申请日2015.06.26
公开(公告)日2015.10.07
IPC分类号C12P7/40
摘要
本发明公开了一种利用皂角粉促进剩余污泥水解酸化的方法，包括：将皂荚预处理得到皂角粉;将剩余污泥预处理得到VSS含量为20～30g/L的浓缩污泥;将皂角粉以0.04～0.30g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计)投加量加入浓缩污泥中，快速混匀，置于水解酸化装置中，进行水解酸化，发酵条件控制厌氧;对发酵后的水解酸化体系进行固液分离，得到含有挥发性脂肪酸的水解酸化上清液。本发明对污泥中有机质的释放以及发酵产酸有显著的促进效果，操作方法简便，使用的皂角粉易生物降解，适用于含酸、碱和盐的发酵体系，既避免了化学表面活性剂的二次污染，又比生物表面活性剂廉价易得，是一种环境友好的经济的促进污泥水解酸化的新技术。
权利要求书
1.一种利用皂角粉促进剩余污泥水解酸化的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将皂荚去除表皮后，机械破碎，过筛，烘干得到皂角粉;
(2)剩余污泥通过沉降与浓缩，得到VSS含量为20～30g/L的浓缩污泥;
(3)将步骤(1)获得的皂角粉加入步骤(2)获得的浓缩污泥中，快速混匀，得到混合浓缩污泥，皂角粉投加量为0.04～0.30g皂角粉/g浓缩污泥;
(4)取步骤(3)所获混合浓缩污泥置于水解酸化装置中，进行水解酸化，发酵条件控制厌氧，温度为20～35℃，转速为180～250rpm，发酵时间为0～20d，获得发酵后的水解酸化体系;
(5)对步骤(4)所述的发酵后的水解酸化体系进行固液分离，得到含有挥发性脂肪酸VFAs的水解酸化上清液。
2.根据权利要求1所述的利用皂角粉促进剩余污泥水解酸化的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的皂角粉由皂荚去皮后破碎，获得目数范围为140～200目的皂角粉，于60℃下烘干2h。
3.根据权利要求1所述的利用皂角粉促进剩余污泥水解酸化的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的剩余污泥来源于城市污水处理厂，剩余污泥经沉淀浓缩后的浓缩污泥VSS含量为21～29g/L。
4.根据权利要求1所述的利用皂角粉促进剩余污泥水解酸化的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的皂角粉的投加量为0.1～0.25g皂角粉/g浓缩污泥。
5.根据权利要求1所述的利用皂角粉促进剩余污泥水解酸化的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述的发酵时间为3~15d。
6.根据权利要求1所述的利用皂角粉促进剩余污泥水解酸化的方法，其特征在于：步骤(5)中，所述的发酵后的水解酸化体系固液分离采用的是离心分离方式，离心力为5000×g，离心时间为30min。
说明书
一种利用皂角粉促进剩余污泥水解酸化的方法
技术领域
本发明属于城市污泥资源化技术领域，涉及城市污泥中有机质的厌氧生物转化的方法，具体涉及一种利用皂角粉(Gleditsia sinensis pod powder)促进剩余污泥水解酸化的方法。
背景技术
目前城市污水处理厂多采用活性污泥法工艺进行污水处理，会产生大量的剩余污泥，污泥处理处置已成为城市污水厂所面临的沉重负担。剩余污泥中含大量的有机质与氮、磷等营养元素，对污泥进行资源化与能源化利用成为全球关注的热点。水解酸化可获得挥发性脂肪酸VFAs(Volatile Fatty Acids)，VFAs可用于低C/N比污水处理的外加碳源，聚羟基烷酸酯(PHA)的合成底料，可用于强化生物除磷。水解酸化在实现污泥资源化的同时可实现污泥的减量化和稳定化。
剩余污泥的厌氧消化过程主要可分为三个阶段，即污泥中颗粒态有机物的水解发酵阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。水解发酵阶段中水解菌将污泥中多糖类、蛋白质、脂肪等水解为脂肪酸、氨基酸、甘油等小分子有机物质;产氢产乙酸阶段中，产氢产乙酸菌群再将前一阶段的小分子有机物质转化为乙酸、H2、CO2等;产甲烷阶段中，产甲烷菌利用乙酸、H2、CO2产生甲烷。由于污泥中微生物细胞膜的天然屏障作用，有机物水解往往是污泥厌氧消化的限速步骤。强化污泥裂解/水解是促进污泥发酵的关键。目前研究与应用较多的污泥发酵预处理方法有机械法、加热法、超声波法、酸碱调节法、投加表面活性剂法与菌株改良法等。
