臭氧對(duì)石化污水處理剩余污泥破解減量效應(yīng)研究

唐梓陽(yáng)+喬峰+陳慧+張毅

摘 要：通過(guò)不同臭氧投加量下剩余污泥破解試驗(yàn)，研究臭氧破解對(duì)剩余污泥特性的影響。結(jié)果表明：隨著臭氧投氧化時(shí)間增加，污泥上清液中SCOD、濾餅含水率呈先上升后下降趨勢(shì)，在臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)，SCOD達(dá)到最高水平，為1918mg/L，濾餅含水率最低，只有52.2%；但污泥比阻隨著臭氧氧化時(shí)間延長(zhǎng)呈先下降后上升趨勢(shì)，在臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)達(dá)到最低，污泥比阻為1.15×1012m/Kg。

關(guān)鍵詞：臭氧；生物膜破解；減量；剩余污泥

BL公司SH車間污泥處理一直是困擾公司環(huán)境治理的老大難問(wèn)題。其年剩余污泥總量達(dá)到3000t（100%干泥）。目前，脫水后的污泥含水率仍高達(dá)80%以上，降低剩余污泥含水率迫在眉睫。臭氧具有強(qiáng)殺傷力，它能夠滲入細(xì)胞壁從而破壞細(xì)菌有機(jī)體鏈狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致細(xì)菌的死亡，溶出胞內(nèi)物質(zhì)（包括水分），減少污泥體積，臭氧氧化進(jìn)行污泥破解由于其破解效率高、不產(chǎn)生有害副產(chǎn)品等特點(diǎn)受到越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注，被認(rèn)為最有可能率先實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化的污泥減量技術(shù)。

目前大多數(shù)試驗(yàn)利用臭氧破解作用于曝氣池活性污泥或者回流污泥，通過(guò)污泥改性實(shí)現(xiàn)剩余污泥源頭減量。本試驗(yàn)利用臭氧作用于剩余污泥，考察污泥性狀變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)石油化工廢水中含水率99%以上的剩余污泥經(jīng)一次性常溫深度脫水降至含水率60%以下，可直接衛(wèi)生填埋。

1 試驗(yàn)裝置及分析方法

1.1 試驗(yàn)裝置

污泥臭氧氧化試驗(yàn)裝置如圖1所示，主要由純氧罐、臭氧發(fā)生器、攪拌器及反應(yīng)器組成。純氧經(jīng)流量計(jì)進(jìn)入臭氧發(fā)生器，在高壓電場(chǎng)作用下產(chǎn)生臭氧，臭氧通過(guò)反應(yīng)器底部的曝氣頭與活性污泥接觸反應(yīng)，反應(yīng)器頂部安裝調(diào)速攪拌器，以打碎反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的泡沫。反應(yīng)器采用有機(jī)玻璃制作，內(nèi)徑19.8cm，外徑21.6cm，高84cm。

圖1 試驗(yàn)裝置示意圖

1.2 試驗(yàn)分析方法

SCOD：重鉻酸鉀法測(cè)定；MLSS、MLVSS、濾餅含水率：重量法測(cè)定；臭氧濃度：碘量法測(cè)定。

1.3 試驗(yàn)原材料

試驗(yàn)所用污泥取自SH車間濃縮池剩余污泥，含水率≥87%，MLSS范圍為105.0±20g/L，MLVSS范圍為55.0±10g/L。

2 結(jié)果與討論

2.1 臭氧破解對(duì)污泥上清液中SCOD的影響

污泥上清液中SCOD變化是表征污泥臭氧破解效果的重要指標(biāo)，其隨臭氧投加量的變化情況如圖2所示。

圖2 臭氧投加量對(duì)污泥上清液中SCOD的影響

由圖2可以看出，隨著臭氧化臭氧投加量的增加，污泥上清液中SCOD呈上升趨勢(shì)，這是因?yàn)槌粞跤泻軓?qiáng)的氧化性以及殺菌消毒能力。由于臭氧將污泥中的細(xì)菌殺死，細(xì)胞膜破裂，使得污泥中有機(jī)物含量增多，因此其SCOD的值也增加。但當(dāng)臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)達(dá)到最大值，繼續(xù)增加臭氧投加量，SCOD呈下降趨勢(shì)，主要原因是過(guò)剩的臭氧將部分SCOD氧化分解。

