超磁分离污泥与剩余污泥协同水解酸化( 二 ) ：超磁分离污泥与剩余污泥协

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1.3分析方法
本研究在首创东坝污水处理厂现场进行，每天早晚各取反应器的出水进行相关指标的测定。由于水解消化后污泥脱水性能变差，因此，各指标测定前须对样品进行预处理。预处理主要包括离心及过滤2个过程。离心采用100mL的离心管，设置转速为5000r·min-1 ，离心45min 。然后将上清液用0.45um的微孔滤膜过滤，去除上清液中小颗粒物质，避免阻塞测定仪器并确保测量精度。
常规分析参考文献中的方法，其中TCOD、SCOD采用重铬酸钾法， TN采用过硫酸钾氧化紫外分光光度法， TP采用过硫酸钾氧化钼酸铵分光光度法， SOP采用钼酸铵分光光度法， NH4+-N采用纳氏试剂光度法， VSS和SS采用重量法。 pH采用HACHHQ40d测定仪测定。 VFAs采用瑞士万通883型离子色谱仪测定。
2结果与讨论
2.1污泥水解产SCOD的变化
污泥水解情况可以使用SCOD来表示。 2种剩余污泥在不同接种比例下对超磁分离污泥水解酸化的影响如图2所示。由图2(a)和图2(b)可见， 2种超磁分离污泥（Rl、R2)自然水解产生的SCOD均在第4天达到峰值，分别为1118.68mg.L—1和2063.50mg.LT1;虽然两者水解得到的SCOD不同，但是从图2(c)可以看出，其SCOD/VSS的变化规律是一致的，最高值均出现在第4天，为110rng^-1 。说明2种超磁分离后的污泥水解产酸的效果基本是一致的。

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剩余污泥（Wl、W2)自然水解产生的SCOD均在第7天达到峰值，分别为1599.88mg'I/1和‘gSWOmg'L-1 。由图2(a)可以看出， 2号和3号的SCOD最大值均出现在第4天，分别为lWG.SOmg'L—1和1248.40mg.L—、4号的SCOD最大值出现在第5天，为UeZWmg'L-1;5号、6号和7号的SCOD最大值均出现在第7天，分别为1443.68、1493.96和1599.88mg'l/1 。随着剩余污泥比例的增加，不仅可以增加SCOD的析出量，还可以延长其达到最大值的时间；与Rl、W1水解不同的是，由图2(b)可以看出， 2?7号的SCOD最大值均在第7天，并且其随着接种比例的增加而增大，分别为2435.30、2622.70、2668.80、3151.00、3423.20和4954.80mg.L—1 。这与苏高强等[12]的研究结果相似。
W1、W2产SCOD出现如此大的差异，推测其原因是：一方面， W1为脱完水后的污泥，其中聚丙烯酰胺（PAM)的存在增加了分子间的团聚性，进而减少了发酵微生物与消化基质的接触,从而减少了SCOD的产量；另一方面， W2为某稳定运行的EBPR系统，污泥中微生物的含量较W1多，水解酸化菌通过对污泥中微生物细胞壁破坏从而促使细胞内容物释放。
2.2污泥产酸效果分析
水解酸化过程中产生的VFAs主要是由发酵产酸菌对可溶性有机物的吸收转化。实验发现， 3种污泥产生的酸主要是乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸和正戊酸，将其乘以相应的系数换算成COD后相加，其和为挥发性有机酸量实验选取Rl、W1进行分析，污泥水解过程中VFAs的生成情况如图3所示。由图3可以看出， VFAs的变化规律与SCOD是一致的，均呈先增大后减少的趋势。 1号（超磁分离污泥）自然水解VFAs的峰值出现在第4天，峰值为353.54mg'L1,与SCOD的变化趋势相同的是，混合污泥2?6号分别在第4、4、5、7和7天，水解液中产生的VFAs达到最大值，分别为399.98、436.52、449.03、520.05和556.97mg.IT1,7号（剩余污泥）自然水解产生的VFAs的峰值出现在第7天，为477.52mg ， !/1 。从图3中还来可以看出，接种剩余污泥能提高VFAs的产生量，并且随着接种剩余污泥的增加，也能延长其VFAs达到峰值的时间。

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在初始阶段，污泥中易降解颗粒物质首先被水解酸化菌转化为VFAs,随着反应的进行，易降解物质被消耗完全，水解酸化菌开始利用较难降解的颗粒及大分子物质，这样导致VFAs的产速变慢。由图3可以看出：混合污泥与超磁分离、剩余污泥比较，更易酸化产VFAs 。这是因为一方面混合污泥吸附大量胶体和易降解有机物，水解酸化菌能被有效利用；另一方面，超磁分离污泥中虽然有机物含量很高，但多数属于慢速降解碳源；剩余污泥中的有机物主要存在其细胞内和胞外聚合物中，不经过有效预处理水解酸化菌难以利用。
2.3VFAs:SCOD及VFAs组分分析
SCOD向VFAs的转化率能直接用来反映污泥的产酸效果。实验选取Rl、W1进行分析，由图4可以看出，在前4d,VFAs:SCOD均逐渐变大，混合污泥VFAs:SCOD比值一直领先超磁分离、剩佘污泥。 1?7号的VFAs:SCOD分别在第4、4、4、5、7、7和7天达到最大值分别为0.316、0.334、0.350、0.360、0.361、0.373和0.299 。因此，仅从VFAs:SCOD来看：混合污泥较之于超磁分离具有较高的产酸优势；且剩余污泥接种量的增加也加快了水解酸化的速率，从而加深了酸化的程度。