孙弘等指出热处理可提高溶液中的SCOD及碳水化合物含量，经90℃处理的活性污泥在缺氧条件下水解酸化30h后，VFAs的产量达到最大为946mg/L;王晓青等研究表明超声作用强度越大，水解酸化的效果越好，SCOD的增加量就越大;孙庆瑶等指出0.6W/mL、5min的超声预处理条件对污泥水解酸化过程SCOD的释放、VFAs的产生以及氮和磷的释放有显著的促进效果;Chen等研究表明，在前8天的发酵时间里，在pH=9或10的条件下总SCFAs的产生量远大于酸性或中性pH条件的产生量;Ji等添加十二烷基苯磺酸钠(SDBS)至活性污泥与初沉污泥的混合物中，污泥水解、SCFAs积累、NH4+-N释放、PO43-释放和VSS消耗都大幅度增加;Zhou等投加鼠李糖脂(RL)使活性污泥的增溶和酸化作用明显增强，VFAs产量明显增大。
目前常用于促进污泥水解酸化的方法都取得了很好的效果，但是都存在一定的弊端。热处理法设备要求高且能耗高;超声法同样耗能巨大;酸碱调节法会在水解酸化液中引入过多阴阳离子，不利于水解酸化液的后续利用;投加表面活性剂法中化学表面活性剂易产生二次污染，而生物表面活性剂费用高。开发节能环保、经济节约的污泥水解酸化的促进方法与技术具有重要意义。
皂荚(Gleditsia sinensis Lam.)是豆科苏木亚科多年生木本植物，是广泛分布于我国的特有种，其分布面积约占我国国土面积的50%，皂荚资源丰富。皂角粉由皂荚粉碎而得，其主要化学成分有皂苷类、黄酮类、甾体类和多糖等;皂荚具有起泡沫、乳化、去污的特性，在日用品化学工业中常用于制作纯天然清洁剂与起泡剂;皂荚还具有祛除顽痰、通窍开闭、祛风杀虫、抗癌等作用，是中医治疗乳腺癌、肺癌等多种癌症的常用药物;同时皂荚中含有多种多肽和糖类化合物，且脂肪含量不高，在饲料、保健食品以及一些化工原材料中运用较多且较广泛;从皂荚中分离提取得到的多糖胶具有与瓜尔胶、葫芦巴胶等植物胶相似的性质，可作为增稠剂、粘合剂、稳定剂等应用于食品、石油、造纸、印染和选矿等多种工业中。蒋煜峰等研究指出皂苷与重金属可直接形成配位化合物或通过与其他金属的架桥作用形成稳定的可溶性络合物，对污染土样中重金属具有较好的淋洗去除效果;杨娟娟等指出在低pH和高离子强度下皂角苷对芘有明显的增溶作用，皂角苷对芘的增溶作用比Triton X、Brij、Tween等非离子表面活性剂更强;刘芳等提取了皂荚多糖，发现皂荚多糖有明显的羟自由基(·OH)清除作用和一定的抑制超氧阴离子自由基(·O2-)的能力。
皂角粉来源广泛，价格低廉，环境友好。目前的研究表明皂荚中含有皂苷、纤维素、半纤维素、木质素、果胶、鞣质、酚性物质、生物碱、有机酸、糖类、油脂等多种化学成分，这为皂荚的综合利用提供了依据。而且目前我国对皂荚已经进行了系统化的研究和品种改良，皂荚资源的数量将大幅提升，有利于皂荚资源的进一步开发和大规模的工业化利用。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种利用皂角粉促进剩余污泥水解酸化的方法，采用投加皂角粉来促进污泥水解酸化，是一种环境友好的促进污泥水解酸化的新技术。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种利用皂角粉促进剩余污泥水解酸化的方法，包括以下步骤：
(1)将皂荚去除表皮后，机械破碎，过筛，烘干得到皂角粉;
(2)剩余污泥通过沉降与浓缩，得到VSS含量为20～30g/L的浓缩污泥;
(3)将步骤(1)获得的皂角粉加入步骤(2)获得的浓缩污泥中，快速混匀，得到混合浓缩污泥，皂角粉投加量为0.04～0.30g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计);
(4)取步骤(3)所获的混合浓缩污泥置于水解酸化装置中，进行水解酸化，发酵条件控制厌氧，温度为20～35℃，转速为180～250rpm，发酵时间为0～20d，获得发酵后的水解酸化体系;
(5)对步骤(4)所述的发酵后的水解酸化体系进行固液分离，得到含有挥发性脂肪酸VFAs的水解酸化上清液;
步骤(1)中，所述的皂角粉由皂荚去皮后破碎，获得目数范围为140～200目的皂角粉，于60℃下烘干2h。
步骤(2)中，所述的剩余污泥来源于城市污水处理厂，剩余污泥经沉淀浓缩后的浓缩污泥VSS含量为21～29g/L。
步骤(3)中，所述的皂角粉的投加剂量为0.1～0.25g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计)。
步骤(4)中，所述的发酵时间为3~15d。
步骤(5)中，所述的发酵后的水解酸化体系固液分离采用的是离心分离方式，离心力为5000×g，离心时间为30min。
