胞外多聚物对酶催化污染厌氧水解的影响研究

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由于城市化进程的加快,废水处理系统逐渐普及,而随着处理效率的不断提高,剩余污泥总量也将加大,由此带来的二次污染不容忽视。厌氧消化技术在一定程度上可实现污泥的减量、无害及资源化,较为经济实用。但一般其反应时间长,水解程度低,而污泥酶法处理技术能够在较大程度上强化污泥水解,具有消化时间短,易于控制、无二次污染等特点,有广阔的应用前景。为了进一步掌握各种酶的水解效果及机理,并提高酶的水解效率,本文针对酶法处理污泥过程中胞外多聚物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)对几种酶的作用影响做了初步研究及探讨。  本研究考察了胞外多聚物对酶催化污泥的溶解效果影响及其对催化过程中污泥化学组分的变化影响。采用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,酶浓度小于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浓度为68.34 mg/g(以VSS计),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,且氨氮(NH4+-N)、正磷酸盐(PO43-P)、SCOD溶出效果良好,最大累积量分别为503、78.9、3171mg/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、NH4+-N及PO43-p含量线性相关系数在0.9以上,6 h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。原污泥及去EPS污泥水解反应从开始阶段至达到最大水解速率时刻符合一级动力学方程,原污泥蛋白酶及纤维素酶实验条件下的溶解速率常数Kd值小于两种酶反应条件下的去EPS组Kd值,而溶菌酶则相反。
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