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作为污泥预处理方法之一,碱热水解能显著提高污泥细胞破解程度,改善污泥后续处理(脱水性能、厌氧消化等)效果。本研究以市政污水厂二沉池回流污泥为对象,在50-150°C条件下进行碱热水解,研究碱种类、碱投加量、处理温度和反应时间等对污泥中营养物质释放规律及脱水性能影响,通过研究可以得出以下结论:(1)热水解处理后,污泥上清液中营养物质浓度得到显著提高,90°C处理5h时,其SCOD、TN、TP浓度分别为7535.1mg/L、1063.6mg/L和128.8mg/L。热水解温度越高,时间越长,溶出率越大,其中,热水解温度比反应时间对污泥营养物质释放影响显著。90°C处理0.5h后SCOD溶出率能达到19.8%,70°C处理5h后SCOD溶出率只有18.7%,而50°C处理12h后其溶出率仅11.1%。(2)与单独热水解相比,碱的加入减弱了污泥细胞壁对温度的抵抗力,加剧了污泥细胞内营养物质的释放与水解,使上清液中溶解性化学需氧量(SCOD)、氮(N)、磷(P)等浓度显著提高,并且随投碱量增加、温度升高和时间延长而增加。各因素对污泥营养物质释放影响程度由大到小依次是:碱种类、碱投加量、处理温度、反应时间。NaOH破解污泥效果要明显优于Ca(OH)2,50°C投加0.1gNaOH/gVS处理0.5h即可达到90°C投加0.2g Ca(OH)2/gVS处理1h的效果。SCOD浓度的增加主要来源于VSS溶解,VSS减少率的增加说明碱热水解可以实现污泥减量化。(3)与单独热水解相比,碱热水解提高污泥脱水性能效果更好,污泥离心含水率可进一步降低1.7-9.3%。碱热水解时,随投碱量增加,污泥脱水性能逐渐提高。温度低于100°C时,Ca(OH)2改善污泥脱水性能效果要优于NaOH,其离心含水率最低可降至75.8%,130°C以上则相反。碱热联合水解还可以降低热水解所需温度,缩短反应时间。污泥经90°C处理5h,NaOH和Ca(OH)2同时投加时,其脱水性能要高于单独投加NaOH碱热水解时的处理效果,而对于二者联合投加时促进污泥营养物质释放效果,则要优于单独投加Ca(OH)2碱热水解。(4)碱热联合处理时,随着温度升高和投碱量增大,污泥絮体结构和形态发生显著改变,污泥颗粒越来越小;红外和紫外光谱的测定分析证实了脂类、多糖、蛋白质和腐殖酸等有机物的存在;投加NaOH碱热预处理污泥时,其液相中COD溶出规律与温度(T)、时间(t)和投碱量(A)之间的关系符合数学模型:△SCOD=20.81[T]0.37[A]0.38[t]0.11,相关性达到了0.969。