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近年来,随着城市污水处理量的提高以及人们对环保和健康意识的加强,城市污水剩余污泥的合理处置成为急需解决的问题,其中污泥的资源化利用思路符合可持续发展战略,因而得到了越来越多的关注。本文在重新审视污泥特性的基础上,认识到由于污泥中生物表面活性剂的存在使其具有表面活性,合理调节和利用污泥表面活性可为污泥资源化利用开辟另一条道路。
本文在实验室条件下对城市污泥进行超声破解和好氧消化培养,以污泥上清液的表面张力和Zeta电位值来表征其表面活性,对其影响因素及最佳处理条件进行了研究。
利用超声波对城市污泥进行破解,可以使污泥中微生物细胞内外具有表面活性的两亲性物质溶入水相,从而改变污泥的表面活性。实验发现污泥超声破解过程分为两个阶段:0~1.5min,表面张力和Zeta电位均快速降低;1.5~5min表面张力略微上升后继续下降,只是降速较之前放缓,而Zeta电位随超声时间的增加反而增大,提示1.5min为利用污泥表面活性的最佳超声处理时间;但考虑污泥沉降比SV值在超声作用下接近100%的规律,则可将处理时间延至3min,以充分发挥其悬浮作用。通过正交实验法对影响污泥中微生物生长的四个主要因素(温度、污泥含水率、pH以及牛肉膏/蛋白胨/氯化钠成分含量)对污泥表面活性的影响,通过对实验结果的极差和方差分析,得出实验的优化培养方案并加以验证,最后综合考虑实验结果、成本以及实用性等多方面因素,确定调节污泥表面活性的最佳选择。
采用改进的表面张力法测表面活性剂的临界胶束浓度CMC,对污泥中粗提物进行初步定量,并与阴离子表面活性剂SDS、非离子表面活性剂Triton X—100和Triton X—114的表面活性进行比较。污泥提取物的表面活性高于阴离子表面活性剂SDS,但低于非离子表面活性剂Triton X-100和Triton X—114。
本文通过实验室条件下超声破解和好氧消化培养的方式处理污泥,研究其表面活性变化规律和影响因素,为污泥表面活性的调节和利用提供了理论基础和现实依据,也为今后的深入研究提供了有价值的参考数据。