硫酸根自由基对污泥的预处理范文

本站小编为你精心准备了硫酸根自由基对污泥的预处理参考范文，愿这些范文能点燃您思维的火花，激发您的写作灵感。欢迎深入阅读并收藏。

《大连工业大学学报》2014年第四期

1参数与测定方法

采用重量法测定污泥的破解率，采用重铬酸钾法测定SCOD［8］，采用微波消解钼酸铵分光光度法测定TP浓度［9］，采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定TN浓度［9］，采用水杨酸－次氯酸盐光度法测定NH＋4－N质量浓度，采用苯酚－硫酸法测定多糖质量浓度，采用考马斯亮蓝染色法测定蛋白质质量浓度。

2结果与讨论

2．1过硫酸钾投加量对污泥破解效果的影响微波功率400W、微波时间120s、ρ（SS）＝7112mg／L，每克SS的K2S2O8投加量从0增加到0．4g，测试不同K2S2O8投加量对污泥破解率的影响，结果如图1所示。由图1可知，随着K2S2O8投加量的增加，污泥破解率呈上升趋势。这是因为随着K2S2O8投加量的增加，产生的硫酸根自由基（SO－4•）的量也随之增加，其氧化效果也随之增强，使污泥中的微生物细胞结构更充分地被破坏，污泥破解得更充分，去除效果更明显。虽然增加过硫酸钾的投加量能更有效地破解污泥，但是过多的过硫酸钾会产生大量的硫酸盐，对以后的厌氧消化反应起到抑制作用。

2．2微波功率对污泥破解效果的影响微波时间为90s、每克SS中K2S2O8投加量0．3g、ρ（SS）＝8790mg／L、微波功率由80W增加到800W测试不同微波功率对污泥破解效果的影响，实验结果如图2所示。由图2可知，随着微波功率的增加，污泥破解率呈上升趋势。功率的增加，能加速过硫酸钾分解出硫酸根自由基，增强氧化能力，更充分地破坏污泥中微生物的细胞结构，加速污泥的破解。虽然增大功率能使污泥破解率增大，但微波功率过大，耗能也随之增大，会增加反应的运行成本；微波功率过小，反应不完全，不能充分破解污泥。本研究采用的方法是通过过硫酸钾对污泥进行处理，是化学破解方法，对污泥细胞的氧化能力较强，微波功率在600W的条件下反应效果最好［10］。

2．3微波时间对污泥破解效果的影响微波功率为400W、每克SS中K2S2O8投加量0．3g、ρ（SS）＝8790mg／L、微波时间由30s增加到180s，测试不同的微波时间对污泥破解效果的影响。SCOD是污泥特性的一个重要指标［11］，直接反映污泥的破解程度。实验结果如图3所示。由图3可知，随着微波时间的增加，SCOD总体变化先是呈上升趋势接着逐渐趋缓。微波时间在60s的时候SCOD出现了明显的变化，微滤时间120s时，SCOD质量浓度是原泥的3．5倍。微滤处理120s后，随着微波时间的变长，SCOD也趋于平缓，再增加时间污泥破解程度不明显。

2．4预处理后污泥上清液的参数变化微波功率为400W、每克SS中K2S2O8投加量0．3g、ρ（SS）＝8790mg／L条件下测试预处理后的污泥上清液中总磷、TN、NH＋4－N、多糖以及蛋白质质量浓度随微波时间的变化情况。

2．4．1总磷质量浓度的变化污泥一般是由胞外聚合物、细菌细胞、金属阳离子以及有机与无机颗粒组成的聚集体，其密度一般为1．002～1．006g／cm3，易于沉降。污泥总磷的含量是污泥资源化的常规指标之一，反映了污水生化处理过程对水中磷的去除能力的大小［11］。实验结果如图4所示。由图4可知，预处理破坏了胞外聚合物和细胞结构［12］，使污泥微生物细胞中原来不溶性的有机物从胞内释放出来，成为可溶性物质［13］。微波时间越大，污泥破解得越多，由于污泥的破解，会释放一些含磷有机物［14］，进而磷的浓度也随之变大，在微波时间180s时总磷的质量浓度比原泥增加了1．73倍。

2．4．2TN、NH＋4－N质量浓度的变化由图5可知，污泥微生物里的一些含氮有机物，在硫酸根自由基的作用下，随着污泥的破解，会释放到上清液中，使上清液中TN质量浓度增大，由56．95mg／L增加到91．26mg／L。硫酸根自由基具有强氧化性，会进一步将有机氮化氧化矿化成无机氮即NH＋4－N，所以氨氮的质量浓度呈上升趋势。

2．4．3蛋白质、多糖质量浓度的变化污泥中大多数蛋白质、多糖存在于微生物细胞中，EPS主要是由蛋白质和多糖组成，除此之外还有微量的核酸和腐殖质等［15］。实验的重点就是破碎细胞壁膜以释放出蛋白质、多糖［16］。由图6可知，蛋白质质量浓度由26．34mg／L增加到58．56mg／L，多糖质量浓度由13．65mg／L增加到44．11mg／L。上清液中蛋白质和多糖的质量浓度升高，是由于随着时间的增加，更多的污泥微生物细胞被破解，会释放出更多的蛋白质、多糖，对其后续的厌氧消化起着积极作用，加快厌氧消化速率。

3结论

增加K2S2O8投加量、微波时间以及微波功率，促进了污泥的破解，污泥的破解率呈上升趋势。当每克SS中K2S2O8投加量为0．3g、微波时间为120s、微波功率为400W时，污泥的破解率达到17．85％。在氧化剂的作用下，污泥中微生物的细胞结构被破坏，胞内的一些有机物被释放到污泥上清液中，使处理前的SCOD质量浓度由226．4mg／L提高到796．1mg／L，使TN质量浓度比处理前增加了60．24％；微生物胞外聚合物被分解，细胞瓦解，胞内物质释放到污泥溶液中，使蛋白质质量浓度由处理前的26．34mg／L增加到处理后的58．56mg／L，多糖质量浓度由13．65mg／L增加到44．11mg／L。

作者：于林孙德栋任晶晶王玲玲董晓丽马春单位：大连工业大学轻工与化学工程学院