鄭蘭香　陳衛(wèi)民　李功

摘要：煤化工污泥是煤化工廢水處理過程中產(chǎn)生的固體廢物。在分析煤化工剩余污泥基本性質(zhì)的基礎(chǔ)上，采用紫外照射的方法對煤化工剩余污泥減量的效果進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明，在經(jīng)過10、30、60 min的紫外照射后，煤化工剩余污泥水中的TN、TP因?yàn)榧?xì)胞破裂濃度不斷增加，而COD溶出后又被其他微生物利用，呈先增后減的趨勢；SS經(jīng)紫外照射之后，濃度逐漸降低。采用紫外線照射煤化工剩余污泥可以取得一定的污泥減量效果，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)該法對煤化工剩余污泥減量的中試及應(yīng)用基礎(chǔ)研究，為寧東煤化工剩余污泥的減量提供參考。

關(guān)鍵詞：紫外照射；煤化剩余工污泥；減量

中圖分類號(hào)：X5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2018）18-0057-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.18.013 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Experiment Research on Coal Chemical Industry Excess Sludge Reduction Based on Ultraviolet Irradiation

ZHENG Lan-xiang1a，2，CHEN Wei-min1b，2，LI Gong1a，2

（1a. School of Resources and Environment；1b.Institution of Environmental Engineering，Ningxia University，Yinchuan 750021，China；

2.Ningxia（China-Arab） Key Laboratory of Resource Assessment and Environment Regulation in Arid Region，Yinchuan 750021，China）

Abstract： The coal chemical industry sludge is solid waste which produced in the process of coal chemical industry wastewater treatment. On the basis of analyzing the basic characteristics of coal chemical industry sludge， the effects of coal chemical industry sludge reduction with ultraviolet irradiation was carried out. The experimental results showed that after 0 min，10 min，30 min，60 min after UV irradiation， the concentration of TN， TP in coal chemical excess sludge increased because of cell rupture. And due to available to other microorganisms， the concentration of COD showed a trend of increase after decreases first. And the concentration of SS gradually reduced after UV irradiation. So， it can obtain certain coal chemical industry excess sludge reduction using ultraviolet radiation. To provide reference for Ningdong coal chemical excess sludge reduction， it need to further strengthen the experimental and applied basic research on the sludge reduction.

Key words： ultraviolet radiation； coal chemical excess sludge； reduction

煤化工廢水來源于煤化工過程，成分十分復(fù)雜，其中除含有氨鹽、硫氰化物、硫化物、氰化物等數(shù)十種無機(jī)物外，還含有酚類、單環(huán)及多環(huán)芳香族化合物，含氮、硫、氧的雜環(huán)化合物、吡啶、咔唑、聯(lián)苯等多種有機(jī)化合物，毒性大，COD值和色度高，且部分有機(jī)污染物很難降解[1，2]。煤化工污泥是煤化工廢水處理過程中產(chǎn)生的固體廢物。由于煤化工廢水的有毒有害特性，其處理過程中產(chǎn)生的煤化工污泥亦含有各種有毒有害物質(zhì)。為減少環(huán)境污染，通過一定技術(shù)手段，在經(jīng)濟(jì)環(huán)保的前提下實(shí)現(xiàn)煤化工剩余污泥減量化，既便于后續(xù)污泥的運(yùn)輸和最終處置，又可降低污泥最終處理處置的成本。

污泥減量技術(shù)主要包括基于促進(jìn)隱性生長的污泥減量技術(shù)、基于解偶聯(lián)作用的污泥減量技術(shù)和基于微型動(dòng)物捕食作用的污泥減量技術(shù)三大類技術(shù)[3]。其中基于隱性生長的污泥減量技術(shù)是通過物理、化學(xué)、生物的方法破壞活性污泥的菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)和微生物的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜，促使蛋白質(zhì)、脂肪、多糖、核酸等從細(xì)胞中釋放出來，使得微生物死亡、溶解[3，4]。促進(jìn)細(xì)胞溶解，在微生物生長數(shù)學(xué)模型中可以認(rèn)為是增大了細(xì)胞衰減速率，因此可以降低剩余污泥的產(chǎn)生量[5]。本研究采用紫外線照射促成污泥減量的技術(shù)，是基于以下理論：當(dāng)紫外線照射到微生物時(shí)，發(fā)生能量的傳遞和積累，積累結(jié)果造成微生物的滅活，從而達(dá)到減量的目的。據(jù)研究，當(dāng)細(xì)菌、病毒吸收超過3 600～65 000 μW/cm2劑量時(shí)，對細(xì)菌、病毒的脫氧核糖核酸（DNA）及核糖核酸（RNA）具有強(qiáng)大破壞力，能使細(xì)菌、病毒喪失生存力及繁殖力進(jìn)而消滅細(xì)菌、病毒。紫外線一方面可使核酸突變，阻礙其復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及蛋白質(zhì)的合成；另一方面，產(chǎn)生的自由基可引起光電離，從而導(dǎo)致細(xì)胞的死亡。因此，使用紫外照射的方法殺死污泥中的菌體可以達(dá)到污泥減量的目的，而且更加經(jīng)濟(jì)與環(huán)保。

