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2.4 聲能密度對污泥破解效果的影響

在ClO2投量為4mg/(g 干泥)，溶胞時間60min，超聲時間10min 的條件下，改變聲能密度，研究分析聲能密度對耦合破胞工藝破解污泥效果的影響。ClO2-超聲波耦合破解污泥上清液SCOD、TN 和TP 隨超聲時間的變化如圖4 所示。

由圖4 可見，經超聲波破碎后，上清液SCOD和TN均較ClO2溶胞階段有大幅提升，而TP增加較少。聲能密度在0.5W/ml至3W/ml范圍內，聲能密度對胞內物溶出效果影響不大。然而有研究得出，在單純超聲波破解污泥時，隨聲能密度增加，污泥破解速率加快。究其原因，在未經ClO2氧化時，細胞壁強度較大，需要較高的聲能密度才能破解細胞。而經ClO2氧化減弱了細胞壁的強度后，即使是在低聲能密度下也能獲得很好的破解效果。因此，在低聲能密度下破胞有利于節(jié)省能耗。

2.5 破解污泥的生物有效性及溶出物的生物可降解性

隱性生長是微生物利用衰亡細胞產生的基質作為底物的生長，強化隱性生長的手段主要是促使微生物的衰亡和胞內物溶出，使其回流至系統(tǒng)中時易于被微生物代謝降解。而回流污泥細胞衰亡的程度以及溶出物的生物可降解性對溶胞回流的污泥減量效果影響很大。

在ClO2投量為4mg/(g 干泥)，溶胞時間60min，聲能密度0.5W/ml，超聲時間10min 的條件下，經ClO2-超聲波耦合破解污泥后上清液各營養(yǎng)物質的量及污泥脫氫酶活性列于表1中。

由表1 可見，上清液中TP:TN:COD 約為1:2:20。一般認為，TP:TN:COD 達到1:5:100時，營養(yǎng)物質即可滿足微生物生長對氮磷的需求?？梢娙艹霭麅任餇I養(yǎng)物質較高。上清液SCOD 中，BOD/COD 達0.4，一般認為BOD/COD 達0.3 即易于生物降解，可見上清液所含的溶出胞內物生物降解性好。

經ClO2-超聲波耦合破解后的污泥，其脫氫酶活性降至0.015μgTF/(mg 污泥·h)，而原污泥脫氫酶活性為0.43μgTF/(mg 污泥·h)，經破解后污泥脫氫酶活性降至極低，可以認為污泥已被滅活，并轉化成為了可被生物降解的有機質。

3．結論

（1）采用ClO2-超聲波耦合破解污泥，溶出胞內物隨ClO2溶胞時間增加而增加，當ClO2溶胞時間達60min 后，則不再增加；溶出胞內物隨ClO2投量增加而增加，當ClO2投量達4mg/(g 干泥)后，SCOD、TN 增加趨勢減小，達6mg/(g 干泥)時，TP 增加趨勢也減小；溶出物隨超聲時間的增加而增加；而在0.5W/ml-3W/ml 范圍內改變聲能密度，對破胞效果影響不大。

（2）采用ClO2耦合超聲波破解污泥，最佳ClO2溶胞時間為40-60min；最佳ClO2投量為4mg/(g 干泥)；而為使TP 充分釋放，則需增加至6mg/g 干泥；在低聲能密度下宜延長超聲波作用時間。

（2）經ClO2-超聲波耦合破解污泥后，上清液中TP:TN:COD 約為1:2:20，營養(yǎng)物質豐富；BOD/COD 為0.4，生物降解性好；經破解后污泥活性降至極低的水平，污泥已被滅活，轉化為可被生物降解的有機質。