胞外多聚物对酶催化污泥厌氧水解的影响研究

吴亚丽 | -> | 1117| 1| 0.304494MB |溶菌酶,纤维素酶,蛋白酶,胞外多聚物,污泥水解,溶胞

吴亚丽 吴亚丽 | 文档量 |浏览量26728

摘要: 研究了胞外多聚物对酶催化污泥溶解效果和催化过程中污泥化学组分变化的影响. 向原污泥及去除胞外多聚物的剩余污泥外加酶,并与未加酶组水解效果进行对比. 结果表明,酶浓度< 20 mg / g时仅水解污泥胞外物质,加大酶量能显著引起污泥破解. 溶菌酶用于原污泥水解效果较好,SCOD /TCOD 最高可达28. 14% ,投加量60 mg / g,反应48 h 后VSS 去除率达51. 66% ,DNA 浓度( 以VSS 计) 为68. 34 mg / g,分别比空白组提高了29. 01% 与59. 63 mg / g,比去除胞外多聚物组提高了24. 86% 与53. 39 mg / g,且NH +4 -N、PO3 -4 -P、SCOD 溶出效果良好,最大累积量分别为503、78. 9、3 171 mg /L. 污泥去除胞外多聚物后投加蛋白酶与纤维素酶溶胞效果较好,VSS 去除率最高分别达到49. 95% 、39. 85% ,溶出DNA 浓度与SCOD、NH +4 -N及PO3 -4 -P线性相关系数在0. 9 以上,6h 左右水解效率最高,达到最大水解速率时刻比原污泥组提前了3 h 左右,且较小的酶量可达到好的溶胞效果.
    目前我国城镇污水处理厂每年排放的污泥年增长率> 10% ,以我国城镇污水处理率达到60% 估算,则将产生的污泥量( 以干重计) 为840 万t,占全国总固体废弃物的3. 3%[1],且大部分污泥并未得到有效处理,而近些年报道的溶胞新方法利用外加酶技术处理剩余污泥可实现污泥的高效减量化,结合后续工艺可使处理后的污泥更安全、环保,以减少对环境的二次污染.
    以往的研究显示外加酶如脂肪酶、内切聚糖酶等能加快污泥溶解[2],利用蛋白酶与淀粉酶处理剩余污泥时VSS 去除率最大可达到68. 43%[3].Parmar 等[4]利用外加酶混合物使TSS 最高减少了50% ,污泥经处理后沉降性能较好. Roman 等[5] 则利用混合酶处理初沉污泥,反应5 d 后TS 明显减少. 由于污泥絮体中胞外多聚物( extracellular polymeric substance,EPS) 决定絮体结构,絮体的水解限制污泥的降解程度[6,7],EPS 的破解可能会加强污泥厌氧消化过程中生物降解的比率[8],理论上,去除EPS 后将加强酶的水解作用,而Sesay 等[9]
将纤维素酶与α-淀粉酶用于提取活性污泥EPS,发现酶解是一种温和的提取方法,增加酶用量与延长反应时间,EPS 提取量趋于平缓,酶与污泥起反应去除的只是胞外物质,且通过细胞计数发现未出现大量细胞溶解. Wawrzynczy 等[10]也通过酶与三聚磷酸钠结合提取污泥胞外多聚物,然而对于酶是否引起污泥大量破解及胞外多聚物对外加酶的水解作用影响,国内外未进行过相关深入研究,此外,溶菌酶用于环境工程领域较少,主要用于提取污泥中总DNA含量[11],而鲜有其水解污泥的研究. 为此笔者考察了几种外加酶对剩余污泥的水解效果,并研究了去除EPS 后酶对污泥水解的影响,对于酶水解污泥技术的研究和运用有较好的参考价值.
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