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随着我们城镇污水集中处理率的要求越来越高,相伴污水处理而带来的剩余污泥的量也越来越大。国务院最近颁布的“水污染防治行动计划”对污水厂污泥处理处置提出了新的要求:现有污泥处理处置设施应于2017年底前基本完成达标改造,地级及以上城市污泥无害化处理处置率应于2020年底前达到90%以上。因此,城市污泥处理处置将是未来几年污染控制领域的热点和焦点。污泥厌氧发酵是污泥资源化、减量化与无害化处理一种有效的方式。然而剩余污泥中溶解性有机质含量低、含固率低,可生物降解性较差。单独将剩余污泥进行厌氧消化时污泥的减量与产酸效果并不明显。本文致力于解决水解是污泥厌氧消化的限速步骤这个问题,采用超声波及其耦合技术对污泥进行预处理,达到获得大量溶解性有机质以提高污泥厌氧产酸效能的目的。主要研究结论如下:1)研究了超声波单独预处理污泥时,对污泥破解与厌氧产酸的影响,并优化了超声波处理污泥的参数。结果表明,提高超声波的声能密度和作用时间均能够提高污泥中SCOD与溶解性碳水化合物的含量,并促进了氨氮与磷酸盐的释放。超声波预处理增加了污泥中微小颗粒的含量,并促进了污泥VSS的减量。超声波预处理为污泥厌氧水解提供了大量的初始发酵底物,经过超声预处理的各实验组VFAs的最高浓度均大于对照组;超声预处理减少了污泥厌氧达到最高VFAs浓度的酸化时间;当声能密度为1W/ml时,最佳预处理时间为20min。2)超声波与碱的耦合预处理技术,对污泥破解时有机质释放的影响更加明显。在相同超声波条件下,随着预处理时投碱量(即pH)的升高,污泥中SCOD和溶解性碳水化合物的含量大幅度升高。超声波与碱耦合预处理污泥,提高了污泥厌氧发酵时VFAs的产量,但随着投碱量的提高,污泥厌氧发酵达到最高产酸量的时间有所延长。本实验中,超声波耦合碱预处理污泥的最佳pH为10。3)首次研究了超声波耦合表面活性剂对污泥破解与厌氧产酸的影响。结果表明:随着十二烷基苯磺酸钠(SDBS)或十六烷基三甲基氯化铵(1631)投加量的提升,污泥中SCOD和溶解性碳水化合物的含量逐步升高。在相同超声条件下,投加量相同时,SDBS比1631更加促进了污泥中磷酸盐的释放,并且1631在预处理阶段促进了氨氮的积累。超声波耦合SDBS或1631对污泥进行预处理污泥,提高了污泥厌氧发酵过程中VFAs的产量,但SDBS或1631单独作用时产酸量更高。