加碱预处理对致病微生物去除效果及动力学研究

中国环境科学2015，35(1)：196-203ChinaEnvironmenta1Science加碱预处理对致病微生物去除效果及动力学研究尹福斌，李子富，王冬泠，白晓凤(北京科技大学环境科学与工程系，北京100083)摘要：以不同总固体含量(Ts)(8％、10％、12％)的粪便污泥为研究对象，采用加碱技术对粪便污泥进行处理，探讨不同pH值(10、12)的碱预处理对4种指示性致病微生物(粪大肠杆菌、沙门氏菌、粪链球菌、蛔虫卵)的灭活效果并对致病微生物的去除过程进行动力学分析，同时通过分析预处理过程中粪便污泥pH值、SCOD和溶解性蛋白质的含量来表征碱预处理对粪便污泥水解的影响．结果表明，加碱预处理初始pH值分别为l0、l2时，预处理3d后各Ts粪便污泥中4种致病微生物均被完全去除，且Weibull动力学模型对微生物去除过程的描述优于一级动力学模型；pH值为1O时，粪便污泥SCOD增加了1．84～1．89倍，溶解性蛋白质增加了8．25～9．39倍；pH12时，粪便污泥SCOD值增加了1．90～1．97倍，溶解性蛋白质增加了8．62～9．89倍．关键词：碱预处理：致病微生物；动力学分析；厌氧消化；粪便污泥中图分类号：X703．5文献标识码：A文章编号：l000—6923(2015)010196—08Inactivationofpathogenicmicroorganismsbyalkalinepretreatmentandkineticanalysis．YINFu—bin，LIZi-fu，WANGDong—ling，BAIXiao—feng(DepartmentofCivilandEnvironmentalEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China)．ChinaEnvironmentalScience，2015，35(1)：196-203Abstract：ThealkalinepretreatmenteffectfordifferentTSoffaecalsludge(8％，10％，12％)toinactivethepathogens(fecalcoliforms，Salmonellaspp．，fecalstreptOCOCCUS，andhelmintheggs)anddisintegratethefaecalsludge(SCODandsolubleprotein)wasstudied．TheresultingmicrobialinactivationcurveswereeitherdescribedbytheWeibullorfirst—ordermodelandgoodnessfitoftwomodelswasinvestigated．TheresultsshowedthatwhenthepHwas10or12atthebeginning，fourkindsofpathogenswerecompletelyremovedafterthreedays，andtheWeibullmodelexhibiteddataofpathogeninactivationmoreeficientlythanthefirst—ordermode1．WhenthepHwas10，theSCODoffaecalsludgeincreased1．84～1．89times，solubleproteinincreased8．25~9．39times．WhenthepHwas12，theSCODoffaecalsludgeincreased1．90-1．97times．solubleproteinincreased8．62～9．89times．Keywords：alkalinepretreatment：pathogenicmicroorganisms：kineticanalysis；anaerobicdigestiomfaecalsludge厌氧消化技术由于能够在降解有机物的同时回收生物质能(沼气)，实现污泥处理的减量化、稳定化与资源化，因此在国内外有着广泛的应用【JJ．人粪便是污染源的同时也是一种资源，人粪便中也含有丰富的有机物和氮、磷、钾成分，可作为厌氧消化原料【3J．但是新鲜粪便含有多种肠道致病菌、寄生虫卵和病毒，是人类某些疾病的传播途径，发展中国家70％的疾病与粪便的生物性传染有关【4J，粪便只能经过无害化处理后作为肥料使用．根据我国《粪便无害化卫生标准》沼气发酵的无害化卫生要求：高温发酵(53±2)℃以上持续2d；寄生虫卵沉降率95％以上；粪大肠菌值10～10～MPN／gTS．美国环境保护署(USEPA)根据病原菌的含量，将土地利用的污泥产品分为A