有益效果：
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)投加皂角粉促进污泥水解酸化的方法，操作简单易行，与加热法和超声波法相比，对设备要求低，处理过程耗能小，运行成本低。
2)皂角粉易生物降解，适用于含酸、碱和盐的发酵体系。与酸碱调节法和使用化学表面活性剂法相比，无二次污染，有利于水解酸化液的后续利用。与生物表面活性剂法相比，皂角粉来源广泛，使用前无需提取与合成，获取途径简单，价廉易得，适于在促进剩余污泥水解酸化过程中的规模化应用。
3)皂角粉的投加对污泥颗粒物中有机质的释放有明显的促进作用，当皂角粉投加量为0.20g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计)，可溶性化学需氧量SCOD含量和溶解性有机碳DOC含量最大值，分别为不投加皂角粉的对比实施例中SCOD含量和DOC含量最大值的近3倍和4倍。
4)皂角粉的投加对剩余污泥发酵产酸的促进效果显著，皂角粉投加量为0.20g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计)，挥发性脂肪酸理论需氧量ThODVFAs最大值，为不投加皂角粉的对比实施例中ThODVFAs最大值的近10倍。
5)投加皂角粉在促进污泥水解酸化的同时，对污泥中营养元素氮磷的释放也有明显的促进作用。
6)皂角粉可用于促进投配混合浓缩污泥的连续水解酸化。在皂角粉投加量为0.10g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计)的条件下进行污泥水解酸化，获得发酵后的水解酸化体系;在此基础上，按混合浓缩污泥投配率为10%，其中皂角粉投加量为0.04g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计)，建立连续水解酸化体系;连续水解酸化体系固液分离后的上清液中SCOD含量最高可达5935.8mg/L，ThODVFAs含量最高可达4375.7mg/L，DOC含量最高可达1947.5mg/L。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
以下实施例中所采用的皂角粉，由皂荚经去除表皮，机械破碎后获得，皂角粉目数范围为140～200目，皂角粉使用前于60℃下烘干2小时;剩余污泥取自南京某城市污水处理厂，剩余污泥通过沉降与浓缩，得到VSS含量为21.46～28.55g/L的浓缩污泥;对固液分离后的水解酸化上清液样品，用水适当稀释后，经孔径为0.45μm的混合纤维滤膜抽滤，抽滤后测定上清液的有关溶解性指标，包括SCOD、VFAs、DOC、TN、NH4+-N、TP和可溶性正磷酸盐SOP，用来评价水解酸化上清液的性质。
实施例1
将皂角粉按0.05g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计)的投加量加入VSS含量为21.46g/L的浓缩污泥中，快速混匀，得到混合浓缩污泥。
取混合浓缩污泥150mL置于250mL锥形瓶中，进行水解酸化，发酵条件控制厌氧，由水浴恒温振荡器控制反应温度为25℃，转速为180rpm，发酵时间为0～7d，获得发酵后的水解酸化体系。
对发酵时间分别为0d、1d、3d、5d、7d的水解酸化体系取样，在离心力5000×g的条件下离心30min进行固液分离，得到水解酸化上清液，测定其有关溶解性指标。
水解酸化过程中，上清液SCOD含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第3d时SCOD含量最大，为1593.9mg/L;ThODVFAs含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第5d时ThODVFAs含量最大，为522.8mg/L;DOC含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第5d时DOC含量最大，为581.7mg/L;TN含量和NH4+-N含量随发酵时间的延长先增大后趋于稳定，至发酵第7d时TN含量和NH4+-N含量最大，分别为289.47mg/L和252.12mg/L;TP含量和SOP含量随发酵时间的延长先增大后趋于稳定，至发酵第7d时TP含量和SOP含量最大，分别为173.88mg/L和168.76mg/L。
实施例2
将皂角粉按0.10g皂角粉/g污泥(以VSS计)的投加量加入VSS含量为21.46g/L的浓缩污泥中，快速混匀，得到混合浓缩污泥。
