【摘 要】
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据生态环境部发布的《2019年中国生态环境状况公报》显示,截至2019年底,我国城市污水处理厂处理能力为1.77亿立方米/日。通常来讲,污泥产量（含水率为80%）占废水处理总量的0.5-1‰,则2019年的污泥产量在3230-6460万吨,而2020年的污泥产量很可能已经突破了6000万吨。为响应《国务院关于印发水污染防治行动计划的通知》,住建部、生态环境部和国家发改委三部门于2019年5月联合印
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据生态环境部发布的《2019年中国生态环境状况公报》显示,截至2019年底,我国城市污水处理厂处理能力为1.77亿立方米/日。通常来讲,污泥产量（含水率为80%）占废水处理总量的0.5-1‰,则2019年的污泥产量在3230-6460万吨,而2020年的污泥产量很可能已经突破了6000万吨。为响应《国务院关于印发水污染防治行动计划的通知》,住建部、生态环境部和国家发改委三部门于2019年5月联合印发了《城镇污水处理提质增效三年行动方案的通知》,以扩大污水收集的规模,完善污水收集处理设施为主要行动手段,届时污泥的产量必将大幅增加。污泥的处理处置一直是我国污废水处理相关领域的一项亟待解决的重要问题,如果得不到有效的治理,将会严重影响水生态环境。据此,本研究依据超声（US）和过硫酸盐（SPS）对污泥破解机理的不同,采用单独预处理以及二者联合预处理污泥的方法,探究对污泥脱水及厌氧消化的影响,以实现污泥减量化和资源化,达到改善污泥脱水性能,促进污泥厌氧消化过程中有机物的降解的目的。本研究的主要结论如下:（1）单独投加SPS预处理污泥的实验表明:SPS在0.3-2.7mmol/g VSS投加范围下,预处理污泥的最佳投加量为1.8mmol/g VSS,此时的SCOD为1254mg/L,是原污泥的5.6倍。同时,CST、SRF、WC分别为32.3s、353×1010m/kg、75.8%,相比原污泥降低了70.5%、69.3%、8.5%,而随着投加量的继续增加反而出现了一定程度的上升,表明单独投加SPS对污泥脱水有较好的效果,而过量投加则不利于污泥脱水的进行。（2）单独使用超声预处理污泥对污泥有较好的破解效果,处理时长达到160min时可实现对污泥的完全破解,此时的SCOD为1625mg/L,是原污泥的7.3倍。随着超声处理时长的增加,CST和SRF两种指标在超声处理40min的值分别是原污泥的14.2倍和13.3倍,WC在超声处理的60min为85.6%,相比原污泥提高了1.3%,表明单独超声处理会导致污泥脱水情况恶化。（3）US/SPS预处理污泥在超声处理的10-90min内,SCOD出现了明显的突跃,在40min时达到峰值1501mg/L,表明超声可以显著促进SPS的活化,但是过长的超声处理会逐渐使SPS丧失活化状态,因此选择根据实际情况选择合适的超声处理时长是十分重要的。同时,CST、SRF和WC指标出现了一定幅度的升高情况,但是与单独超声预处理污泥相比,污泥的脱水性能已经有了改善的情况。（4）US/SPS在厌氧消化中的SCOD在第11天达到峰值2612mg/L,是原污泥的4.4倍,此时的溶解性蛋白质和多糖分别为434mg/L、186mg/L,是原污泥的5.8倍、5.3倍,表明US/SPS可促进厌氧消化过程中污泥的水解进程,但研究也发现该体系会出现峰值向后推移的情况。（5）US/SPS在厌氧消化第11天时的VFAs含量达到峰值为1586mg/L,是原污泥的5.0倍,实验结束时的VFAs含量为1305mg/L,明显高于只经过SPS处理的897mg/L。VFAs组成中US/SPS组的乙酸含量占比最高,达到了63%,是原污泥的2.9倍,表明该体系可明显有助于污泥的产酸进程,促进了脂肪酸向乙酸的转化。（6）US/SPS在厌氧消化第13天的甲烷日产量达到峰值为52m L,在前12天的累计产甲烷量要低于单独投加SPS的效果,累计21天的产甲烷量为658m L,是原污泥的4.4倍。表明该体系促进污泥厌氧消化的产甲烷过程,有助于甲烷产量的提高,但在前期的产甲烷速率较低。
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