酸-堿預處理促進剩余污泥厭氧消化的研究
摘要：為提高剩余污泥的厭氧消化效率,投加酸和堿對污泥進行預處理,對比分析了不同預處理方式(單獨堿處理、酸-堿處理和堿-酸處理)對污泥水解酸化的影響,并研究了各種預處理方式對后續厭氧消化產甲烷效率的影響。結果表明,單獨堿處理的溶解性化學需氧量(SCOD)溶出量比酸堿聯合處理要大16%左右,預處理第8d,達到5406.1mg·L-1.采用先酸(pH4.0,4d)后堿(pH10.0,4d)預處理,在污泥水解酸化過程中,乙酸產量及其占總短鏈脂肪酸(SCFAs)的質量分數均高于其他預處理方式,其乙酸產量(以COD/VSS計)可達到74.4mg·g-1,占總SCFAs的60.5%。酸-堿預處理后污泥混合液的C∶N比值為25左右,C∶P比值在35~40之間,這比單獨堿處理和堿-酸處理后的C∶N和C∶P比值更有利于后續厭氧消化。通過對比研究發現,酸-堿預處理后,厭氧消化到第15d,酸-堿預處理污泥的累積甲烷產量(CH4/VSS加入)達到136.1mL·g-1,分別是空白對照、堿-酸預處理和單獨堿預處理方式的2.5、1.7和1.6倍,厭氧消化效率最高。經過8d酸-堿預處理和15d的厭氧消化,揮發性懸浮固體(VSS)總去除率達到60.9%,污泥減量效果比其他預處理要好。很顯然,酸-堿預處理方式更有利于污泥厭氧消化及污泥減量化。
關鍵詞：剩余污泥，酸-堿預處理，厭氧消化，甲烷，污泥減量化
污水生物處理過程中會產生大量剩余污泥，其數量約為污水處理量的0.3%-0.5%（以含水率97%計）。目前我國城鎮污水處理廠每年排放的污泥年增長率＞10%，以城鎮污水處理率達到60%估算，則將產生污泥量（以干重計）840萬t。厭氧消化是污泥處理常用的減容、穩定工藝，具有能耗低、污泥穩定性好、產生生物能源沼氣等優點，但污泥固體的生物可降解性低，處理周期比較長，沼氣產率低。許多研究表明污泥厭氧消化過程中，污泥的水解是限速步驟。如果采用適當的預處理措施，破壞細胞壁使有機質融出，可改變污泥中有機物的可利用性，增強其生物可降解性，提高污泥厭氧消化的效率。
熱、化學、熱-堿、超聲波等多種預處理方法，都可促進污泥水解酸化，有利于后續厭氧消化，從而提高污泥的消化效率。其中，采用投堿預處理簡單易行，在污泥中加堿能將污泥固體物質分解為可溶性物質，將碳水化合物和蛋白質水解成較小分子量的物質。研究表明，利用堿預處理可提高復雜廢物厭氧消化效率。
目前，國內外關于酸和堿聯合預處理促進剩余污泥厭氧消化的報道還比較少，預處理對剩余污泥厭氧消化促進的原因的研究分析并不多。本研究通過試驗比較了污泥單獨堿處理、酸-堿處理和堿-酸處理的水解酸化效果，以及預處理對污泥厭氧消化和減量化的影響，以期為剩余污泥高效厭氧消化處理提供理論依據。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
如果需要了解更加詳細的內容，請點擊下載 
201402071128212153.rar
下載該附件請登錄，如果還不是本網會員，請先注冊
