的干污泥加水进行稀释．初测SS约
为209／L。
1．4试验方法
1．4．1温度比较试验
作者简介：骆燕萍(1973一)，女，本科学历，给水排水工程师。
2010．No．3．
在中温范围，35℃以下每降低10℃．细菌的活性和生长
速率就减少1／2ts『】。温度对产酸过程的影响不是很大．对产甲
烷过程则影响较大。且对高温操作条件和设备要求高．故本
试验在中、常温下进行。研究采用机械式混合．过程中不调节
pH(初始pH值为6．55)。利用水浴加热的方法来控制温度。
温度分别控制在：反应器A，t=25℃；反应器B，t=16℃；反应
器C，t=34℃。实验采用间歇式运行方式，3个有机玻璃反应
器．均一次性投加SS约289／L(VSS约9．59／L)的污泥进行厌
氧发酵20d，并对其SCOD。TCOD进行连续观测。
1．4．2 pH值比较试验
本组试验在常温(t=21℃)条件下，分别对pH=5．5，pH=
6．5，pH=7．5 3种pH条件下，进泥SS约为：18．49／L时探讨剩
余污泥水解酸化的情况。本组试验也是采用问歇式．一次投
料发酵20d．长期观测其SCOD的产值变化．以此来衡量其
水解酸化效果。pH采用长期调节方式，即用0．1moUL的HCI
溶液和NaOH溶液进行调节．每天调节1次。
1．5分析方法
采用国家标准方法测定TCOD、SCOD。
2结果与讨论
2．1 温度对污泥水解酸化的影响
TCOD的测定值如下表l所示。
表1不同温度条件下的TCOD值
SCOD的测定数据如下图2所示。从图2中可以看出：
当温度为34℃时(中温发酵)，SCOD的产值要远远大于
t=25和t=16℃(均为常温发酵)时的SCOD的产值。由此可
见．中温厌氧发酵更有利于有机物的分解和SCOD的形成．
且在第8天左右达到3214．8m异．Ct，可以接近最大值。从第13
天之后又稍有减少，到第19天减至2560．3me_／L。
当温度为16℃时．SCOD值从第2天的最大值约
万方数据 。
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时问，d
圈2不同温度下SCOD产值随时间变化
2479．7mgCL就开始减
少．直到第9天左右
达到最小值约
826．6mg／L．之后又稍
有增加．在第14天时
又到达一高峰值约
1 543mg／L。
温度为25℃时．
SCOD值从第2天的
2038．8ms／L开始下
降．到第7天时产值最小；随后在第8天时上升到最大值，之
后呈现出逐渐减少的趋势。直至第19天时。减至435．8malL。
温度对水解酸化细菌的影响主要通过对水解酸化酶活
性的影响而影响微生物生长速率与基质的代谢速率．因而与
有机物的降解速率和SCOD产率的变化关系密切．由于高温
操作费用高。过程稳定性差，对设备要求高。在实际应用中污
泥水解酸化一般是在中、常温条件下进行的。故本次实验主
要比较中温和常温条件对水解酸化的影响。
由于污泥是存放在室温条件下的恒温实验室内．污泥已
有部分进行了酸化、产甲烷化的反应，故投加初始时的
SCOD值较高。且不稳定，故在曲线上会有前期下降的曲线。
对本实验的结果分析．应取比较稳定的合理的曲线部分进行
分析．选择从第6天开始。从本实验可以看出：剩余污泥的水
解酸化，相对于常温而言，中温具有明显的水解酸化效果，在
第8天时．SCOD／TCOD=19．3％。与最大SCOD／TCOD值很接
近。常温25℃时，在第8天达到最大值，之后逐渐减少。常温
16℃时，在第14天出现最大SCOD产量。由此可见。中温(t_
34℃)条件可以在较短的时间(8d)内，获得较大的SCOD产
量：常温(t=25℃)获得的最大SCOD产量要比中温条件下小
