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利用超声波破解城市污水厂的剩余污泥,可以改变污泥特性,并使污泥胞内外物质溶出进入水相,不但有利于溶出物作为微生物的底质实现隐性生长,促进后续污泥消化速率,减少污泥固体量,而且会影响污泥的脱水性能。本文利用低频(28kHz)槽式超声波清洗反应器,破解广州市某城市污水厂的剩余污泥,研究超声波破解污泥沥出液的溶出机制,并探索将剩余污泥破解后通过缺氧/好氧消化工艺进行隐性生长对污泥稳定化和减量化的促进作用。试验结果表明,超声波对污泥起到显著的溶胞作用,污泥经超声破解后,沥出液中SCOD、TN、TP在短时间内等基本上呈线性增加趋势,提高了污泥的可降解性能。从超声波促进污泥胞内外物质进入液相来看,在相对较低的声能密度范围内,采用0.05w/mL的声能密度较为理想,从超声波在一定辐照时间内污泥状态及生物相来看,辐照20min不但可以起到较好的溶胞作用,而且可以避免产生丝状菌膨胀,因此,采用0.05w/mL的声能密度辐照20min将在经济性及破解效果方面取得较佳的平衡。为了验证超声波的作用对污泥消化效果的影响,进行了三组污泥的US(超声波)—A/AD(缺氧/好氧消化)工艺20天消化的对照试验,结果表明,在相同的室内温度、相同的初始污泥条件、相同的缺氧/好氧消化条件下,每天对其中13.3%的污泥输入一次频率为28kHz、声能密度为0.05w/mL、辐照时间为20min的2#池子污泥的消化稳定化效果最好,经过16天的消化后,其VSS去除率达到45.2%,20天的消化后去除率达到50.35%;而每天输入两次相当于2#池子一次能量输入的3#池子次之,其16天后的VSS去除率为38.69%,20天后的VSS去除率为44.44%:对比组1#池子最低,16天消化的VSS去除率为38.4%,20天消化的VSS去除率为40.53%。为了进一步考察在低剂量超声波作用下US—A/AD工艺的消化效果,通过在较佳的工艺条件下进行US—A/AD污泥消化工艺的扩大试验,每三天辐照(常温下,频率28kHz,声能密度0.05w/mL,20min)5%的污泥量,经过16天的消化,污泥中VSS的平均去除率达到40.95%,已经能够满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中污泥稳定化的要求。污泥经过20天的消化之后,TSS和VSS的平均去除率分别为30.4%和47.53%。通过对US—A/AD污泥消化系统一个消化周期的考察,超声波的作用使得污泥中有机物迅速溶出,使得污泥的迅速减量成为可能;而对污泥中有机物的去除减量作用主要发生在好氧段,在好氧微生物的作用下,有机物不断被作为底物利用消化,使污泥中的VSS不断减少,从而实现了污泥的稳定化和减量化;而缺氧段则为污泥提供了脱氮作用及稳定系统pH值,保持系统稳定运行的作用,缺氧段的反硝化作用,使污泥上清液中的TN不至于不断累积。