取混合浓缩污泥150mL置于250mL锥形瓶中，进行水解酸化，发酵条件控制厌氧，由水浴恒温振荡器控制反应温度为25℃，转速为180rpm，发酵时间为0～7d，获得发酵后的水解酸化体系。
对发酵时间分别为0d、1d、3d、5d、7d的水解酸化体系取样，在离心力5000×g的条件下离心30min进行固液分离，得到水解酸化上清液，测定其有关溶解性指标。
水解酸化过程中，SCOD含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第5d时SCOD含量最大，为2285.9mg/L;ThODVFAs含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第3d时ThODVFAs含量最大，为747.3mg/L;DOC含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第3d时DOC含量最大，为825.8mg/L;TN含量和NH4+-N含量随发酵时间的延长先增大后趋于稳定，至发酵第7d时TN含量和NH4+-N含量最大，分别为276.92mg/L和258.46mg/L;TP含量和SOP含量随发酵时间的延长先增大后趋于稳定，至发酵第5d时TP含量和SOP含量最大，分别为179.97mg/L和172.60mg/L。
实施例3
将皂角粉按0.20g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计)的投加量加入VSS含量为21.46g/L的浓缩污泥中，快速混匀，得到混合浓缩污泥。
取混合浓缩污泥150mL置于250mL锥形瓶中，进行水解酸化，发酵条件控制厌氧，由水浴恒温振荡器控制反应温度为25℃，转速为180rpm，发酵时间为0～7d，获得发酵后的水解酸化体系。
对发酵时间分别为0d、1d、3d、5d、7d的水解酸化体系取样，在离心力5000×g的条件下离心30min进行固液分离，得到水解酸化上清液，测定其有关溶解性指标。
水解酸化过程中，SCOD含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第5d时SCOD含量最大，为3724.7mg/L;ThODVFAs含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第5d时ThODVFAs含量最大，为2044.7mg/L;DOC含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第5d时DOC含量最大，为1458.3mg/L;TN含量和NH4+-N含量随发酵时间的延长先增大后趋于稳定，至发酵第7d时TN含量和NH4+-N含量最大，分别为332.16mg/L和314.55mg/L;TP含量和SOP含量随发酵时间的延长先增大后趋于稳定，至发酵第5d时TP含量和SOP含量最大，分别为207.51mg/L和203.34mg/L。
实施例4
将剩将皂角粉按0.10g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计)的投加量加入VSS含量为23.77 g/L的浓缩污泥中，快速混匀，得到混合浓缩污泥。
取混合浓缩污泥150mL置于250mL锥形瓶中，进行水解酸化，发酵条件控制厌氧，由水浴恒温振荡器控制反应温度为20℃，转速为180rpm，发酵时间为0～7d，获得发酵后的水解酸化体系。
对发酵时间分别为0d、1d、3d、5d、7d的水解酸化体系取样，在离心力5000×g的条件下离心30min进行固液分离，得到水解酸化上清液，测定其有关溶解性指标。
水解酸化过程中，SCOD含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第5d时SCOD含量最大，为2987.5mg/L;ThODVFAs含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第5d时ThODVFAs含量最大，为1127.9mg/L;DOC含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第5d时DOC含量最大，为1156.8mg/L;TN含量和NH4+-N含量随发酵时间的延长不断增大，至发酵第7d时TN含量和NH4+-N含量最大，分别为322.47mg/L和306.74mg/L;TP含量和SOP含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第3d时TP含量和SOP含量最大，分别为211.99mg/L和203.99mg/L。