2.2 臭氧破解對(duì)污泥比阻的影響

污泥的比阻（r）是評(píng)價(jià)污泥脫水性能好壞的重要指標(biāo)。根據(jù)相關(guān)研究，比阻值大于l×1013m/Kg時(shí)為難易脫水污泥，比阻值小于l×1011m/Kg時(shí)為容易脫水污泥，比阻在（3.93～8.83）×1012m/Kg之間的屬脫水性能中等；1×1011～3.93×1012m/Kg之間屬比較容易脫水。

通過(guò)時(shí)間控制臭氧的投加量進(jìn)行比阻試驗(yàn)，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 不同臭氧投加量對(duì)污泥比阻的影響

污泥比阻隨著臭氧投加量的增加先減小后又緩慢增加。在氧化臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)達(dá)到最低，此時(shí)的污泥比阻為1.15×1012m/Kg，將脫水難剩余污泥轉(zhuǎn)變成脫水比較容易的改性污泥；從比阻角度分析，在臭氧氧化時(shí)間為12h的情況下，能將污泥的脫水性能提高33倍多，大大改善了剩余污泥脫水性能。在臭氧氧化時(shí)間小于12h時(shí)，隨著投加量的增大比阻快速減小；當(dāng)氧化時(shí)間大于12h時(shí)污泥比阻隨投加量進(jìn)一步增加而隨之呈增大趨勢(shì)。這說(shuō)明了最佳臭氧氧化時(shí)間為12h，在臭氧氧化時(shí)間小于12h區(qū)域內(nèi)臭氧對(duì)污泥菌膠團(tuán)胞外親水性有機(jī)膜層進(jìn)行破解，到氧化時(shí)間在12h附近，達(dá)到最佳破解效果；隨后投加量富余，富余量對(duì)污泥顆粒有機(jī)大分子進(jìn)行分解，打碎污泥顆粒，使得其粒徑大大減小，導(dǎo)致污泥比阻呈上升趨勢(shì)。

2.3 臭氧破解對(duì)污泥濾餅含水率的影響

不同臭氧投加量破解條件下，污泥濾餅含水率如表2所示。

表2 臭氧投加另對(duì)污泥濾餅含水率的影響

從表2中可知，開(kāi)始時(shí)隨臭氧投加時(shí)間的延長(zhǎng)，污泥濾餅的含水率逐漸降低，在臭氧處理時(shí)間為12h時(shí)，污泥脫水效果是較佳，濾餅含水率最低，為52.15%，相較于未處理的濾餅含水率68.9%下降了16.73個(gè)百分點(diǎn)。但從表1中也可看到臭氧投加量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致污泥的含水率反而上升。這是因?yàn)槌粞跬都恿窟^(guò)大后會(huì)使污泥絮體變細(xì)，沉降性能變差，從而體現(xiàn)為濾餅的含水率上升。因此，臭氧投加量有一最佳值。

2.4 污泥形態(tài)分析

采用顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)剩余污泥菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)緊密，且有大量的原后生物，詳見(jiàn)圖3。對(duì)剩余污泥在氧化破膜前后的形態(tài)進(jìn)行了電鏡掃描，結(jié)果如圖4。從圖4（a）可見(jiàn)，污泥在破解前菌膠體表面有一層類似粘狀物質(zhì)將多個(gè)小顆粒連接包裹起來(lái)，形成了結(jié)構(gòu)緊密較為完整的整體，這就導(dǎo)致了污泥中的毛細(xì)水、附著水和內(nèi)部水難以用普通的壓濾方法脫除，從而最終使得污泥的濾餅含水率偏高[1]。經(jīng)破解后，污泥整體包覆膜被打破，結(jié)構(gòu)趨于疏散，細(xì)長(zhǎng)而光滑，見(jiàn)圖4（b）。分析認(rèn)為，由于臭氧對(duì)污泥菌團(tuán)外層有機(jī)膜破壞，而對(duì)內(nèi)的有機(jī)物分解很少。這說(shuō)明了低臭氧投加量下，只破壞膜層結(jié)構(gòu)和鍵能低的水合鍵，從而破壞了污泥的親水力，改善了污泥菌膠團(tuán)脫水性能[2]。

