超聲波-缺氧-好氧消化過程中污泥EPS及酶活性變化研究.pdf

1、我們的研究表明,將超聲波預(yù)處理與缺氧／好氧消化銜接,應(yīng)用于污泥減量化處理是可行的。本論文對(duì)污泥超聲波-缺氧／好氧消化工藝的機(jī)理進(jìn)行了研究,重點(diǎn)分析了污泥胞外聚合物(EPS)、相應(yīng)溶出物、活菌數(shù)、酶活性的變化趨勢(shì),旨在為這項(xiàng)工藝的推廣應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。
　　 首先,通過均勻試驗(yàn)研究了超聲波預(yù)處理?xiàng)l件對(duì)污泥缺氧／好氧消化效果的影響,在低頻28kHz,確定了最佳超聲條件分別為:聲能密度0.1W／mL,處理時(shí)間15min,超聲處理間隔時(shí)

2、間12h。此時(shí),超聲污泥SS和VSS去除率分別達(dá)到37.97％和42.45％,較對(duì)照污泥分別高出10.5％和20.2％,表明超聲波對(duì)污泥消化效率有明顯的促進(jìn)作用。
　　 其次,通過生物化學(xué)研究分析了超聲波-缺氧／好氧消化過程中,消化污泥的EPS(多糖、蛋白質(zhì)、DNA和總量)和相應(yīng)溶出物的變化規(guī)律。結(jié)果表明,EPS指標(biāo)在10d的消化過程中呈現(xiàn)先增加后減少的變化趨勢(shì),其中蛋白質(zhì)、DNA以及總量的峰值均出現(xiàn)在第2d,而多糖的峰值出現(xiàn)在

3、第4d。消化0～6d,超聲污泥的EPS含量大于對(duì)照。污泥經(jīng)超聲破解后,溶出物濃度大幅度增加,超聲污泥的總?cè)艹鑫镒畲笾当瘸跏贾蹈叱?4.61mg·L-1,約為對(duì)照最大值所增加濃度的3.5倍,表明超聲波使EPS和胞內(nèi)有機(jī)物大量釋放到上清液中。超聲污泥和對(duì)照的多糖,蛋白質(zhì)以及DNA占總量的比例基本相同,表明超聲波促進(jìn)污泥缺氧／好氧消化不會(huì)引起各組分所占比例的改變。
　　 接著,研究了消化污泥酶活性(蛋白酶,脫氫酶)的變化趨勢(shì)。污泥的酶

4、活性隨消化天數(shù)增加呈現(xiàn)先增加后減小的變化趨勢(shì)。消化前5d,超聲污泥的蛋白酶活性大于對(duì)照。而脫氫酶活性變化趨勢(shì)不能用于表征超聲波對(duì)消化過程的促進(jìn)作用。
　　 最后,通過傅立葉紅外光譜研究了超聲污泥和對(duì)照污泥EPS的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,蛋白質(zhì)、多糖以及DNA是消化污泥EPS的主要成分,超聲波不會(huì)改變EPS中多糖、蛋白質(zhì)等有機(jī)物的結(jié)構(gòu)。
　　 EPS大量破解釋放和可溶性物質(zhì)增加,與蛋白酶活性提高和生物反應(yīng)速度加快的聯(lián)合作用,