1. 研究目的与意义
本研究针对低挥发份污泥，在碱性条件下超声强化剩余污泥水解酸化，初步研究各指标的变化规律以及探讨其促进污泥水解酸化的机理，为污泥预处理在厌氧消化中的应用开展了一些基础性的研究和探索。
2. 国内外研究现状分析
目前，通过预处理促进污泥的水解酸化越来越受到研究者的青睐。主要的预处理方法有热水解、碱处理、超声处理、臭氧氧化、表面活性剂等预处理方法在一定程度上都获得较好的效果，其中碱性调节和超声处理由于其操作方便、易控制等优点受到广泛关注。研究表明，将剩余污泥(SS=5163士155mg/L，VSS=3927士47mg/L) 的pH值调为8.0~10.0，在20d的厌氧发酵时间内，溶出的有机质(SCOD)要大于pH5.0~7.0的值，特别是pH10.0和pH11.0时的SCOD值可达pH6.0时的10倍左右，并且第8d产生的挥发性脂肪酸(VFA)的量也是碱性条件的大于酸性条件的。孙庆瑶等考察了超声预处理（0.6W/mL、5min和1W/mL、5min）对污泥（污泥1：TS=22.6士0.5g/L，VSS=19.2士0.03g/L；污泥2：TS=16.4士0.3g/L，VSS=12.0士0.4g/L。）水解酸化过程中SCOD的释放、VFAs的产生以及氮、磷的释放的影响。结果表明：在1.0W/mL比0.6W/mL的声能密度对污泥絮体有更大的破坏力，而在后续的水解酸化过程中0.6W/mL的超声预处理的水解酸化效果优于1W/mL的超声预处理，表明低强度、短时间的超声预处理有利于污泥的水解酸化。目前的研究有些共同点，比如所用污泥的挥发份普遍较高（VSS/SS50%），而对于VSS/SS较低（约30%左右）的污泥预处理后用于后续的的水解酸化研究尚未见报道。另外，单一碱预处理是在水解酸化全程使pH保持在高水平，需要大量的碱投加量，耗碱量高并且会造成二次污染；低强度、短时间的超声处理污泥水解酸化效率不显著，所以采用单一的预处理方式强化后的污泥水解酸化的效率还有优化的潜力和余地。所以研究者着眼于两种预处理方法联合处理剩余污泥，考察对污泥性质的影响，Chiu等研究结果表明：采用碱与超声(120W，20 kHz)结合的方法处理污泥4 h，可使污泥中78%的TCOD溶出，但是没有对后续的水解酸化的影响进行研究。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容
污泥处理：实验所用剩余污泥取自江心洲污水处理厂，取来污泥自然沉降20h左右，取泥5000rpm离心30min后取上清液测定污泥的相关性质。即污泥含水率、ss、vss、tn、tp、tcod。
实验过程中样品处理：取水解酸化过程中污泥，5000rpm离心30min后取上清液测试相关指标，即scod、vfas、tn、tp、氨氮。
4. 研究创新点
(1) 研究发现污泥在碱性条件下超声预处理后进行厌氧消化，其水解率、产酸率有显著的提高；
(2) 将超声波处理和碱性条件综合起来作为一种预处理手段，研究水解酸化阶段的特性；
(3) 研究污泥水解酸化过程中，水解酸化液性质的变化及有关指标变化之间的内在联系，为污泥预处理在厌氧消化中的应用奠定了基础。