实施例5
将皂角粉按0.10g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计)的投加量加入VSS含量为23.77g/L的浓缩污泥中，快速混匀，得到混合浓缩污泥。
取混合浓缩污泥150mL置于250mL锥形瓶中，进行水解酸化，发酵条件控制厌氧，由水浴恒温振荡器控制反应温度为25℃，转速为180rpm，发酵时间为0～7d，获得发酵后的水解酸化体系。
对发酵时间分别为0d、1d、3d、5d、7d的水解酸化体系取样，在离心力5000×g的条件下离心30min进行固液分离，得到水解酸化上清液，测定试其有关溶解性指标。
水解酸化过程中，SCOD含量随发酵时间的延长不断增大，至发酵第7d时SCOD含量最大，为3603.7mg/L;ThODVFAs含量随发酵时间的延长不断增大，至发酵第7d时ThODVFAs含量最大，为1445.1mg/L;DOC含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第5d时DOC含量最大，为1211.5mg/L;TN含量和NH4+-N含量随发酵时间的延长不断增大，至发酵第7d时TN含量和NH4+-N含量最大，分别为366.23mg/L和356.64mg/L;TP含量和SOP含量随发酵时间的延长先增大后趋于稳定，至发酵第7d时TP含量和SOP含量最大，分别为195.98mg/L和191.18mg/L。
实施例6
将皂角粉按0.10g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计)的投加量加入VSS含量为23.77g/L的浓缩污泥中，快速混匀，得到混合浓缩污泥。
取混合浓缩污泥150mL置于250mL锥形瓶中，进行水解酸化，发酵条件控制厌氧，由水浴恒温振荡器控制反应温度为30℃，转速为180rpm，发酵时间为0～7d，获得发酵后的水解酸化体系。
对发酵时间分别为0d、1d、3d、5d、7d的水解酸化体系取样，在离心力5000×g的条件下离心30min进行固液分离，得到水解酸化上清液，测定其有关溶解性指标。
水解酸化过程中，SCOD含量随发酵时间的延长不断增大，至发酵第7d时SCOD含量最大，为4088.4mg/L;ThODVFAs含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第3d时ThODVFAs含量最大，为1831.53mg/L;DOC含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第5d时DOC含量最大，为1299.5mg/L;TN含量和NH4+-N含量随发酵时间的延长不断增大，至发酵第7d时TN含量和NH4+-N含量最大，分别为434.74mg/L和415.72mg/L;TP含量和SOP含量随发酵时间的延长先增大后趋于稳定，至发酵第7d时TP含量和SOP含量最大，分别为217.44mg/L和206.23mg/L。
实施例7
将皂角粉按0.10g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计)的投加量加入VSS含量为23.77g/L的浓缩污泥中，快速混匀，得到混合浓缩污泥。
取混合浓缩污泥150mL置于250mL锥形瓶中，进行水解酸化，发酵条件控制厌氧，由水浴恒温振荡器控制反应温度为35℃，转速为180rpm，发酵时间为0～7d，获得发酵后的水解酸化体系。
对发酵时间分别为0d、1d、3d、5d、7d的水解酸化体系取样，在离心力5000×g的条件下离心30min进行固液分离，得到水解酸化上清液，测定其有关溶解性指标。
水解酸化过程中，SCOD含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第5d时SCOD含量最大，为5884.1mg/L;ThODVFAs含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第3d时ThODVFAs含量最大，为2318.54mg/L;DOC含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第5d时DOC含量最大，为2036.0mg/L;TN含量和NH4+-N含量随发酵时间的延长不断增大，至发酵第7d时TN含量和NH4+-N含量最大，分别为611.94mg/L和586.64mg/L;TP含量和SOP含量随发酵时间的延长先增大后趋于稳定，至发酵第5d时TP含量和SOP含量最大，分别为245.94mg/L和237.29mg/L。