本研究以寧夏寧東煤化工基地污水處理站的濃縮池污泥為試驗(yàn)研究對象，在對污泥基本性質(zhì)的研究基礎(chǔ)上，試驗(yàn)研究紫外照射對煤化工污泥減量的效果，探究煤化工剩余污泥紫外照射實(shí)現(xiàn)污泥減量的可行性。

1 材料與方法

1.1 紫外照射裝置

紫外照射污泥減量的試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，圖1為靜態(tài)試驗(yàn)的裝置。取濃縮池污泥1 L置于燒杯中，紫外燈置于燒杯之上，距離污泥表面10 cm。

1.2 測定指標(biāo)及方法

COD采用快速消解法測定，懸浮固體濃度（SS）和揮發(fā)性懸浮固體濃度（VSS）采用重量法測定，TN采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定，TP采用鉬酸銨分光光度法測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 煤化工污泥基本性質(zhì)

從濃縮池取來的新鮮污泥，測定其含水率、懸浮固體濃度（SS）、揮發(fā)性懸浮固體濃度（VSS）及污泥的活性（以VSS/SS表示）等基本性質(zhì)指標(biāo)。結(jié)果表明，煤化工污泥顏色為黑色，pH 8.34，含水率98.325%，SS為17.248 g/L，VSS為10.321 g/L，VSS/SS為0.598。

2.2 煤化工污泥紫外照射減量試驗(yàn)

采用圖1的試驗(yàn)裝置，分析紫外照射時(shí)間對污泥水中TN、TP、COD含量及污泥濃度的影響（表1）。

2.2.1 COD的變化 紫外照射后，煤化工污泥水中COD的變化情況如圖2所示。COD在0、10、30、60 min照射情況下濃度從416.7 mg/L增加到465.3 mg/L然后再下降到327.8 mg/L，從變化趨勢可以看出28 min左右以后呈下降趨勢。紫外照射使污泥中的細(xì)菌、病毒死亡，細(xì)胞破裂營養(yǎng)物質(zhì)流出為未死亡的細(xì)菌病毒提供了生存營養(yǎng)物質(zhì)，COD含量增加，但隨著照射時(shí)長的增加大量的細(xì)菌死亡，COD含量又開始下降。

2.2.2 TN的變化 紫外照射后，煤化工污泥水中TN的變化情況如圖3所示。TN含量在照射時(shí)長為0、10、30、60 min情況下，呈現(xiàn)增長的趨勢。紫外照射使剩余污泥中的細(xì)菌、病毒喪失生存力和繁殖力進(jìn)而消滅細(xì)菌，使核酸突變，阻礙了其復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及蛋白質(zhì)的合成。細(xì)菌和病毒死亡后細(xì)胞破裂，大量的氮元素流出使污泥中的總氮含量增加。

2.2.3 TP的變化 紫外照射后，煤化工污泥水中TP的變化情況如圖4所示。TP含量在照射時(shí)長為0、10、30、60 min情況下濃度呈現(xiàn)增長趨勢。這主要是紫外照射使細(xì)菌病毒死亡，細(xì)胞破裂，并阻止了蛋白質(zhì)的合成，所以污泥中的總磷含量增加。

2.2.4 SS的變化 紫外照射后，煤化工污泥水中SS的變化情況如圖5所示。SS在經(jīng)過0、10、30、60 min照射情況下濃度從未照射時(shí)的17.442 g/L下降到17.060 g/L。隨著污泥中的細(xì)菌和病毒的死亡，細(xì)胞破裂，從而污泥的體積減小。SS濃度從未照射的17.442 g/L下降到照射10 min的17.310 g/L，照射30 min的17.156 g/L，照射60 min的17.060 g/L，減量百分比在照射10 min后為0.7%，照射30 min后為1.6%，照射60 min后為2.2%。

3 結(jié)論

紫外線會(huì)對微生物的細(xì)胞產(chǎn)生破壞作用，促使細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)溶解出來，形成隱性增長。通過紫外照射煤化工剩余污泥的靜態(tài)試驗(yàn)，結(jié)果表明，在經(jīng)過0、10、30、60 min的紫外照射后，煤化工剩余污泥水中的TN、TP因?yàn)榧?xì)胞破裂濃度不斷增加；而COD溶出后又被其他微生物利用，呈先增后減的趨勢；SS在照射10 min后減量0.7%， 照射30 min后減量1.6%， 照射60 min后減量2.2%。因此，采用紫外線照射煤化工污泥可以取得一定的污泥減量效果。應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)紫外照射對煤化工污泥減量的中試及應(yīng)用基礎(chǔ)研究，為寧東煤化工剩余污泥的減量提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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