（a）污泥外觀×50 （b）變形蟲屬×100

（c）鐘蟲屬×100 （d）纖毛蟲屬×100

圖3 剩余污泥顯微鏡觀察

3 結(jié)束語(yǔ)

3.1 由于臭氧的強(qiáng)氧化，活性污泥中的細(xì)菌被殺死分解，細(xì)胞膜破裂，使得污泥中有機(jī)物含量增多，因此隨著臭氧投加量的增加，SCOD的值逐漸增加，當(dāng)臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)達(dá)到最大值。

3.2 臭氧破解對(duì)剩余污泥比阻有較大影響，污泥比阻呈先增加后下降的趨勢(shì)，在臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)達(dá)到最低，污泥比阻為1.15×1012m/Kg。

3.3 臭氧破解后污泥濾餅含水率呈現(xiàn)下降后增加趨勢(shì)，在臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)達(dá)到最小值，濾餅含水率為52.15%，相較于未處理的濾餅含水率68.9%下降了16.73個(gè)百分點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]邱超，劉漢湖.臭氧破解對(duì)剩余污泥性質(zhì)的影響[J].中國(guó)給水排水，2012，28（9）：89-91.

[2]趙玉鑫，尹軍.污泥臭氧氧化破解歷程研究[J].黑龍江大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，2010，27（6）：759-763.endprint

摘 要：通過(guò)不同臭氧投加量下剩余污泥破解試驗(yàn)，研究臭氧破解對(duì)剩余污泥特性的影響。結(jié)果表明：隨著臭氧投氧化時(shí)間增加，污泥上清液中SCOD、濾餅含水率呈先上升后下降趨勢(shì)，在臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)，SCOD達(dá)到最高水平，為1918mg/L，濾餅含水率最低，只有52.2%；但污泥比阻隨著臭氧氧化時(shí)間延長(zhǎng)呈先下降后上升趨勢(shì)，在臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)達(dá)到最低，污泥比阻為1.15×1012m/Kg。

關(guān)鍵詞：臭氧；生物膜破解；減量；剩余污泥

BL公司SH車間污泥處理一直是困擾公司環(huán)境治理的老大難問(wèn)題。其年剩余污泥總量達(dá)到3000t（100%干泥）。目前，脫水后的污泥含水率仍高達(dá)80%以上，降低剩余污泥含水率迫在眉睫。臭氧具有強(qiáng)殺傷力，它能夠滲入細(xì)胞壁從而破壞細(xì)菌有機(jī)體鏈狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致細(xì)菌的死亡，溶出胞內(nèi)物質(zhì)（包括水分），減少污泥體積，臭氧氧化進(jìn)行污泥破解由于其破解效率高、不產(chǎn)生有害副產(chǎn)品等特點(diǎn)受到越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注，被認(rèn)為最有可能率先實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化的污泥減量技術(shù)。

目前大多數(shù)試驗(yàn)利用臭氧破解作用于曝氣池活性污泥或者回流污泥，通過(guò)污泥改性實(shí)現(xiàn)剩余污泥源頭減量。本試驗(yàn)利用臭氧作用于剩余污泥，考察污泥性狀變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)石油化工廢水中含水率99%以上的剩余污泥經(jīng)一次性常溫深度脫水降至含水率60%以下，可直接衛(wèi)生填埋。

1 試驗(yàn)裝置及分析方法

1.1 試驗(yàn)裝置

污泥臭氧氧化試驗(yàn)裝置如圖1所示，主要由純氧罐、臭氧發(fā)生器、攪拌器及反應(yīng)器組成。純氧經(jīng)流量計(jì)進(jìn)入臭氧發(fā)生器，在高壓電場(chǎng)作用下產(chǎn)生臭氧，臭氧通過(guò)反應(yīng)器底部的曝氣頭與活性污泥接觸反應(yīng)，反應(yīng)器頂部安裝調(diào)速攪拌器，以打碎反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的泡沫。反應(yīng)器采用有機(jī)玻璃制作，內(nèi)徑19.8cm，外徑21.6cm，高84cm。