实施例8
将皂角粉按0.10g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计)的投加量加入VSS含量为23.84g/L的浓缩污泥中，快速混匀，得到混合浓缩污泥。
取混合浓缩污泥2.5L置于水解酸化罐中，进行水解酸化，发酵条件控制厌氧。水解酸化罐主体由有机玻璃制成，罐体内径为Φ170mm，总有效容积为2.8L。整个水解酸化罐处于室温环境，温度为24.5～27.5℃。采用间歇式机械搅拌，转速为200～250rpm，每搅拌2.5h时，停止搅拌0.5h。发酵时间为0～20d。
对发酵时间分别为0d、1d、2d、4d、7d、10d、15d、20d的水解酸化体系取样，在离心力5000×g的条件下离心30min进行固液分离，得到水解酸化上清液，测定其有关溶解性指标。
水解酸化过程中，SCOD含量随发酵时间的延长先增大后减小，发酵10～20d时SCOD含量在2792.5～3009.4mg/L范围内，至发酵第15d时达到最大，为3009.4mg/L，发酵时间超过15d后开始下降;ThODVFAs含量随发酵时间的延长不断增大，发酵10～20d时ThODVFAs含量在1501.7～1528.8mg/L范围内，至发酵第20d时达到最大，为1528.8mg/L;DOC含量随发酵时间的延长不断增大，发酵10～20d时DOC含量在994.0～1123.3mg/L范围内，至发酵第20d时达到最大，为1123.3mg/L;TN含量随发酵时间的延长不断增大，发酵10～20d时TN含量在304.54～392.65mg/L范围内，至发酵第20d时TN含量达到最大，为392.65mg/L;NH4+-N含量随发酵时间的延长不断增大，发酵10～20d时NH4+-N含量在292.60～362.08mg/L范围内，至发酵第20d时NH4+-N含量达到最大，为362.08mg/L;TP含量随发酵时间的延长先增大后趋于稳定，发酵10～20d时TP含量在120.09～157.55mg/L范围内，至发酵第15d时TP含量达到最大，为157.55mg/L;SOP含量随发酵时间的延长先增大后趋于稳定，发酵10～20d时SOP含量在120.07～146.99mg/L范围内，至发酵第15d时SOP含量达到最大，为146.99mg/L。
实施例9
将皂角粉按0.20g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计)的投加量加入VSS含量为23.84g/L的浓缩污泥中，快速混匀，得到混合浓缩污泥。
取混合浓缩污泥2.5L置于水解酸化罐中，进行水解酸化，发酵条件控制厌氧。水解酸化罐型式、尺寸以及运行条件同实施例8。发酵时间为0～20d。
对发酵时间分别为0d、1d、2d、4d、7d、10d、15d、20d的水解酸化体系取样，在离心力5000×g的条件下离心30min进行固液分离，得到水解酸化上清液，测定其有关溶解性指标。
水解酸化过程中，SCOD含量随发酵时间的延长先增大后减小，发酵10～20d时SCOD含量在4192.9～6158.3mg/L范围内，至发酵第15d时达到最大，为6158.3mg/L，发酵时间超过15d后开始下降;ThODVFAs含量随发酵时间的延长不断增大，发酵10～20d时ThODVFAs含量在2715.4～3343.9mg/L范围内，至发酵第20d时达到最大，为3343.9mg/L;DOC含量随发酵时间的延长不断增大，发酵10～20d时DOC含量在1840.5～1998.5mg/L范围内，至发酵第20d时达到最大，为1998.5mg/L;TN含量随发酵时间的延长不断增大，发酵10～20d时TN含量在346.50～465.23mg/L范围内，至发酵第20d时TN含量达到最大，为465.23mg/L;NH4+-N含量随发酵时间的延长不断增大，发酵10～20d时NH4+-N含量在320.40～456.27mg/L范围内，至发酵第20d时NH4+-N含量达到最大，为456.27mg/L;TP含量随发酵时间的延长先增大后趋于稳定，发酵10～20d时TP含量在196.94～239.21mg/L范围内，至发酵第15d时TP含量达到最大，为239.21mg/L;SOP含量随发酵时间的延长先增大后趋于稳定，发酵10～20d时SOP含量在198.86～227.68mg/L范围内，至发酵第15d时SOP含量达到最大，为227.68mg/L。
实施例10
将皂角粉按0.30g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计)的投加量加入VSS含量为23.84g/L的浓缩污泥中，快速混匀，得到混合浓缩污泥。
