酸堿-凍融聯(lián)合法對(duì)剩余污泥脫水性能的研究

高 彬劉 茜

（1陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 陜西西安 710075 2中國(guó)建筑西北設(shè)計(jì)研究院有限公司 陜西西安 710018）

引言

剩余活性污泥有機(jī)物含量高、顆粒細(xì)小、高度親水、并且污泥顆粒主要是由微生物通過胞外聚合物和金屬陽(yáng)離子等架橋而形成的復(fù)雜絮體，即菌膠團(tuán)[1]。因?yàn)榫z團(tuán)內(nèi)部存在大量結(jié)合水，表面有部分吸附水，造成剩余活性污泥的脫水性能較差。pH和溫度作為影響活性污泥微生態(tài)系統(tǒng)的主要物理因素[2]，能夠影響污水處理過程中活性污泥中微生物的種類、數(shù)量、代謝方式、代謝產(chǎn)物類型，以及活性污泥的沉降特性和沉降過程等。

本文的酸堿-凍融聯(lián)合調(diào)理污泥法是還處于探索階段的污泥處理方法，目前國(guó)內(nèi)外研究較少，具體的機(jī)理尚不清楚?？疾炖胮H對(duì)污泥細(xì)胞及EPS的破解加上凍融對(duì)污泥顆粒粒徑的影響是否更加有利于污泥脫水。

1 材料與方法

1.1 供試污泥

本研究以馬鞍山市第一污水處理廠二沉池回流活性污泥為研究對(duì)象。

1.2 污泥預(yù)處理

將污泥進(jìn)行沉淀濃縮 (使SS達(dá)10g/L左右)，得到原污泥(RS)，在800mL塑料瓶中加入pH已分別調(diào)至pH2、pH4、pH6、pH8、pH10、pH12。放入-4℃冷凍室冷凍48h。取出，在25℃的水浴中融解。靜置12h后，進(jìn)行測(cè)量。

2 結(jié)果與討論

2.1 試驗(yàn)現(xiàn)象

污泥冷凍過程與冰塊外形與Martel和Diener觀察的現(xiàn)象基本一致，但污泥冰點(diǎn)下降，污泥顆粒粒徑發(fā)生變化。原污泥在冷凍24h后就已完全冰凍，但聯(lián)合處理過程中發(fā)現(xiàn)，冷凍24h污泥中心尚有未凍結(jié)污泥，故本次試驗(yàn)冷凍時(shí)間改為48h；由于污泥在冷凍前就已進(jìn)行酸堿處理，所以污泥顆粒形態(tài)及粒徑已經(jīng)發(fā)生變化，高pH處理污泥細(xì)胞已破解，溶解性物質(zhì)溶出，COD增高。凍融后，低pH污泥從小的懸浮顆粒變?yōu)樾螤詈痛笮∪缈Х劝愕牧铑w粒，而高pH污泥顆粒只有小范圍結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，并且上清液褐變顏色未褪去。

2.2 聯(lián)合法對(duì)污泥絮體結(jié)構(gòu)的影響

分析解凍后pH變化，其中pH7.34為原污泥冷凍48h。與酸堿處理污泥相似，EPS中的蛋白質(zhì)，糖類以及細(xì)胞污泥都具有緩沖能了，污泥pH都有中性化的趨勢(shì)，但與酸堿處理不同的是pH12的緩沖趨勢(shì)依然很強(qiáng)，甚至高于pH6與pH8處理的污泥?？赡苁怯捎谖勰嘣诩?xì)胞尚未破解完全時(shí)，冰凍阻礙了污泥繼續(xù)破解，使得部分細(xì)胞及EPS保留。

SCOD和DDCOD的變化趨勢(shì)相同。pH=2，4，6，8，10的污泥在經(jīng)過48h冷凍后，其SCOD含量均低于原污泥的210.67mg/L，pH=12時(shí)經(jīng)過48h冷凍后，污泥SCOD含量快速升高至614.97mg/L。這一結(jié)果說明，與原污泥冷凍48h后相比，酸堿處理后再凍融的污泥，其SCOD含量不升反降，只有溶胞效果最好的pH=12的堿處理在凍融處理后，SCOD含量有較大幅度的升高。但對(duì)污泥進(jìn)行pH=12的純堿處理時(shí)，污泥SCOD含量增至1378.65mg/L，這一數(shù)值是聯(lián)合處理后SCOD最高值的兩倍，所以聯(lián)合處理在強(qiáng)堿以外環(huán)境中可能對(duì)污泥的SCOD釋放有阻礙作用。

污泥經(jīng)過酸堿處理后，其污泥絮體結(jié)構(gòu)和污泥微生物細(xì)胞均受到不同程度破壞，釋放出大量的溶解性固體。溶解性鹽對(duì)污泥凝固點(diǎn)的巨大影響。而且溶解性鹽的含量對(duì)污泥的冷凍時(shí)間和融化時(shí)間也有著一定影響，溶解性鹽對(duì)凍融時(shí)間的影響將能在很大程度上影響到經(jīng)過處理后污泥的性質(zhì)。所以，隨著污泥中溶解性鹽含量的逐漸增加，污泥的冷凍時(shí)間先降低后上升，而溶解時(shí)間則是呈下降趨勢(shì)，據(jù)此，造成了污泥冷凍24h未能完全冰凍。

所有污泥樣品都有顯著的聚集結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，顆粒粒徑均有不同程度的增大。在冷凍時(shí)間相同的條件下，pH=12的污泥破解效果最好，污泥絮體結(jié)構(gòu)基本看不出來。從污泥形態(tài)變化上，可以看出凍融和酸堿處理單獨(dú)作用時(shí)對(duì)污泥性質(zhì)的影響，在聯(lián)合處理中仍能清楚地觀察到。

2.3 聯(lián)合法對(duì)污泥泥餅含固率的影響

除原污泥外，污泥含固率隨pH增加而逐漸降低。由于污泥中EPS及細(xì)胞的部分破解，結(jié)合水溶出，污泥總量加少，造成含固率相應(yīng)減少。而污泥中顆粒物的減少，有助于提高污泥的脫水性能。

結(jié)語(yǔ)

（1）除pH12以外，酸堿-凍融聯(lián)合較之單獨(dú)酸堿處理不利于污泥EPS和細(xì)胞的分解。

（2）酸堿處理使污泥中生成部分溶解性鹽，污泥冰點(diǎn)下降，不利于污泥的冷凍。

（3）聯(lián)合處理后污泥顆粒粒徑明顯粗大化，有利于污泥的絮凝和脫水。