圖1 試驗(yàn)裝置示意圖

1.2 試驗(yàn)分析方法

SCOD：重鉻酸鉀法測(cè)定；MLSS、MLVSS、濾餅含水率：重量法測(cè)定；臭氧濃度：碘量法測(cè)定。

1.3 試驗(yàn)原材料

試驗(yàn)所用污泥取自SH車間濃縮池剩余污泥，含水率≥87%，MLSS范圍為105.0±20g/L，MLVSS范圍為55.0±10g/L。

2 結(jié)果與討論

2.1 臭氧破解對(duì)污泥上清液中SCOD的影響

污泥上清液中SCOD變化是表征污泥臭氧破解效果的重要指標(biāo)，其隨臭氧投加量的變化情況如圖2所示。

圖2 臭氧投加量對(duì)污泥上清液中SCOD的影響

由圖2可以看出，隨著臭氧化臭氧投加量的增加，污泥上清液中SCOD呈上升趨勢(shì)，這是因?yàn)槌粞跤泻軓?qiáng)的氧化性以及殺菌消毒能力。由于臭氧將污泥中的細(xì)菌殺死，細(xì)胞膜破裂，使得污泥中有機(jī)物含量增多，因此其SCOD的值也增加。但當(dāng)臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)達(dá)到最大值，繼續(xù)增加臭氧投加量，SCOD呈下降趨勢(shì)，主要原因是過(guò)剩的臭氧將部分SCOD氧化分解。

2.2 臭氧破解對(duì)污泥比阻的影響

污泥的比阻（r）是評(píng)價(jià)污泥脫水性能好壞的重要指標(biāo)。根據(jù)相關(guān)研究，比阻值大于l×1013m/Kg時(shí)為難易脫水污泥，比阻值小于l×1011m/Kg時(shí)為容易脫水污泥，比阻在（3.93～8.83）×1012m/Kg之間的屬脫水性能中等；1×1011～3.93×1012m/Kg之間屬比較容易脫水。

通過(guò)時(shí)間控制臭氧的投加量進(jìn)行比阻試驗(yàn)，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 不同臭氧投加量對(duì)污泥比阻的影響

污泥比阻隨著臭氧投加量的增加先減小后又緩慢增加。在氧化臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)達(dá)到最低，此時(shí)的污泥比阻為1.15×1012m/Kg，將脫水難剩余污泥轉(zhuǎn)變成脫水比較容易的改性污泥；從比阻角度分析，在臭氧氧化時(shí)間為12h的情況下，能將污泥的脫水性能提高33倍多，大大改善了剩余污泥脫水性能。在臭氧氧化時(shí)間小于12h時(shí)，隨著投加量的增大比阻快速減小；當(dāng)氧化時(shí)間大于12h時(shí)污泥比阻隨投加量進(jìn)一步增加而隨之呈增大趨勢(shì)。這說(shuō)明了最佳臭氧氧化時(shí)間為12h，在臭氧氧化時(shí)間小于12h區(qū)域內(nèi)臭氧對(duì)污泥菌膠團(tuán)胞外親水性有機(jī)膜層進(jìn)行破解，到氧化時(shí)間在12h附近，達(dá)到最佳破解效果；隨后投加量富余，富余量對(duì)污泥顆粒有機(jī)大分子進(jìn)行分解，打碎污泥顆粒，使得其粒徑大大減小，導(dǎo)致污泥比阻呈上升趨勢(shì)。

2.3 臭氧破解對(duì)污泥濾餅含水率的影響

不同臭氧投加量破解條件下，污泥濾餅含水率如表2所示。

表2 臭氧投加另對(duì)污泥濾餅含水率的影響

從表2中可知，開(kāi)始時(shí)隨臭氧投加時(shí)間的延長(zhǎng)，污泥濾餅的含水率逐漸降低，在臭氧處理時(shí)間為12h時(shí)，污泥脫水效果是較佳，濾餅含水率最低，為52.15%，相較于未處理的濾餅含水率68.9%下降了16.73個(gè)百分點(diǎn)。但從表1中也可看到臭氧投加量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致污泥的含水率反而上升。這是因?yàn)槌粞跬都恿窟^(guò)大后會(huì)使污泥絮體變細(xì)，沉降性能變差，從而體現(xiàn)為濾餅的含水率上升。因此，臭氧投加量有一最佳值。

