解偶联代谢污泥减量机理及其新工艺

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1、INDUSTRIALWATER＆WASTEWATER工业用水与废水Vol．43No．1Feb.，2012解偶联代谢污泥减量机理及其新工艺高丽英，汤兵（广东工业大学环境科学与工程学院，广州510006）摘要：根据解偶联代谢的不同途径，将解偶联污泥减量工艺分为添加解偶联剂的活性污泥工艺、好氧－沉淀－厌氧（OSA）工艺、高S0／X0比活性污泥工艺3种，介绍了不同的解偶联工艺的原理及其优势与不足，指出了解偶联污泥减量工艺未来研究方向和应用前景。关键词：解偶联代谢；污泥减量；机理；工艺中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：%1009－2455（2012）01－0

2、006－05PrincipleofsludgereductionbyuncouplingmetabolismandnewtechnologythereofGAOLi-ying，TANGBing（FacultyofEnvironmentalScienceandEngineering,GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006,China）Abstract：Accordingtothedifferentpathways,thetechnologyofuncouplingmetabolismforsludgeredu

3、c-tionwasdividedintothreetypes:activatedsludgeprocessaddedwithuncoupler,oxic-sedimentation-anaerobic(OSA)processandhighS0／X0ratioactivatedsludgeprocess.Theprinciple,advantagesanddisadvantagesoftheuncouplingtechnologywereintroduced;besides,theresearchdirectionandapplicationprospectofu

4、ncouplingmetabolismprocessforsludgereductionwerepointedoutatthesametime.Keywords：uncouplingmetabolism;sludgereduction;principle;process活性污泥法是目前城市污水处理厂应用最为广化和磷酸化的偶联。其中氧化是底物脱氢或失电子泛的污水生物处理技术之一［1］的过程，而磷酸化是指二磷酸腺苷（ADP）与磷酸，它具有基建投资费用少，处理效果好的优点，但它存在一个最大的弊［3］（Pi）合成三磷酸腺苷（ATP）的过程。在正常生理端———运行过程中产

5、生大量的剩余污泥。而现有的条件下，氧化和磷酸化紧密地偶联。剩余污泥的处理与处置方法多为：卫生填埋、污泥作为不同体系的氧化和磷酸化是如何偶联在一焚烧、污泥干化和热处理等［2］起的，英国生物化学家Mitchell于1961年提出的，这些方法存在占用大量土地资源、投资运行费用高、管理复杂，易造化学渗透学认为［3－5］＋泵，电：电子传递链是一个H成二次污染等问题。因此，在污水处理过程中，寻子传递的结果是将H＋从线粒体内膜基质泵到膜外求减少或不产生剩余污泥的工艺，即“源头”污泥减液体中，由于H＋不能自由透过线粒体内膜，于是量化工艺势在必行。“源头”污泥减量工艺，重点在在线

6、粒体内膜两侧形成跨膜H＋浓度梯度，即产生于在保证污水处理效果的前提下，减少污泥的产生电位差，从而推动H＋穿过ATP合成酶返回基质，量。在这一点上，解偶联污泥减量化工艺显示了突并将电化学梯度蕴藏的能量转移至ATP中，形成出的优势。因此，本文将通过微生物代谢的偶联机ATP，这就是氧化与磷酸化的偶联。制，阐述解偶联代谢的机理以及不同机制下的各种而“解偶联代谢”则是指在一定条件下，①有解解偶联工艺及其应用前景。偶联剂存在［6］；②温度不适宜或有限制性基质存1解偶联代谢机理在；③底物过剩；④微生物处于调整适应期等情况微生物的代谢偶联是指微生物代谢过程中，氧下，引起能量的泄

7、漏以及维持能量的消耗增加，使·6·高丽英，汤兵：解偶联代谢污泥减量机理及其新工艺得氧化和磷酸化过程脱偶联，有机物的氧化分解正污泥沉降性能及污水处理效率，以克服原有工艺的常进行，而由于能量的过度耗散不足以驱动ATP缺点，从而使得添加解偶联剂的活性污泥法的实际的合成，从而阻断新细胞的形成，从根本上减少污工程应用成为可能。泥的产生量。2．1低溶解氧解偶联剂活性污泥工艺可以看出，解偶联代谢具有在完成底物氧化分解偶联剂作用下的活性污泥工艺，明显地增大解的前提下，明显降低微生物的生长速率的优点，溶解氧的消耗，这不仅增大了污水的处理成本，而在工程实际中表现为：在保证污水处理效

8、果的同且高溶解氧的运行方