EPS的提取对污泥减量化的影响文献综述

 2022-11-05 03:11

文献综述

1前言

活性污泥工艺是目前应用最为广泛的污水处理工艺,但该工艺在处理污水的过程中,不可避免的产生了大量的剩余污泥。由于活性污泥中含有大量有机质,重金属等,其对环境产生了巨大的影响,据统计,随着我国城镇化的进一步发展,诸多环境问题也日益突出,剩余污泥的合理处理处置也是目前备受关注的一个问题。目前剩余污泥的处置方法主要有焚烧法、填埋法、土地利用等,因极易造成二次污染且处理成本高等因素已不能顺应时代发展,污泥减量化、无害化、资源化成为污泥处理处置的发展趋势。

本课题的主要研究目的是通过将剩余污泥预处理后回流的方式,以提高污水处理过程中,微生物内源代谢所消耗的有机物所占的比例,从而在不影响污水处理效果的前提下,减小剩余污泥的产生量,达到减量化的目的。

污泥的减量化是目前备受关注的一个研究方向,由于其可以有效减少剩余污泥的产量,减轻污水处理厂对于剩余污泥处理处置的压力,具有很高的环境和经济效益。目前研究的污泥减量化技术主要有污泥隐性生长、解偶联代谢、生物捕食以及维持代谢等几类技术[1, 2]

2污泥隐形生长技术

隐形生长是指微生物利用其自身细胞的溶出物作为基质所形成的二次生长,整个过程包括溶胞和生长两个阶段。微生物对有机碳的利用主要分为两个方面,一方面通过异化作用将其代谢产生能量和CO2,另一方面通过同化作用将其转换为自身有用的物质。隐形增长的目的就是提高异化作用在细胞生长过程中所占的比例,从而减少微生物合成物质的产量,降低活性污泥的产量。

由于活性污泥中大部分有机物存在于微生物细胞内部,大多数微生物存在细胞壁等结构以保护自身内部结构。这些结构多属于难降解物质,不利于微生物充分利用有机物。因此,需要破解微生物细胞的细胞壁等结构,使其细胞内部的有机物释放出来,以达到进一步深化处理的目的,减少了剩余污泥的产量。目前此类的处理方法主要有:物理法、化学法、生物法及一些组合工艺等。

2.1物理法

物理方法主要有热处理、超声处理、微波以及高压喷射[3]等方式。

2.1.1热处理

加热可以破坏细胞微生物基体的基本组成物质,如蛋白质、脂肪等。高温下,蛋白质会变性,细胞膜的脂肪也会受热产生小孔使细胞内含物质泄漏。因此,加热可以用作污泥的破解。

2.1.2超声处理

超声波能够破解污泥絮体、分解细胞、释放细胞物质和胞外聚合物(EPS),是一种破解污泥的有效方法。超声波处理产生的羟基自由基会和EPS反应,从而有效改善污泥的脱水性能和生物降解性[3, 4]

2.1.3微波处理

微波预处理是一种非常快速的细胞水解方法[5, 6],微波诱导活性炭可以产生高温“热点”,在“热点”部位附近发生微波诱导催化氧化反应,使污泥细胞壁被破坏,胞内物质溶出。处理后的污泥返回到处理系统中强化了细菌的隐性增长,增大了细胞衰减速率,从而达到降低污泥产量是的目的。

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