污水处理技术篇：怎样提高污泥水解速率-第2页-北极星水处理网

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3结果与分析

3.1SC对有机物溶出的影响

原污泥中的溶解性蛋白质和碳水化合物浓度较低(溶解性蛋白质73.0mg-L-1，溶解性碳水化合物14.2mg-L-1)，表明其中的有机物主要以固体状态存在，溶解性有机质的含量较低.空白对照组(不加酶也不加SC)反应4h后，污泥中的溶解性蛋白质和碳水化合物浓度分别增加至400.0和79.0mg-L-1.在水解酶的作用下，随着污泥胶团的解聚和胞外聚合物的水解，大量有机质由固相转移至液相，成为溶解性物质.

图1为蛋白酶和淀粉酶组实验(均投加酶0.06g-g-1)在不同SC投加量下(0、0.144、0.288、0.432、0.576、0.864g-g-1)，反应4h后污泥中蛋白质和碳水化合物浓度随SC投加量的变化情况.由图可知，只投加水解酶(不投加SC)时，溶解性蛋白质由原污泥的73.0mg-L-1分别增加至1250.0mg-L-1(蛋白酶组)和1407.0mg-L-1(淀粉酶组)，溶解性碳水化合物由原来的14.2mg-L-1分别增加至244.0mg-L-1(蛋白酶组)和194.0mg-L-1(淀粉酶组).污泥的主要成分是蛋白质，此研究中淀粉酶和蛋白酶促进污泥水解的效果差不多，其原因如下：

一方面，Pinnekamp(1989)指出，碳水化合物和蛋白质的可生物降解率分别为52.24%和39.70%，蛋白质的可生物降解性较差，其水解在污泥水解过程中是限速步骤.在较短的时间内，碳水化合物的水解效率高于蛋白质.另一方面，EPS中碳水化合物可能与蛋白质相结合，从而形成碳水化合物-碳水化合物、碳水化合物-蛋白质、蛋白质-蛋白质相结合的结构，破坏其中任何一种物质，与其相结合的另一物质也会随之溶解出来(Sesayetal.,.，2006).

投加SC后，溶出的有机物进一步提高，当SC投加量为0.432g-g-1时，溶解性蛋白质分别增加至2186.0mg-L-1(蛋白酶组)和2172.0mg-L-1(淀粉酶组)，溶解性碳水化合物分别增加至433.-L-1(蛋白酶组)和444.0mg-L-1(淀粉酶组).污泥是由许多不同的微生物包埋在聚合物组成的网络中形成的，这些聚合物就是EPS(罗琨等，2010)，其主要组成物是蛋白质和碳水化合物(Goeletal.,.，1998).EPS的网络结构主要是通过表面带负电荷的基团如COOH-、SO42-等与金属离子的结合保持其稳定性(Morgan-Sagastumeetal.,.，2005).SC是一种很强的阳离子络合剂，其能络合EPS中Ca2+、Mg2+等金属离子，从而破坏污泥絮体结构，进而促进蛋白质、碳水化合物和腐殖质等有机物的溶出，并转化为液相中可溶性有机物.

SC的投加量为0~0.432g-g-1时，溶解性蛋白质和碳水化合物的浓度不断增加，继续提高SC的投加量，其浓度仅有小幅度的上升.由此可知，SC投加量达到一定值后，再通过增加SC的投加量来促进污泥水解的作用并不明显.综合考虑处理效率和经济成本，本研究中SC的最佳投加剂量为0.432g-g-1.

3.2SC对水解酶活性的影响

污泥的水解速率主要取决于水解酶的活性，以及污泥中水解酶与底物的接触程度.污泥中原有的及投加的水解酶会被吸附、包埋于污泥基体中，从而降低了水解酶的活性.图2所示为不同SC投加量下，反应4h后水解酶活性的变化情况.在一定浓度范围内，随着SC的投加，水解酶活性不断提高，这可能是由于SC的投加促进了水解酶的释放，原来被束缚、隐藏于污泥基体中的水解酶活性得以表达.当SC投加量为0.432g-g-1时，污泥上清液中的蛋白酶活性由原来的2.25U-mL-1增加到4.30U-mL-1，而淀粉酶活性则由4.50U-mL-1增加到6.99U-mL-1.继续提高SC的投加量，蛋白酶的活性变化不大，而淀粉酶的活性呈小幅度的下降趋势(SC投加量为0.864g-g-1时，蛋白酶活性为4.20U-mL-1，淀粉酶活性下降到6.16U-mL-1).实验选用的蛋白酶最适pH值为7.0~7.8，淀粉酶最适pH值为5.5~7.5.SC是一种强碱弱酸盐，具有一定的缓冲能力，其溶液具有弱碱性.

原标题：【技术解析】怎样提高污泥水解速率

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