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2.4 聲能密度對(duì)污泥破解效果的影響

在ClO2投量為4mg/(g 干泥)，溶胞時(shí)間60min，超聲時(shí)間10min 的條件下，改變聲能密度，研究分析聲能密度對(duì)耦合破胞工藝破解污泥效果的影響。ClO2-超聲波耦合破解污泥上清液SCOD、TN 和TP 隨超聲時(shí)間的變化如圖4 所示。

由圖4 可見，經(jīng)超聲波破碎后，上清液SCOD和TN均較ClO2溶胞階段有大幅提升，而TP增加較少。聲能密度在0.5W/ml至3W/ml范圍內(nèi)，聲能密度對(duì)胞內(nèi)物溶出效果影響不大。然而有研究得出，在單純超聲波破解污泥時(shí)，隨聲能密度增加，污泥破解速率加快。究其原因，在未經(jīng)ClO2氧化時(shí)，細(xì)胞壁強(qiáng)度較大，需要較高的聲能密度才能破解細(xì)胞。而經(jīng)ClO2氧化減弱了細(xì)胞壁的強(qiáng)度后，即使是在低聲能密度下也能獲得很好的破解效果。因此，在低聲能密度下破胞有利于節(jié)省能耗。

2.5 破解污泥的生物有效性及溶出物的生物可降解性

隱性生長(zhǎng)是微生物利用衰亡細(xì)胞產(chǎn)生的基質(zhì)作為底物的生長(zhǎng)，強(qiáng)化隱性生長(zhǎng)的手段主要是促使微生物的衰亡和胞內(nèi)物溶出，使其回流至系統(tǒng)中時(shí)易于被微生物代謝降解。而回流污泥細(xì)胞衰亡的程度以及溶出物的生物可降解性對(duì)溶胞回流的污泥減量效果影響很大。

在ClO2投量為4mg/(g 干泥)，溶胞時(shí)間60min，聲能密度0.5W/ml，超聲時(shí)間10min 的條件下，經(jīng)ClO2-超聲波耦合破解污泥后上清液各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的量及污泥脫氫酶活性列于表1中。

由表1 可見，上清液中TP:TN:COD 約為1:2:20。一般認(rèn)為，TP:TN:COD 達(dá)到1:5:100時(shí)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)即可滿足微生物生長(zhǎng)對(duì)氮磷的需求?？梢娙艹霭麅?nèi)物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較高。上清液SCOD 中，BOD/COD 達(dá)0.4，一般認(rèn)為BOD/COD 達(dá)0.3 即易于生物降解，可見上清液所含的溶出胞內(nèi)物生物降解性好。

經(jīng)ClO2-超聲波耦合破解后的污泥，其脫氫酶活性降至0.015μgTF/(mg 污泥·h)，而原污泥脫氫酶活性為0.43μgTF/(mg 污泥·h)，經(jīng)破解后污泥脫氫酶活性降至極低，可以認(rèn)為污泥已被滅活，并轉(zhuǎn)化成為了可被生物降解的有機(jī)質(zhì)。

3．結(jié)論

（1）采用ClO2-超聲波耦合破解污泥，溶出胞內(nèi)物隨ClO2溶胞時(shí)間增加而增加，當(dāng)ClO2溶胞時(shí)間達(dá)60min 后，則不再增加；溶出胞內(nèi)物隨ClO2投量增加而增加，當(dāng)ClO2投量達(dá)4mg/(g 干泥)后，SCOD、TN 增加趨勢(shì)減小，達(dá)6mg/(g 干泥)時(shí)，TP 增加趨勢(shì)也減??；溶出物隨超聲時(shí)間的增加而增加；而在0.5W/ml-3W/ml 范圍內(nèi)改變聲能密度，對(duì)破胞效果影響不大。

（2）采用ClO2耦合超聲波破解污泥，最佳ClO2溶胞時(shí)間為40-60min；最佳ClO2投量為4mg/(g 干泥)；而為使TP 充分釋放，則需增加至6mg/g 干泥；在低聲能密度下宜延長(zhǎng)超聲波作用時(shí)間。

（2）經(jīng)ClO2-超聲波耦合破解污泥后，上清液中TP:TN:COD 約為1:2:20，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富；BOD/COD 為0.4，生物降解性好；經(jīng)破解后污泥活性降至極低的水平，污泥已被滅活，轉(zhuǎn)化為可被生物降解的有機(jī)質(zhì)。