剩余污泥水解酸化释放有机物的效果及影响因素研究

２１６给水排水Ｖｏｌ．３７增刊２０１１剩余污泥水解酸化释放有机物的效果及影响因素研究何作伟１，２程家迪２熊惠磊３王青３王慧３施汉昌３（１上海师范大学生命与环境科学学院，上海２００２３４；３浙江清华长三角研究院生态环境研究所，嘉兴３１４００６；３清华大学环境学院，北京１０００８４）摘要在常压、不调节ｐＨ条件下，探讨了不同温度和水力停留时间下城市污水处理厂剩余污泥在水解酸化过程中ＣＯＤＣｒ、挥发性有机酸（ｖｏｌａｔｉｌｅｆａｔｔｙａｃｉｄｓ，ＶＦＡ）和总氮（ＴＮ）的释放量和释放速度，同时考察了剩余污泥减量效果，在此基础上探讨了剩余污泥水解酸化释放有机物用于反硝化碳源和实现减量化的最优控制条件。结果表明：ＭＬＳＳ为３００００ｍｇ／Ｌ的污泥，５０℃下水解酸化２４ｈ，达到有机物的最佳释放效果，上清液ＣＯＤＣｒ浓度为８３４９ｍｇ／Ｌ，ＶＦＡ（以ＣＯＤＣｒ计）浓度为２４９０ｍｇ／Ｌ；总氮释放量相对较低，ＣＯＤＣｒ／ＴＮ为１０．３∶１。同时ＭＬＳＳ削减了２２．５％，较高效率地实现了剩余污泥减量。关键词剩余污泥水解酸化挥发性有机酸反硝化０前言随着城市化进程的加快，城市污水处理厂的规模日益增大，剩余污泥产生量越来越多，未来两年污泥产量将达到２７００万ｔ（以含水率８０％计）［１］，使污泥减量化和资源化的社会需求越来越高，成为国家“十二五”发展规划的重要内容。剩余污泥中含有大量有机物，水解酸化后可生成乙酸、丙酸，丁酸，戊酸等低分子挥发性脂肪酸（ｖｏｌａｔｉｌｅｆａｔｔｙａｃｉｄｓ，ＶＦＡ）［２］，是反硝化的良好碳源［３］，可节约反硝化区的外加碳源投加量。活性污泥在常规条件下很难实现有机物的快速国家水体污染控制与治理科技重大专项（２００８ＺＸ０７３１３－００３－０５－０４）。释放［４］，需通过提高温度［５］，调节ｐＨ［６］，超声预处理等方法［７］破坏稳态环境、加速污泥水解酸化。调节ｐＨ不仅消耗碱液、增加处理成本，而且容易影响后续反应的稳定性；超声只能作为污泥水解酸化的预处理；而提高温度是加速污泥水解酸化的最常用方法，具有无需化学试剂、易于控制、不影响后续利用等优势。提高温度的同时延长水力停留时间（ＨＲＴ），可进一步促进有机物的释放，因此温度与ＨＲＴ是影响污泥水解酸化时有机物释放的重要因素。作为反硝化碳源，污泥水解酸化应提高ＶＦＡ等易于被生物利用的小分子有机物的释放量，同时尽量降低总氮（ＴＮ）释放量，檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿在此前提下实现混合液砷区水砷筛查报告．中国地方病学杂志，２００５，２４（２）：１７２～１７５２黄鑫，高乃云，刘成，等．饮用水除砷工艺研究新进展．净水技术，２００７，２６（５）：３７～４１，７０３陈雪梅，胡峰平．含砷饮用水处理技术综述．江西化工，２００９，（４）：４２～４５４ＫａｉＺｈ，ＶｉｎｅｅｔＤ，ＣｈｕｎｙａｎＣｈ，ｅｔａｌ．Ｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅ／ｆｅｒｒｉｃｈｙ－ｄｒｏｘｉｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｆｏｒｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｒｓｅｎａｔｅｒｅｍｏｖａｌｆｒｏｍｄｒｉｎｋｉｎｇｗａｔｅｒ．ＪｏｆＨａｚａｒｄｏｕｓＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１０，１８２：１６２～１６８５ＬｏｒｅｎａＣｏｒｎｅｊｏ，ＨｕｇｏＬｉｅｎｑｕｅｏ，ＭａｒｌａＡｒｅｎａｓ，ｅｔａｌ．Ｉｎｆｉｅｌｄａｒ－ｓｅｎｉｃｒｅｍｏｖａｌｆｒｏｍｎａｔｕｒａｌｗａｔｅｒｂｙｚｅｒｏ－ｖａｌｅｎｔｉｒｏｎａｓｓｉｓｔｅｄｂｙｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎ．ＥｎｖｉｒｏｎｌＰｏｌｌｕ，２００８，１５６：８２７～８３１６ＨｕｉｊｉｅＺｈ，ＹｏｎｇｆｅｎｇＪ，ＸｉｎｇＷ，ｅｔａｌ．Ｒｅｍｏｖａｌｏｆａｒｓｅｎｉｃｆｒｏｍｗａｔｅｒｂｙｓｕｐｐｏｒｔｅｄｎａｎｏｚｅｒｏ－ｖａｌｅｎｔｉｒｏｎｏｎａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ．ＪｏｆＨａｚａｒｄｏｕｓＭａｔｅｒｉａｌｓ，２００９，１７２：１５９１～１５９６７ＳｕＣ，ＰｕｌｓＲＷ．Ａｒｓｅｎａｔｅａｎｄａｒｓｅｎｉｔｅｒｅｍｏｖａｌｂｙｚｅｒｏｖａｌｅｎｔｉ－ｒｏｎ：ｋｉｎｅｔｉｃｓ，ｒｅｄｏｘｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ａｎｄｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒｉｎｓｉｔｕｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ．ＥｎｖｉｒｏｎＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌ，２００１，３５（７）：１４８７～１４９２○通讯处：３０００５０天津市和平区大理道１号电话：（０２２）８４６５５４３４Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｈｒａｎ２＠１６３．ｃｏｍ收稿日期：２０１０－１２－１０给水排水Ｖｏｌ．３７增刊２０１１２１７悬浮固体浓度（ｍｉｘｅｄｌｉｑｕｏｒｓｕｓｐｅｎｄｅｄｓｏｌｉｄｓ，ＭＬＳＳ）的有效削减。本文在常压、不调节ｐＨ条件下，探讨了不同温度和水力停留时间下城市污水处理厂剩余污泥在水解酸化过程中Ｃ