2.4 污泥形態(tài)分析

采用顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)剩余污泥菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)緊密，且有大量的原后生物，詳見(jiàn)圖3。對(duì)剩余污泥在氧化破膜前后的形態(tài)進(jìn)行了電鏡掃描，結(jié)果如圖4。從圖4（a）可見(jiàn)，污泥在破解前菌膠體表面有一層類似粘狀物質(zhì)將多個(gè)小顆粒連接包裹起來(lái)，形成了結(jié)構(gòu)緊密較為完整的整體，這就導(dǎo)致了污泥中的毛細(xì)水、附著水和內(nèi)部水難以用普通的壓濾方法脫除，從而最終使得污泥的濾餅含水率偏高[1]。經(jīng)破解后，污泥整體包覆膜被打破，結(jié)構(gòu)趨于疏散，細(xì)長(zhǎng)而光滑，見(jiàn)圖4（b）。分析認(rèn)為，由于臭氧對(duì)污泥菌團(tuán)外層有機(jī)膜破壞，而對(duì)內(nèi)的有機(jī)物分解很少。這說(shuō)明了低臭氧投加量下，只破壞膜層結(jié)構(gòu)和鍵能低的水合鍵，從而破壞了污泥的親水力，改善了污泥菌膠團(tuán)脫水性能[2]。

（a）污泥外觀×50 （b）變形蟲屬×100

（c）鐘蟲屬×100 （d）纖毛蟲屬×100

圖3 剩余污泥顯微鏡觀察

3 結(jié)束語(yǔ)

3.1 由于臭氧的強(qiáng)氧化，活性污泥中的細(xì)菌被殺死分解，細(xì)胞膜破裂，使得污泥中有機(jī)物含量增多，因此隨著臭氧投加量的增加，SCOD的值逐漸增加，當(dāng)臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)達(dá)到最大值。

3.2 臭氧破解對(duì)剩余污泥比阻有較大影響，污泥比阻呈先增加后下降的趨勢(shì)，在臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)達(dá)到最低，污泥比阻為1.15×1012m/Kg。

3.3 臭氧破解后污泥濾餅含水率呈現(xiàn)下降后增加趨勢(shì)，在臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)達(dá)到最小值，濾餅含水率為52.15%，相較于未處理的濾餅含水率68.9%下降了16.73個(gè)百分點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]邱超，劉漢湖.臭氧破解對(duì)剩余污泥性質(zhì)的影響[J].中國(guó)給水排水，2012，28（9）：89-91.

[2]趙玉鑫，尹軍.污泥臭氧氧化破解歷程研究[J].黑龍江大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，2010，27（6）：759-763.endprint

摘 要：通過(guò)不同臭氧投加量下剩余污泥破解試驗(yàn)，研究臭氧破解對(duì)剩余污泥特性的影響。結(jié)果表明：隨著臭氧投氧化時(shí)間增加，污泥上清液中SCOD、濾餅含水率呈先上升后下降趨勢(shì)，在臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)，SCOD達(dá)到最高水平，為1918mg/L，濾餅含水率最低，只有52.2%；但污泥比阻隨著臭氧氧化時(shí)間延長(zhǎng)呈先下降后上升趨勢(shì)，在臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)達(dá)到最低，污泥比阻為1.15×1012m/Kg。

關(guān)鍵詞：臭氧；生物膜破解；減量；剩余污泥

BL公司SH車間污泥處理一直是困擾公司環(huán)境治理的老大難問(wèn)題。其年剩余污泥總量達(dá)到3000t（100%干泥）。目前，脫水后的污泥含水率仍高達(dá)80%以上，降低剩余污泥含水率迫在眉睫。臭氧具有強(qiáng)殺傷力，它能夠滲入細(xì)胞壁從而破壞細(xì)菌有機(jī)體鏈狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致細(xì)菌的死亡，溶出胞內(nèi)物質(zhì)（包括水分），減少污泥體積，臭氧氧化進(jìn)行污泥破解由于其破解效率高、不產(chǎn)生有害副產(chǎn)品等特點(diǎn)受到越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注，被認(rèn)為最有可能率先實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化的污泥減量技術(shù)。

