污泥好氧消化处理的若干问题探讨_尹军

述评与讨论污泥好氧消化处理的若干问题探讨尹军1,刘韬2,宋显东3(1.吉林建筑工程学院环境工程系,吉林长春130021;2.枣庄市城市垃圾处理中心,山东枣庄277103;3.沈阳市排水泵站管理所,辽宁沈阳110032)摘要:在污泥好氧消化处理的试验研究基础上,对选用TTC—脱氢酶活性参数的科学性与实用性、污泥好氧消化处理的效能、污泥好氧消化的动力学分析以及污泥好氧消化的活性参数及相关性问题,进行了若干理论与技术方面的分析与探讨。关键词:剩余污泥;好氧消化;动力学分析;活性参数中图分类号:X703.1文献标识码:B文章编号:1000-4602(2001)08-0023-03污泥好氧消化处理实际上是活性污泥法的继续,其工作原理是污泥中微生物有机体的内源代谢过程。微生物内源代谢的概念是1956年在美国曼哈顿大学召开的废水生物处理学术讨论会上提出并确定下来的。将内源代谢原理应用到废水污泥处理中的研究工作,主要起始于20世纪60年代。剩余污泥好氧消化具有稳定和灭菌的双重作用,而且具有投资少、运行管理方便、最终产物无臭以及上清液中BOD浓度较低(10mg/L以下)等优点。随着污泥好氧消化研究的不断深入,使得这一实用技术进一步得到充实与完善,而且出现了一些新的工艺方法。美国、日本、加拿大等发达国家都有不少中、小型污水厂相继采用好氧消化处理剩余污泥,据资料介绍,加拿大的某省就有20个小型污水厂利用好氧法处理污泥;特别值得提出的是,丹麦全国有40%的污泥采用好氧消化法进行稳定处理。1TTC—脱氢酶活性参数在研究剩余污泥好氧消化性能方面,国内外学者以往一般采用的活性参数为挥发性悬浮固体(VSS)、活性细菌数目(ABN)以及氧摄取速率(OUR)等。近年来,在描述剩余污泥好氧消化降解性能方面,Novak等采用了比氧摄取速率(SOUR)参数;Kr-ishnamoorthy等在比较了几种活性参数后,认为H2S是一个可靠的指标;Reddie等和Warelan等采用氧化还原电位(ORP)作为活性参数,认为ORP与好氧消化中的氧、氨氮水平相关,而且ORP可以用来解释好氧消化中金属铜的快速溶解问题。在生物化学分析技术方面,Bomio等在间歇式高温污泥好氧消化过程中,检测与分析了消化污泥中的几种胞外酶的活性,如溶粉酶活性、脂肪酶活性、纤维素酶活性以及溶菌酶活性。笔者在前人工作基础上,不但采用了VSS、ABN、OUR(SOUR)等活性参数,而且首次选用了TTC—脱氢酶活性(TTC—DHA)这一生化活性参数来描述和探讨污泥好氧消化的降解性能及其变化规律,因为与其他活性参数相比,它具有很多优越性。由于剩余污泥好氧消化的实质是生物污泥内微生物有机体的内源代谢,即细胞原生质在有氧条件下的生物氧化作用,这一作用的发生均由酶催化,其中脱氢酶是起关键性作用的酶类。因此污泥好氧消化过程中的脱氢酶活性高低直接关系到污泥VSS的去除效果。所以,选用TTC—DHA作为研究污泥好氧消化过程的活性参数,易于阐明或描述VSS的好氧消化降解规律及其去除效果,能够反映出污泥内源代谢的生化本质问题。从分析测定的可靠性和操作上的可行性方面看,TTC—DHA优于VSS、ABN、OUR、ORP、胞外酶活性等参数。因为测定VSS和ABN要花费大量人力和物力,测定OUR、ORP以及胞外酶活性受多种环境因素干扰,而采用改进后的TTC—还原法(该法已申请专利)测定消化·23·中国给水排水2001Vol.17CHINAWATER&WASTEWATERNo.8污泥的TTC—DHA,则方便、准确、快速(一般50min出结果),因此该法实用性好[1、2]。2污泥好氧消化处理的效能笔者曾采用两种不同来源的剩余污泥进行好氧消化处理研究,一种是城市污水处理厂的污泥,另一种是煤气站废水处理厂的污泥。通过前者主要探讨对不同初始浓度的污泥进行好氧消化处理的可行性,通过后者则主要研究不同温度对污泥好氧消化的影响及其液相有关指标的变化情况。城市污水厂的污泥其初始固体浓度在10197～20299mg/L范围内的4组对比试验(30℃、消化24d)表明,污泥中VSS去除率可达到52.65%～64.17%,VSS的去除量可达到174.33～282.50mg/(L·d)。在整个去除过程中,发现所有样品中的VSS大都是在前10～15d去除的,当好氧消化进行到15d时(30℃),4组污泥样品的VSS去除率都达45%～50%左右。而在此之后,每提高VSS去除率的1%,都需要较前一好氧消化阶段延长相当长的好氧消化时间,这样无论从基建投资和运行费用上来讲都不甚经济。因此,对污泥好氧消化来说,一般将VSS去除率定在45%～50%左右是经济合适的[3]。在污泥好氧消化中,还发现TTC—DHA与VSS、OUR与VSS的降解历时曲线形状十分相似,这既预示着它们之间