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厌氧消化是一种十分有效的污泥稳定化处理工艺,具有资源化、稳定化和无害化的优点,长期以来一直在剩余污泥处理中扮演着重要角色。由于污泥中的有机质大部分是微生物的细胞物质,被微生物细胞壁所包裹,难以为厌氧微生物所利用,于是便限制了污泥的厌氧消化,造成了污泥厌氧消化过程的污泥停留时间长(20-30d)、消化池容积大等问题。研究者利用各种细胞破碎技术促进污泥的分解,化学氧化方法是有价值的污泥预处理方法。目前,关于硫酸自由基(S04-·)高级氧化技术的研究大多集中于处理土壤或水体中的有机污染物,而将硫酸自由基应用于处理污泥的研究国内外少见报道。过硫酸盐氧化预处理污泥,反应条件温和,能显著促进污泥厌氧消化性能。采用硫酸自由基处理污泥是一个新颖的方法。本文利用过硫酸钾(K2S2O8)热活化产生具有强氧化性的硫酸自由基破解剩余污泥,与单独加热作对比,考察了处理前后污泥性质的变化。实验结果表明,随着反应时间的增加,污泥分解率呈线性上升趋势。升高温度可提高K2S2O8热活化的效率,增加污泥的破解率。当反应温度90℃,加热时间90min,每克悬浮固体(SS)中K2S2O8投加量为0.5g时,污泥分解率达16.9%；微生物胞外聚合物(EPS)被分解、胞内物质释放到液相中,使污泥上清液中溶解性化学需氧量(SCOD)浓度由单独加热时的435mg/L增至719mg/L；融胞释放的总氮(TN)、总磷(TP)浓度比单独加热处理分别增加了46%和60%；在高温及氧化剂的作用下,部分有机氮被转化成氨氮(NH4+-N),使污泥上清液中的NH4+-N浓度由15mg/L增至27.8mg/L。试验还考察了硫酸自由基预处理对剩余污泥中温厌氧消化的影响,并与原污泥直接进行厌氧消化的效果进行了比较。试验结果表明,经过预处理后,污泥在厌氧消化过程中平均日产气量为38mL/d,比原污泥提高了46%,污泥累积产气量比原污泥增加了45%,对挥发性固体(VSS)和总化学需氧量(TCOD)去除率分别提高了14.9%和11.5%。污泥预处理使污泥溶液中的挥发性脂肪酸(VFA)由210mg/L上升到730mg/L,但同时碱度的提高能使系统保持良好的缓冲性能,从而保证了厌氧消化系统的正常运行。