1、概述
隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城市污水處理量快速增長，相應(yīng)地污泥產(chǎn)生量也急劇增加，污泥出路成為一大問題。剩余污泥產(chǎn)量大且成分復(fù)雜，含有大量有機物質(zhì)、病原體和重金屬。如不經(jīng)妥善處理，將剩余污泥直接投入周圍環(huán)境，必將帶來二次污染，對自然環(huán)境和人類健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響。厭氧消化是一種常用且高效的剩余污泥處理方法，但是，由于剩余污泥中有大量微生物細(xì)胞，使得污泥生物降解存在困難。水解是厭氧消化限速階段，因此提高污泥厭氧消化效率的關(guān)鍵就是使污泥中的微生物細(xì)胞壁(膜)破碎，提高水解速率，從而縮短厭氧消化周期。目前國內(nèi)外的許多學(xué)者探究出了一些物理、化學(xué)、生物的預(yù)處理方法來提高剩余污泥的脫水性能和穩(wěn)定化程度，使剩余污泥達(dá)到減量化、穩(wěn)定化和資源化。本文主要介紹了聯(lián)合預(yù)處理方法在剩余污泥處理的應(yīng)用。
2、預(yù)處理方法聯(lián)用
2.1 微波與H2O2聯(lián)用
微波或H2O2單獨作用時對微生物細(xì)胞均具有較強的處理效果，兩者聯(lián)合使用時微波還能促進(jìn)H2O2分解成OH-，從而增強H2O2的氧化能力。
王亞煒等在用微波-H2O2聯(lián)合作用處理污泥時，發(fā)現(xiàn)污泥溶解比例隨著污泥初始pH值的提高而增加?？低热嗽谖⒉ê虷2O2聯(lián)合使用實驗中發(fā)現(xiàn)當(dāng)污泥pH值為7.0，H2O2的投加量為3%，微波時間10min，微波功率600W時，污泥含水率可以降至71.4%；污泥SS和VSS去除率分別為35.1%和39.6%，釋放SCOD1284mg/L。
2.2 微波與堿聯(lián)用
微波與堿聯(lián)合預(yù)處理可以加快有機物的水解速率，可以使污泥細(xì)胞在短時間內(nèi)實現(xiàn)裂解，提高污泥的溶解性。
李學(xué)軍的實驗中將微波與堿聯(lián)合預(yù)處理分成了先堿后微波和先微波后堿，在pH為12時，堿處理120min和微波處理條件863W，處理2min后，先堿后微波預(yù)處理的SCOD/TCOD最大，達(dá)到了34.95%，而先微波后堿的效果最差，甚至不如堿和微波單獨處理的效果。但是微波與堿聯(lián)合預(yù)處理后，污泥的CST會明顯提高，對污泥的脫水性能不利。
2.3 超聲波與堿聯(lián)用
超聲波與堿聯(lián)合預(yù)處理的方式可以提高污泥的水解速率，會使污泥兩相厭氧消化中的VS去除率大大提高，大量有機物被去除，使污泥趨于穩(wěn)定化。
章濤發(fā)現(xiàn)在超聲波聲能密度為1W/ml時，實驗各組(pH分別為8、9、10、11)的SCOD隨超聲波處理時間的增加而增加，從超聲波處理5min時的SCOD含量可知，當(dāng)pH從9提升至10時，SCOD的溶出量提高了兩倍，而提升至11時，SCOD溶出量為pH為10的兩倍。污泥中的碳水化合物的變化與pH是一致的。但pH為11時，污泥最高產(chǎn)酸量發(fā)酵時間比較長，因此最佳pH為10。
2.4 堿與臭氧聯(lián)用
堿與臭氧預(yù)處理剩余污泥可以分為先堿后臭氧和先臭氧后加堿。焦明龍用堿與臭氧預(yù)處理剩余污泥，對污泥的破解程度，污泥厭氧發(fā)酵效能，平均產(chǎn)酸量，平均產(chǎn)氣量做了研究，發(fā)現(xiàn)都是先臭氧后加堿>先堿后臭氧。確定了最佳條件為pH12，臭氧投加量0.3gO3/gSS。當(dāng)pH為12時，臭氧投加量為0.12gO3/gSS時，先臭氧后加堿的產(chǎn)氣量最多，是剩余污泥產(chǎn)氣量的1.94倍，甲烷含量約占48.8%，比未處理的污泥產(chǎn)甲烷含量多了27.6%。先用臭氧后加堿處理中SCOD產(chǎn)量是剩余污泥的10.64倍，且其SCOD的最大去除率可達(dá)77.2%。焦明龍還發(fā)現(xiàn)臭氧與堿預(yù)處理SS的去除率最大為50.2%，VSS去除率為54.5%。TCOD去除率為41.8%，較原剩余污泥分別提高了16%，12.2%，14.7%。但總體污泥減量效果不好，對粒徑的影響較小。
2.5 堿與熱聯(lián)用
熱-堿水解是一種有效的污泥預(yù)處理技術(shù)，可以有效破解污泥，改善污泥的脫水性能，提高污泥的厭氧消化性能以及厭氧生物產(chǎn)氣量。
在何玉鳳對堿-熱預(yù)處理污泥的影響研究中發(fā)現(xiàn)170℃、pH為13處理75min后，SCOD/TCOD達(dá)65%，而不加堿時僅為47%，提高了18%。鄭鎮(zhèn)等研究了堿-熱序列處理法和堿熱同步法，結(jié)果表明經(jīng)堿-熱序列預(yù)處理的污泥SCOD去除率是同步法的1.06~1.31倍，且產(chǎn)氣量是同步法的1.08~1.31倍。雖然熱堿處理可以有效改善污泥的厭氧消化性能，但需要投加藥劑，價格較高，且不利于后續(xù)處理。
2.6 酸與堿聯(lián)用
酸堿聯(lián)合預(yù)處理方法可以有效促進(jìn)污泥微生物中胞內(nèi)物質(zhì)的釋放，提高污泥的厭氧消化性能，提高產(chǎn)氣量。袁光環(huán)等研究發(fā)現(xiàn)，雖然單獨堿處理時SCOD釋放量大于酸和堿聯(lián)合處理，但酸-堿預(yù)處理后污泥混合液的碳氮磷比值對后續(xù)厭氧消化更有利。先酸(pH值4.0，4d)后堿(pH值10.0，4d)處理，乙酸產(chǎn)量為74.4mg/g，這比單獨堿(pH值10.0，8d)處理產(chǎn)乙酸效果好，更利于后續(xù)厭氧消化。
3、結(jié)論與展望
聯(lián)合預(yù)處理方法還處于發(fā)展階段，是目前研究的熱點，也是主要研究方向之一。每一種聯(lián)合預(yù)處理各有其利弊，聯(lián)合預(yù)處理的研究效果往往比單一的研究效果要好。雖然聯(lián)合預(yù)處理的效果較好，但是其能耗或藥耗的付出也比單一預(yù)處理的要多，不一定得到相應(yīng)的回報。因此，將不同的聯(lián)合預(yù)處理方法進(jìn)行優(yōu)化，找到最佳的預(yù)處理條件，得到最優(yōu)的研究效果，是目前較好的研究方向之一。實際的工程應(yīng)用應(yīng)綜合考慮，能耗低、效益高的預(yù)處理方法應(yīng)成為研究重點，使聯(lián)合預(yù)處理方法更具有工業(yè)化應(yīng)用的意義。( >
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