得多，但SCOD到最大值所需的反应时间接近中温；常温(t=
16℃)却需要更长的反应时间(15d)．才能取得较好的SCOD
产量。且从曲线上看。常温条件下。t=25 oC时产生的最大
SCOD与t=16 oC时的最大SCOD比较接近。
2．2 pH值对污泥水解酸化的影响
测得的TCOD值为：8029．4mg／L。测得的SCOD在不同
pH值条件下随时间的变化如下图3所示。
由图3可知：当pH=5．5时，第5天时，SCOD产值得到最
大值330．6mg／L，之后逐渐减少。在第13天时，减至253．6mg，
L。当pH=6．5时，SCOD值在第6天达到最大值221．8mg／L，
之后逐渐减少，在第13天时，减少至127．1m玑。当pH=7．5
时，SCOD值从最开始的最大值2470．5mg／L逐渐减少。在第
10天时，达到最小值354mg／L。然后义呈增加的趋势．在第
譬
一
宜
售
量
圈3 pH值对SCOD产值的影响
13天时．达到次大值
660．4mg]L；当pH=5．5
时．最大的SCOD／
TCOD值为：4．1％．要
大于当pH=6．5时的
最大SCOD厂rcOD值
2．8％；而pH=7．5时的
2010．No．3．
SCOD产值要比其它2种pH条件下的SCOD产值大，且最
低SCOD／TCOD值为：4．4％，仍要比其它2种pH条件下的最
大SCOD肥OD值要大。
连续调节pH值。当pH=5．5和pH=6．5的最高SCOD产
值分别在第5天和第6天时出现，所需时间较短。而pH=7．5
时的SCOD则会呈降低的趋势．直至第10天以后义开始呈
上升趋势．然而其SCODfI'COD值要比其它2种条件下的值
大。此外，从其变化趋势来看，当pH=7．5时，在第13天左右
可能会有峰值出现．但所需的反应时间太长，成本费用较大。
由此可见。无论酸性或碱性条件．都有利于污泥水解酸化．且
SCOD产率比pH=6．5时要高。与有些文献中介绍的产酸发
酵最佳pH在5．5—6．5之间有些出入。原因可能是。偏酸或偏
碱的环境．会影响污泥的水解过程．可能是破坏了污泥的结
构．从而使污泥得到充分的裂解，减小污泥粒径。增加胞外水
解酶接触到基质的机会．从而使污泥的水解速率和效率得到
提高。当然，并不是一味的增加酸、碱强度，都使得水解速率
和效率提高，当酸、碱过强时，其对水解的阻碍作用会加大，
反而会降低污泥水解酸化的程度。由于本实验是在弱酸．弱
碱的条件下进行的．故会出现以上的实验结果，与文献资料
所述的有些出入．不足以对其作用机理作出全面的研究。
此外．从本实验中可以看出。虽然酸性、碱性都可以在一
定条件下促进污泥的水解酸化．碱性条件比酸性更有利于水
解酸化反应的进行．原因可能是因为酸性条件。一定程度上
影响了水解酸化反应的进行．因为酸化反应是产酸的．H+的
浓度的增加势必会对酸化反应造成影响。而碱性条件相反，
会使酸化反应产生的H+的分压．在适当的碱性条件下．一定
程度上会促进污泥水解酸化反应的进行。
3结论
(1)在其它条件相当的情况下。中温更有利于污泥水解
酸化。且反应最佳时间为8d；常温在25℃时，反应8d，也可以
得到较好的水解酸化效果：低温16℃时，要得到和温度为
25℃时相当的水解酸化效果．却要15d．在实际的污泥水解酸
化工艺中是很不经济的。所以在实际的污泥水解酸化1二艺
中．可以根据当地的城市污水的水质和经济条件。选择中温
或常温(25℃左右)条件作为发酵产酸的最优温度条件，反应
最佳时间8d。
(2)碱预处理有利于提高水解酸化的程度，即提高
SCOD的产率。甚至可以达到50％以上。
参考文献
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