MBR中污泥的内源消化性能及EPS转化特征解析

第49卷第3期2017年6月西安建筑科技大学学报(自然科学版)J．XianUniv．ofArch．&Tech．(NaturalScienceEdition)Vo1．49NO．3Jun．2017DOI：10．15986／j．1006—7930．2017．03．020MBR中污泥的内源消化性能及EPS转化特征解析胡以松，王晓昌，孙琪媛，杨媛(西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安710055)摘要：膜生物反应器(MBR)具有污泥产量少等众多优点，同时也存在着污泥沉降性能及脱水性能差、剩余污泥难于处理的问题．为此，采用2种生物技术(好氧消化和好氧／缺氧消化)处理MBR工艺剩余污泥，研究污泥的内源消化性能及胞外聚合物(EPS)的转化特征．结果表明：在常温条件下，好氧／缺氧消化20d时MLVSS降解率可达到5O，比好氧速率(SOUR)降低到1．5mgOz／gMLVSS·h以下，完全能够满足污泥稳定处理的要求，同时比好氧消化节约曝气能耗．EPS的组分化学分析发现污泥消化后EPS中蛋白质、多糖和DNA的含量明显增加，表明消化过程中活性污泥的裂解导致胞内物质的释放，促进了EPS含量的增加与转化．同时，红外光谱、三维荧光光谱及凝胶渗透色谱的分析结果认为，溶解性胞外聚合物(SEPS)与结合性胞外聚合物(BEPS)均以蛋白质、多糖、富里酸和腐植酸等组成，随着污泥的消化，BEPS增加且逐渐转化为SEPS，并导致类富里酸、类腐植酸等难降解有机物的积累和类蛋白质的降解；污泥消化前后SEPS分子量分布变化明显，呈现分子量减小的趋势，而BEPS分子量分布范围变化不大，主要表现为有机物浓度的显著增加．关键词：膜生物反应器；胞外聚合物；三维荧光光谱；污泥消化；分子量分布中图分类号：文献标志码：A文章编号：1006-7930(2017)03—0437—06VariationcharacteristicsofEPSandendogenousdigestionperformanceofsurplussludgefromMBRprocessHUYisong，WANGXiaochang，SUNQiyuan，YANGyuan(SchoolofEnvironmentalandMunicipalEngineering，XianUniv．ofArch．&Tech．，Xian710055，China)Abstract：MBRsshowmanyadvantagesoverconventionalactivatedsludgesystem，includinglessexcesssludgeproduction，butalsofacesomeproblems，suchashardtodisposeofthesurplussludgeduetoitspoorsettlinganddewateringability．Withthisinmind，twosludgetreatmenttechnologies，namelyaerobicdigestionreactorandaerobic／anoxicintermittentdigestionreactorwereappliedforthedigestionofsludgefromtheMBRsystemtoinvestigatetheperformanceofthebiologicaldigestionprocessesandEPSvariationcharacteristicsduringbatchtests．TheresultsindicatedMLVSSremova1efficiencycouldreach50andSOUR(specificoxygenutilizationrate)decreasedtobelow1．5mg／g．hafter20daysaerobic／anoxicdigestion，whichmeantthattheaerobic／anoxicdigestioncouldmeettherequirementofsludgestabilizationandsavemoreenergycostcomparedtoaerobicdigestion．ThroughchemicalanalysisofEPScomponentscontent，itwasfoundthatthecontentofproteins，polysaccharidesandDNAshowedsignificantincrease，indicatinglargeamountofbiomassdecayandthereleaseofcellularsubstancesaftersludgedigestion．Theinfraredspectroscopy