超声波-缺氧/好氧消化过程污泥胞外聚合物和溶出物的变化研究

为研究超声波促进污泥缺氧/好氧消化的机制，采用均匀试验得到的最佳超声波参数与缺氧/好氧消化衔接进行间歇试验，通过生物化学分析法研究了消化过程污泥EPS指标（多糖、蛋白质、DNA和总量）和相应溶出物的变化趋势，同时以未经超声处理的消化过程作对照.均匀试验结果表明，在超声波声能密度0.1W/mL，超声处理时间15min以及超声处理间隔时间12h的条件下，缺氧/好氧污泥消化效果最好，污泥VSS去除率经10d消化后达到42.45%.超声波-缺氧/好氧消化试验中，污泥的EPS指标在10d的消化过程中呈现先增加后减少的变化趋势，其中蛋白质、DNA以及总量的峰值均出现在第2d，而多糖的峰值出现在第4d.消化0～6d，超声污泥的EPS含量大于对照，到了消化6～10d，由于前期释放了大量EPS和胞内聚合物，超声污泥的EPS含量少于对照.上清液溶出物的变化趋势与污泥相似，污泥经超声破解后，溶出物浓度大幅度增加.超声污泥的总溶出物最大值比初始值高出34.61mg·L-1，约为对照最大值所增加浓度的3.5倍，表明超声波使EPS和胞内有机物大量释放到上清液中；可溶性物质的增加使污泥有机物降解比例提高，因此超声污泥的VSS去除率大于对照.污泥EPS官能团结构的红外光谱分析表明，蛋白质、多糖以及DNA是消化污泥EPS的主要成分，超声波不会改变EPS中多糖、蛋白质等有机物的结构.