康金虎,孙 鹏,祝艺宁,李岚峰,张伟军*

(1.宁夏环保集团有限责任公司,宁夏 银川 750002;2.中国石油吉林石化公司动力一厂,吉林 吉林 132021;3.中国地质大学(武汉)环境学院,湖北 武汉 430078)

随着我国城镇化的建设,污水处理设施逐渐完善,污水处理能力逐年提升。与之同时,城镇污水处理厂污泥量快速增长,据统计,2025年我国污水处理厂的污泥年产量将突破9 000万t(以含水率80%计)[1]。城镇污水处理厂污泥不仅含水量高、易腐烂、有强烈臭味,并且含有大量的病原菌、寄生虫卵以及铬、汞等重金属和多环芳烃等难以降解的有毒有害及致癌物质。污泥未经处理随意堆放,经过雨水的侵蚀和渗漏作用,易对地下水、土壤等造成二次污染,直接危害人类身体健康,产生众多的不利影响。污泥厌氧消化处理技术是实现污泥减量化、稳定化和资源化的重要手段,已成为欧美、日本等国家和地区污泥处理的主流工艺,我国也在大力鼓励发展该技术。但是,传统的厌氧消化的有机物转化效率低、对污泥中复杂多聚物的水解速率低且水力停留时间(HRT)长,束缚了其进一步推广[2]。

碱热处理作为一种高效的污泥预处理技术,与厌氧消化组合联用可以有效地提升污泥厌氧消化的效能[3-4]。污泥碱热处理过程主要包括污泥絮体结构的解体、污泥细胞破碎和有机物的释放、污泥有机物的水解和有机物发生美拉德反应。美拉德反应由法国化学家Maillard L C于1912年提出,是一种广泛存在于食品工业的非酶褐变反应,它是由羰基化合物(还原糖类)与氨基化合物(氨基酸和蛋白质)作为底物经过一系列复杂反应最终生成棕色或黑色的大分子物质的过程[5-10]。……