热碱解-水解预处理剩余污泥的效果研究

华南师范大学学报(自然科学版)JournalofSouthChinaNormalUniversity(NaturalScienceEdition)2019，51(1):42－48doi:10．6054/j．jscnun．2019008收稿日期:2018－03－03《华南师范大学学报(自然科学版)》网址:http:∥journal．scnu．edu．cn/n基金项目:广东省应用型科技研发专项基金项目(2016B020240005)*通信作者:胡勇有，教授，Email:ppyyhu@scut．edu．cn．热碱解－水解预处理剩余污泥的效果研究李哲，林嘉薇，胡勇有*(华南理工大学环境与能源学院∥工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室，广州510006)摘要:热碱解－水解联合工艺预处理剩余污泥，可以实现污泥快速破胞，释放污泥细胞中的有机物，促进水解过程物质的转化，也有利于回收剩余污泥中的碳源．基于此优点，本研究考察了温度、pH、反应时间对剩余污泥热碱解破胞效果的影响，以确定适宜的热碱解条件．比较了不同水力停留时间(HＲT=0～120h)下污泥水解过程中SCOD、挥发性脂肪酸(VFAs)、氮、磷、蛋白质和糖类的质量浓度的变化，分析了水解过程中物质的转化情况．结果表明:较高的pH(pH＞11．0)、较高的温度和延长反应时间均有利于提高污泥破胞效果．适宜的热碱解条件为:热碱解破胞温度为70℃、初始pH=11．0，反应时间1．0h．在该条件下，SCOD的质量浓度可超过10500mg/L，污泥溶胞率为44．0%．在水力停留时间为24h时，VFAs和SCOD的质量浓度分别高于2400mg/L和5800mg/L．研究发现热碱解－水解反应约120h达到平衡，此时蛋白质和糖类的质量浓度稳定在130mg/L和190mg/L左右，其中，氮、磷主要以NH+4－N和PO3－4形式存在．热碱解－水解联合工艺通过加速污泥破胞，释放胞内有机物，能显著促进污泥的水解，为剩余污泥热碱解－水解预处理的应用提供了技术支撑和理论依据．关键词:剩余污泥;热碱解;水解反应;挥发性脂肪酸;物质转化中图分类号:X703．1文献标志码:A文章编号:1000－5463(2019)01－0042－07TheEffectofPretreatmentofＲesidualSludgewithThermal－AlkalineCombinedwithHydrolysisProcessLIZhe，LINJiawei，HUYongyou*(SchoolofEnvironmentandEnergy∥MOEKeyLabofPollutionControlandEcosystemＲestorationinIndustryClusters，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China)Abstract:Thermal－alkalinecombinedwithhydrolysisprocess(TAHP)pretreatingresidualsludgecanrapidlya-chievesludgedisintegration，releaseorganicmatterfromresidualsludge，promotetheconversionofsubstancesinthehydrolysisprocess，andfacilitatetherecoveryofcarbonsourcefromresidualsludge．Inthisstudy，temperature，pHandreactiontime，astheinfluencefactorsinsludgedisintegration，wereinvestigatedtodeterminetheappropri-atethermal－alkalinepretreatmentconditions．TheconcentrationsofSCOD，volatilefattyacids(VFAs)，nitrogenandphosphorus，proteinandcarbohydratesduringTAHPunderdifferenthydraulicretentiontime(HＲT=0～120h)werecompared，andtheconversionofsubstancesinthehydrolysisprocesswasanalyzed．TheexperimentalresultsshowedthatthehigherpH(pH＞11．0)，highertemperatureandlongerreactiontimewerebeneficialtoin-creasingtheeffe