cao2對污泥厭氧消化性能的影響
摘要：近年來，污泥厭氧消化得到了廣泛關注，一方面能夠實現污泥的減量化，另一方面又能得到有價值的消化產品。
由于水解過程是限制厭氧反應的重要步驟，因此利用cao2強化污泥厭氧消化中水解和酸化過程。結果表明，適量的cao2的投加量能夠顯著促進污泥的水解和酸化過程，但對甲烷化有抑制作用。當cao2投加量為0.2g/g(污泥以揮發(fā)性懸浮固體(vss)計)時，揮發(fā)性脂肪酸(vfa)的最大積累量為253.6mg/g，但cao2對vfa的組成影響不大。
關鍵詞：污泥，cao2，厭氧消化，水解，酸化，甲烷化
ph做為基本的污水指標，勢必成為供求的熱點，這對廣大的e-1312 ph電極制造商，比如美國broadleyjames來說是個重大利好。美國broadleyjames做為老牌的e-1312 ph電極制造商，必將為中國的環(huán)保事業(yè)帶來可觀的經濟效益。我們美國broadleyjames生產的e-1312 ph電極經久耐用，質量可靠，測試準確，廣泛應用于各級環(huán)保污水監(jiān)測以及污水處理過程。
活性污泥法是目前生活污水處理廠中應用*泛的污水處理方法，該方法具有投資低、處理效率高等優(yōu)點。但是該工藝會產生大量的剩余污泥，剩余污泥中含有有毒有害物質，若處置不當會造成環(huán)境的二次污染。另一方面，剩余污泥中含有大量的蛋白質和碳水化合物，是一種可利用資源。污泥厭氧消化技術可以很好地處置污泥，實現污泥的減量化、無害化和資源化[1]。
厭氧消化過程主要包括水解、酸化和甲烷化3個主要步驟[2]。水解過程是限制污泥厭氧消化的主要步驟，原因在于污泥外包裹的微生物胞外聚合物(eps)和細胞壁阻止了該步驟中微生物胞內物質的釋放，使得揮發(fā)性脂肪酸(vfa)、氫氣和甲烷等的產量很低。
yuan等[3]研究發(fā)現，ph=10的堿性條件可以強化污泥水解反應，使得vfa大量積累。li等[4]報道，1.8mg/l游離亞硝酸(fna)能夠有效地破解eps和細胞壁。yan等[5]應用超聲技術很好地實現了污泥減量和vfa積累。zheng等[6]發(fā)現，堿性消化反應過程中的主要微生物為水解細菌和酸化細菌。cao2是一種白色或淡黃色的固體，具有高能過氧化共價鍵。cao2能夠在水化介質中緩慢釋放氧氣，同時生產強氧化性物質h2o2和堿性物質ca(oh)2。
在水處理中，cao2生產h2o2和ca(oh)2的速率比較容易控制，因此投放cao2比直接投放h2o2效率更高。目前，cao2已經成功應用到地下水的處理，用于氧化分解難降解物質[7]。然而，將其用來處理污泥尚未見文獻報道，因此本研究探究了cao2對污泥厭氧消化性能的影響。
1材料與方法
1.1實驗材料實驗中所用污泥取自海口某污水處理廠，污泥取回后在實驗室4℃冰箱內沉淀24h。沉淀后污泥基本性質如下：ph=6.8±0.1，總懸浮固體(tss)=(12130±256)mg/l，揮發(fā)性懸浮固體(vss)=(9815±240)mg/l，總蛋白質=(8412±125)mg/l，總糖=(1542±82)mg/l。
cao2純度≥98%。
1.2污泥厭氧消化反應
在5個相同的600ml厭氧反應器中加入500ml污泥，cao2投加量分別為0、0.1、0.2、0.3、0.4g/g(污泥以vss計，下同)。當投加完污泥和cao2后，充氮氣10min以排出厭氧反應器內的空氣，保證厭氧環(huán)境。厭氧反應器內置攪拌器，轉速控制為150r/min，初始ph控制為7.0±0.1，溫度為25℃，反應時間為15d。
1.3分析方法
溶解性化學需氧量(scod)采用重鉻酸鉀法測定，氨氮采用納氏試劑比色法測定，tss和vss采用重量法測定。vfa和甲烷的分析采用氣相色譜法[8-9]，其中vfa以cod計，甲烷以標準狀況下的體積計。總蛋白質和總糖的分析分別以牛血清蛋白和葡萄糖作為標準物，以cod計[10]。溶解性總蛋白質和溶解性總糖過濾后測定。
2結果與討論
2.1cao2對scod的影響
scod的變化能夠反映水解程度的大小。圖1為不同cao2投加量下scod的變化。cao2投加量為0g/g時，scod隨反應時間的延長而緩慢增長。在相同反應時間條件下，scod隨cao2投加量的增加而急速上升，反應時間為3d時scod出現最大值，而后趨于穩(wěn)定，故而圖1中只給出了0～8d的數據。
由此可見，cao2能夠強化污泥的水解過程，使得消化液中scod的含量增加，反應時間為3d時水解達到平衡。