目前大多數(shù)試驗(yàn)利用臭氧破解作用于曝氣池活性污泥或者回流污泥，通過(guò)污泥改性實(shí)現(xiàn)剩余污泥源頭減量。本試驗(yàn)利用臭氧作用于剩余污泥，考察污泥性狀變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)石油化工廢水中含水率99%以上的剩余污泥經(jīng)一次性常溫深度脫水降至含水率60%以下，可直接衛(wèi)生填埋。

1 試驗(yàn)裝置及分析方法

1.1 試驗(yàn)裝置

污泥臭氧氧化試驗(yàn)裝置如圖1所示，主要由純氧罐、臭氧發(fā)生器、攪拌器及反應(yīng)器組成。純氧經(jīng)流量計(jì)進(jìn)入臭氧發(fā)生器，在高壓電場(chǎng)作用下產(chǎn)生臭氧，臭氧通過(guò)反應(yīng)器底部的曝氣頭與活性污泥接觸反應(yīng)，反應(yīng)器頂部安裝調(diào)速攪拌器，以打碎反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的泡沫。反應(yīng)器采用有機(jī)玻璃制作，內(nèi)徑19.8cm，外徑21.6cm，高84cm。

圖1 試驗(yàn)裝置示意圖

1.2 試驗(yàn)分析方法

SCOD：重鉻酸鉀法測(cè)定；MLSS、MLVSS、濾餅含水率：重量法測(cè)定；臭氧濃度：碘量法測(cè)定。

1.3 試驗(yàn)原材料

試驗(yàn)所用污泥取自SH車間濃縮池剩余污泥，含水率≥87%，MLSS范圍為105.0±20g/L，MLVSS范圍為55.0±10g/L。

2 結(jié)果與討論

2.1 臭氧破解對(duì)污泥上清液中SCOD的影響

污泥上清液中SCOD變化是表征污泥臭氧破解效果的重要指標(biāo)，其隨臭氧投加量的變化情況如圖2所示。

圖2 臭氧投加量對(duì)污泥上清液中SCOD的影響

由圖2可以看出，隨著臭氧化臭氧投加量的增加，污泥上清液中SCOD呈上升趨勢(shì)，這是因?yàn)槌粞跤泻軓?qiáng)的氧化性以及殺菌消毒能力。由于臭氧將污泥中的細(xì)菌殺死，細(xì)胞膜破裂，使得污泥中有機(jī)物含量增多，因此其SCOD的值也增加。但當(dāng)臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)達(dá)到最大值，繼續(xù)增加臭氧投加量，SCOD呈下降趨勢(shì)，主要原因是過(guò)剩的臭氧將部分SCOD氧化分解。

2.2 臭氧破解對(duì)污泥比阻的影響

污泥的比阻（r）是評(píng)價(jià)污泥脫水性能好壞的重要指標(biāo)。根據(jù)相關(guān)研究，比阻值大于l×1013m/Kg時(shí)為難易脫水污泥，比阻值小于l×1011m/Kg時(shí)為容易脫水污泥，比阻在（3.93～8.83）×1012m/Kg之間的屬脫水性能中等；1×1011～3.93×1012m/Kg之間屬比較容易脫水。

通過(guò)時(shí)間控制臭氧的投加量進(jìn)行比阻試驗(yàn)，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 不同臭氧投加量對(duì)污泥比阻的影響

污泥比阻隨著臭氧投加量的增加先減小后又緩慢增加。在氧化臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)達(dá)到最低，此時(shí)的污泥比阻為1.15×1012m/Kg，將脫水難剩余污泥轉(zhuǎn)變成脫水比較容易的改性污泥；從比阻角度分析，在臭氧氧化時(shí)間為12h的情況下，能將污泥的脫水性能提高33倍多，大大改善了剩余污泥脫水性能。在臭氧氧化時(shí)間小于12h時(shí)，隨著投加量的增大比阻快速減小；當(dāng)氧化時(shí)間大于12h時(shí)污泥比阻隨投加量進(jìn)一步增加而隨之呈增大趨勢(shì)。這說(shuō)明了最佳臭氧氧化時(shí)間為12h，在臭氧氧化時(shí)間小于12h區(qū)域內(nèi)臭氧對(duì)污泥菌膠團(tuán)胞外親水性有機(jī)膜層進(jìn)行破解，到氧化時(shí)間在12h附近，達(dá)到最佳破解效果；隨后投加量富余，富余量對(duì)污泥顆粒有機(jī)大分子進(jìn)行分解，打碎污泥顆粒，使得其粒徑大大減小，導(dǎo)致污泥比阻呈上升趨勢(shì)。

