污泥热水解过程中有机物变化规律.pdf

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1、轻工科技2012年4月LIGHTINDusTRYsc匝NcEATEcHN0LoGY化工与材料第4期(总第161期)污泥热水解过程中有机物变化规律苏艳(郑州大学化工与能源学院，河南郑州450001)【摘要】阐述了污泥热水解过程中有机物变化规律和热水解产物的应用，结果表明，污泥水解液可以为反硝化系统提供碳源等用途。【关键词】污泥；热水解；有机物；用途【中图分类号】X703【文献标识码】A【文章编号】2095—3518(2o12)04—33—021前言X100％。人类日常生活和生产都要产生大量废水，目前废水处理特别是城市废水处理的主流是活性

2、污泥法，利用微生物的新陈代3结果与讨论谢作用，对废水中的有机物进行降解或转化，最终使废水无害3．1含水率对污泥水解程度的影响化。微生物通过分解代谢和合成代谢，一方面去除了废水中的剩余污泥主要是由细菌、真菌、原生动物及后生动物组成，有机污染物，另一方面微生物自身得到了增殖，因此随着工业对于混合污泥(初沉污泥和剩余活性污泥)，还包括一些颗粒状生产和城市化的发展，工业废水与生活污水的排放量日益增蛋白质、粗纤维等。在受热时，微生物絮体解体，细胞壁破裂，细多，剩余活性污泥产出量也迅速增加。积累的大量污泥不仅占胞内容物释放出来，同时，释放出来的有

3、机物不断水解。为了研用土地，而且其中的有害成分如重金属、病原菌、寄生虫、有机究加水量对污泥水解程度的影响，试验中固定其他条件，调节污染物及臭气等，都成为影响城市环境卫生的一大公害，污泥鲜泥与加水质量之比(固液比)，水解污泥，结果如图1所示。的处置和资源化利用成为一项重要的课题。热水解是一种有效的污泥预处理技术。污泥经过热水解后，微生物絮体解体，微生物细胞破裂，细胞的有机质(如蛋白质、脂肪和碳水化合物)被释放出来并进一步水解，同时污泥的脱水性能也发生了变化。研究污泥热水解过程中有机物的变化规律，可以反映热水解处理的污泥的稳定程度和水解程

4、度，对于热水解产物的应用具有指导意义。图1不同含水率对污泥水解程度的影响实验发现，污泥经过热水解处理后，水解液体积增大，水解2实验材料及方法后泥渣颗粒变小，含水率低且易于脱水。这是由于热水解使污2．1主要仪器泥大部分有机物菌体细胞的破碎，胞外聚合物和胞内大分子有PHS一3C型酸度计；UV一9200紫外分光光度计；752分光机物水解为小分子有机物，降低了粘度。同时，热水解改变了污光度计(均系北京瑞利普光电器件厂生产)；其余为常规仪器。泥中水的分布，不可机械分离的间隙水、毛细水、细胞内部水减2．2样品来源及污泥水解方法少，可通过机械分离的

5、自由水分增多，从而改善了脱水性能。所用样品为洛阳市涧西污水处理厂提供的脱水污泥。脱水对不同固液比的污泥进行热水解实验发现，当固液比为污泥70g加入210mL水，采用聚四氟乙烯高压消解罐170~C1／0．5时，滤液浓，滤渣颜色发灰，水解不彻底，随着水量加大，水解60min，离心分离得到水解液和泥渣。滤液和滤渣颜色接近棕色，同时污泥消减率增大。这可能是由2．3污泥水解产物成分的测定于水量的增加对污泥中其他有机物和无机物的降解有较大的(1)总氮：过硫酸钾氧化紫外比色法；促进作用。当固液比高于1／1．5，水解液过浓，难过滤，为实验方(2)蛋白

6、氮：考马斯亮蓝比色法f；便，本实验采固液比为1／3。(3)有机质：重铬酸钾容量法回；3．2温度对水解程度的影响(4)还原糖：3，5一二硝基水杨酸比色法；为了分析温度对水解程度的影响，采用固定水解时间和固(5)总糖：3，5一二硝基水杨酸比色法翻；液比，考察了不同温度下污泥热水解时污泥消减率和液相总氮(6)污泥消减率：重量法；的变化，结果如图2所示。污泥消减率的计算方法为：{(干污泥一干泥渣)／干污泥}由图中可以看出，温度对污泥的水解程度的影响比较大，【作者简介】苏艳(1978一)，女，辽宁铁岭人，郑州大学化工与能源学院在职研究生，洛阳理

7、工学院讲师，从事环境工程方面的研究。33随着温度升高，污泥的消减率呈增大趋势，水解温度高于表1污泥热水解产物中有机组分的含量150％，污泥消减率增大程度减缓，当水解温度高于170~2，污泥消减率变化不大。随着污泥的消减，污泥中有机物溶化并水解，悬浮固体中的有机物(蛋白质、碳水化合物及脂肪)转移到^ll鲁=6l，&暑液相，因此污泥的总N浓度会增大，液相总氮含量变化表现了∞：2：窨=：帖加与污泥消减率相同的趋势。4结论根据实验提供数据，污泥水解产物用途如下：(1)污泥水解液作为反硝化系统的碳源碳是微生物生长的主要营养元素，碳源不足加剧了厌

8、氧区反硝化菌和聚磷菌的竞争矛盾，需要说明的是在有硝态氮存在图2不同温度下污泥的热水解程度的条件下，反硝化菌的竞争能力远远大于聚磷菌，聚磷菌的释同时在实验中还观察到，11O℃水解的污泥颗粒较大，脱水磷活动受到抑制，使得A0