城镇污水处理厂污泥稳定化处理产物转化机理及可利用价值揭示

北极星环保网来源:给水排水梅晓洁2018/11/27 9:16:19我要投稿

所属行业: 水处理关键词：污水处理污泥稳定化污泥处理

在明晰了各类荧光峰所代表的物质之后，结合图3可知：

（1）在进泥和热水解出泥中，样品中的荧光物质主要为蛋白质类和富里酸类物质，热水解后富里酸荧光峰（B1）增强，说明热水解也是富里酸的合成过程。

（2）在消化出泥和脱水沼渣中，类蛋白荧光峰（峰A）消失，类富里酸荧光峰发生偏移（峰B1→峰B2），同时出现类胡敏酸荧光峰（峰C），说明在厌氧消化过程，类蛋白物质被降解，类富里酸物质逐渐转化、聚合成类相对分子质量更大、更复杂和更稳定的胡敏酸物质；结合前述化学分析，再次证实了厌氧消化过程不仅是简单有机物（蛋白质）降解的过程，也是复杂、稳定的大分子有机物（胡敏酸）合成的过程。

（3）在脱水滤液中，荧光物质（峰B3）主要为腐殖化中间产物。

荧光复杂指数可表征物料中类蛋白物质和类腐殖酸物质的相对含量，将蛋白质的减量和腐殖酸的增量耦合在一起。从表1计算结果来看，采用热水解的厂蛋白质降解较彻底，产物中蛋白质含量低于100 mg/gVS、腐殖酸含量高于150 mg/gVS（增量大于60 mg/gVS），如A4～A6和A8，CI指数均在5.0以上；

而未采用热水解的厂蛋白质降解不彻底，腐殖酸增量不明显（增量20~50 mg/gVS），如A1～A3，产物的CI指数增幅也不大；餐厨废弃物协同处理，但未采用热水解则蛋白质降解不彻底，腐殖酸无增量（如A9），CI指数几乎不变。

此外，值得注意的是，A7虽然采用了热水解工艺，腐殖酸也增量了33 mg/gVS，但产物的CI指数仍很低（CI=1.0），分析发现，A7的进泥有机物含量在所有厂中最低，仅为40.3%。由此可见，用厌氧消化工艺处理有机物含量低的市政污泥，处理效率较低，稳定化程度有限。

为分析厌氧消化过程CI指数的变化规律，以A4为例，测定各采样点的CI指数绘于图3f。分析可知，热水解前后，CI指数变化不大；厌氧消化后，CI指数显著增加（CI=7.45），板框脱水后，液态腐殖酸随脱水液带走，CI指数降至5.36。这与化学分析和荧光分析结果相吻合，也进一步证实了CI指数受物料中蛋白质含量和腐殖酸含量的双重影响，将物质的降解与合成耦合在一起，可作为厌氧消化稳定化程度的判定标准之一。

3好氧发酵处理产物特征及转化机理研究

3.1好氧发酵处理产物特征分析

7座好氧发酵厂的进泥泥质和最终发酵产物的性质见表2。由表2可知，各厂的有机物降解率差异较大，这主要是由于好氧发酵过程加入大量辅料，如蘑菇渣、稻壳、木屑等，造成发酵产物的有机物含量高于进泥，也说明采用有机物降解率≥50%来衡量好氧发酵产物的稳定化是不合适的。

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从蛋白质的减量来看，好氧发酵过程蛋白质的减量明显高于厌氧消化，且产物中蛋白质的残余量也更低，产物中的蛋白质含量均低于50mg/gVS；再看多糖的降解，由于辅料的主要成分是多糖（纤维素类物质），所以产物中多糖的减量不明显，甚至比进泥还高，这也是好氧发酵有机物降解率存在缺陷的根本原因所在。

同样的，试验结果显示好氧发酵同样作为稳定化方式，不仅是有机物的降解过程，也是有机质的合成过程。除厂B2和B3外，好氧发酵后腐殖酸均有显著增加，且产物中的腐殖酸含量均高于200 mg/gVS。而厂B2和B3，因进泥有机物含量较低，低于40%，且添加了大量辅料以维持一定的碳氮比，发酵过程辅料释放有机物（以多糖的形式），导致发酵产物的有机物含量高于进泥，腐殖酸的相对含量也下降了。

3.2产物转化机理解析

为分析好氧发酵产物的转化机理，以厂B4为例，其污泥处理工艺规模600 t/d，采用蘑菇渣作辅料，混合比例为回料∶原泥∶辅料=2∶1∶02，一次仓发酵14 d，二次仓发酵20 d，共计34 d（冬季），部分发酵产物再陈化1个月。表3为各采样点物料中蛋白质、多糖和腐殖酸含量的变化。

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