微波破解污泥细胞壁技术
污泥热水解是作为一种强化的预处理手段改善污泥的脱水性能和生物降解性能,从而提高污泥后续处理的整体效率,这一直是污泥处理领域的研究热点[16-17]。与超声、机械破碎和化学预处理等手段相比,热水解可实现细胞破碎、释放胞内有机物的同时将大分子有机物水解,同步改善污泥脱水性能和厌氧消化性能,因而得到了广泛的研究和应用。
传统的污泥热水解工艺存在热效率低、停留时间长的不足[18],有学者开始用热效更高的微波热水解污泥。乔玮等[19]进行了污泥微波热水解的研究,在80~170℃进行l~30min的城市污水污泥微波热水解,微波频率2450MHz,最大输出功率
lkW。结果表明,微波加热使污泥有机物水解反应快速发生,
水解过程受温度影响显著。在最佳反应条件下,污泥经过
170℃下微波水解10min后,可以通过扫描电镜观察到污泥菌
体细胞壁发生破裂,离心脱水后污泥的含水率降低到65.5%,极大地改善了污泥的生物降解性能和脱水性能。
国内外有一些关于污泥厌氧发酵产氢的研究,但都遇到水解效率低的问题。因为微生物细胞的水解速率限制了污泥厌氧消化的速率,导致水力停留时间增加,厌氧效率降低[20]。为了达到提高污泥厌氧消化速率的目的,就必须破碎污泥微生物细胞,进而提高消化效率。