2.3 臭氧破解對(duì)污泥濾餅含水率的影響

不同臭氧投加量破解條件下，污泥濾餅含水率如表2所示。

表2 臭氧投加另對(duì)污泥濾餅含水率的影響

從表2中可知，開(kāi)始時(shí)隨臭氧投加時(shí)間的延長(zhǎng)，污泥濾餅的含水率逐漸降低，在臭氧處理時(shí)間為12h時(shí)，污泥脫水效果是較佳，濾餅含水率最低，為52.15%，相較于未處理的濾餅含水率68.9%下降了16.73個(gè)百分點(diǎn)。但從表1中也可看到臭氧投加量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致污泥的含水率反而上升。這是因?yàn)槌粞跬都恿窟^(guò)大后會(huì)使污泥絮體變細(xì)，沉降性能變差，從而體現(xiàn)為濾餅的含水率上升。因此，臭氧投加量有一最佳值。

2.4 污泥形態(tài)分析

采用顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)剩余污泥菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)緊密，且有大量的原后生物，詳見(jiàn)圖3。對(duì)剩余污泥在氧化破膜前后的形態(tài)進(jìn)行了電鏡掃描，結(jié)果如圖4。從圖4（a）可見(jiàn)，污泥在破解前菌膠體表面有一層類似粘狀物質(zhì)將多個(gè)小顆粒連接包裹起來(lái)，形成了結(jié)構(gòu)緊密較為完整的整體，這就導(dǎo)致了污泥中的毛細(xì)水、附著水和內(nèi)部水難以用普通的壓濾方法脫除，從而最終使得污泥的濾餅含水率偏高[1]。經(jīng)破解后，污泥整體包覆膜被打破，結(jié)構(gòu)趨于疏散，細(xì)長(zhǎng)而光滑，見(jiàn)圖4（b）。分析認(rèn)為，由于臭氧對(duì)污泥菌團(tuán)外層有機(jī)膜破壞，而對(duì)內(nèi)的有機(jī)物分解很少。這說(shuō)明了低臭氧投加量下，只破壞膜層結(jié)構(gòu)和鍵能低的水合鍵，從而破壞了污泥的親水力，改善了污泥菌膠團(tuán)脫水性能[2]。

（a）污泥外觀×50 （b）變形蟲屬×100

（c）鐘蟲屬×100 （d）纖毛蟲屬×100

圖3 剩余污泥顯微鏡觀察

3 結(jié)束語(yǔ)

3.1 由于臭氧的強(qiáng)氧化，活性污泥中的細(xì)菌被殺死分解，細(xì)胞膜破裂，使得污泥中有機(jī)物含量增多，因此隨著臭氧投加量的增加，SCOD的值逐漸增加，當(dāng)臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)達(dá)到最大值。

3.2 臭氧破解對(duì)剩余污泥比阻有較大影響，污泥比阻呈先增加后下降的趨勢(shì)，在臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)達(dá)到最低，污泥比阻為1.15×1012m/Kg。

3.3 臭氧破解后污泥濾餅含水率呈現(xiàn)下降后增加趨勢(shì)，在臭氧氧化時(shí)間為12h時(shí)達(dá)到最小值，濾餅含水率為52.15%，相較于未處理的濾餅含水率68.9%下降了16.73個(gè)百分點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]邱超，劉漢湖.臭氧破解對(duì)剩余污泥性質(zhì)的影響[J].中國(guó)給水排水，2012，28（9）：89-91.

[2]趙玉鑫，尹軍.污泥臭氧氧化破解歷程研究[J].黑龍江大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，2010，27（6）：759-763.endprint