剩余污泥是我國城市固體廢物的重要組成部分,剩余污泥的處理與處置關系到城市環境安全。污泥厭氧消化處置能夠有效地將污泥中的有機物轉化成為能源氣體甲烷,而且還能實現污泥的減量化。傳統的低含固厭氧消化易受污泥泥質、設備技術和管理運行等方面的限制,而近年來興起的高固污泥厭氧消化不僅具有反應器體積小、能耗需求低、產甲烷率高等優點,還可以簡化污泥厭氧消化過程的管理難度?,F行的污水處理廠一般都具備污泥脫水設備,污泥先經脫水設備脫水制成泥餅然后外運,進而集中處理更符合我國現狀。 污泥脫水過程中常常外加絮凝劑以增強其脫水性能。聚丙烯酰胺(PAM)因有分子量大和功能官能團多的結構特點,在污泥脫水過程中使用率較高。PAM 支鏈上帶有陽離子基團,能達到很高的電性中和、吸附架橋以及分子間的網捕效率,使處理的污泥顆粒粗大,得到很好的脫水效果。PAM 在污泥脫水過程中并不能完全降解,部分殘余PAM會進入污泥厭氧發酵體系,進而對污泥厭氧消化系統中有機物的轉化、微生物的代謝及相對豐度都會造成一定的影響。 PAM對分子量的影響 聚丙烯酰胺(PAM)是最常用的污泥調理藥劑,屬于線狀高分子聚合物,具有帶電荷的基團,能吸附分散于溶液中的反相懸浮粒子,中和顆粒表面電荷,起到絮凝作用。同時在金屬離子的存在下,PAM上帶有的活性基團與離子結合形成更大顆粒。此外,PAM 的線性長鏈結構使其具有架橋作用,會產生網捕效應,形成強度較大、不易破碎的絮體,因而有著極強的絮凝作用。PAM含量的增加能夠增大污泥粒徑。污泥粒徑的增大表明污泥的水解程度降低,給后續有機物溶解并利用增加了難度。 PAM對污泥產氣的影響 污泥厭氧消化能夠實現有機物的轉化再利用。實驗表明,PAM的含量越高對高固污泥厭氧消化的影響越明顯。 PAM 對酸化過程的影響 VFA是污泥厭氧消化過程中重要的中間產物,若酸的濃度過低會影響產甲烷古菌的利用。當PAM的質量濃度較高時, PAM 的存在對酸的積累產生嚴重的抑制作用。 PAM 對有機物溶出的影響 污泥中的有機物一般以顆粒狀或者大分子的形式存在,產酸菌或產甲烷古菌能夠分解利用的有機物為小分子有機物。顆粒狀或者大分子的有機物需要經過水解過程才能被后續階段所利用。各反應器中SCOD(溶解性COD) 的變化隨著消化時間的延長呈現出先上升后下降的趨勢,SCOD 的上升主要是由于顆粒狀有機物的溶出,而SCOD 的下降主要是有機物被厭氧微生物氣化(二氧化碳或者甲烷)。水解是污泥消化過程的限速步驟,結果表明PAM 的存在會進一步減緩污泥的水解過程。水解過程的減慢也是PAM導致污泥產甲烷量下降的原因之一。污泥中蛋白質和多糖的含量最大,因此SCOD中蛋白質和多糖的比例能夠反映蛋白質和多糖的溶出情況。不同濃度PAM對蛋白質和多糖的比例影響不明顯,進而說明PAM 的濃度不會選擇性地抑制蛋白質或多糖的溶出。 |