取混合浓缩污泥2.5L置于水解酸化罐中，进行水解酸化，发酵条件控制厌氧。水解酸化罐型式、尺寸以及运行条件同实施例8。发酵时间为0～20d。
对发酵时间分别为0d、1d、2d、4d、7d、10d、15d、20d的水解酸化体系取样，在离心力5000×g的条件下离心30min进行固液分离，得到水解酸化上清液，测定其有关溶解性指标。
水解酸化过程中，SCOD含量随发酵时间的延长先增大后减小，发酵10～20d时SCOD含量在5953.9～6297.7mg/L范围内，至发酵第15d时达到最大，为6297.7mg/L，发酵时间超过15d后开始下降;ThODVFAs含量随发酵时间的延长不断增大，发酵10～20d时ThODVFAs含量在3722.5～4058.5mg/L范围内，至发酵第20d时达到最大，为4058.5mg/L;DOC含量随发酵时间的延长不断增大，发酵10～20d时DOC含量在1870.0～2265.0mg/L范围内，至发酵第15d时达到最大，为2265.0mg/L;TN含量随发酵时间的延长不断增大，发酵10～20d时TN含量在430.44～543.30mg/L范围内，至发酵第20d时TN含量达到最大，为465.23mg/L;NH4+-N含量随发酵时间的延长不断增大，发酵10～20d时NH4+-N含量在420.12～538.13mg/L范围内，至发酵第20d时NH4+-N含量达到最大，为538.13mg/L;TP含量随发酵时间的延长先增大后趋于稳定，发酵10～20d时TP含量在182.53～231.52mg/L范围内，至发酵第10d时TP含量达到最大，为231.52mg/L;SOP含量随发酵时间的延长先增大后趋于稳定，发酵10～20d时SOP含量在177.73～228.64mg/L范围内，至发酵第10d时SOP含量达到最大，为228.64mg/L。
实施例11
在实施例8获得的发酵后的水解酸化体系基础上，建立投配混合浓缩污泥的连续水解酸化体系。
连续水解酸化体系的混合浓缩污泥投配率为10%，其中浓缩污泥VSS含量为28.55g/L，皂角粉投加量为0.04g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计)。
连续水解酸化体系的发酵条件控制厌氧。整个水解酸化罐处于室温环境，温度为23.4～26.6℃。水解酸化罐采用间歇式机械搅拌，转速为200～250rpm，每搅拌2.5h时，停止搅拌0.5h。发酵时间为0～12d。
发酵过程中对连续水解酸化体系每天排泥一次，排泥量为250mL，在离心力5000×g的条件下离心30min进行固液分离，得到水解酸化上清液，测定其有关溶解性指标。
水解酸化过程中，SCOD含量在3060.6～5935.8mg/L范围内，ThODVFAs含量在1181.9～4375.7mg/L范围内，DOC含量在934.4～1947.5mg/范围内，TN含量在766.72～966.65mg/L范围内，NH4+-N含量在519.45～863.17mg/L范围内，TP含量在148.91～206.55mg/L范围内，SOP含量在141.70～196.94mg/L范围内。
对比实施例
取VSS含量为21.46g/L的浓缩污泥150mL置于250mL锥形瓶中，进行水解酸化，发酵条件控制厌氧，由水浴恒温振荡器控制反应温度为25℃，转速为180rpm，发酵时间为0～7d，获得发酵后的水解酸化体系。
对发酵时间分别为0d、1d、3d、5d、7d的发酵后的水解酸化体系取样，在离心力5000×g的条件下离心30min进行固液分离，得到水解酸化上清液，测定其有关溶解性指标。
水解酸化过程中，SCOD含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第3d时SCOD含量最大，为1256.5mg/L;ThODVFAs含量随发酵时间的延长先增大后减小，至发酵第3d时ThODVFAs含量最大，为225.4mg/L;DOC含量随发酵时间的延长不断增加，至发酵第7d时DOC含量最大，为405.8mg/L;TN含量和NH4+-N含量随发酵时间的延长先增大后趋于稳定，至发酵第7d时TN含量和NH4+-N含量最大，分别为279.07mg/L和224.63mg/L;TP含量和SOP含量随发酵时间的延长先增大后趋于稳定，至发酵第5d时TP含量和SOP含量最大，分别为171.20mg/L和168.44mg/L。
实施例1～3及对比实施例中，反应条件一致。投加了0.20g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计)的实施例3中SCOD含量最大值是未投加皂角粉的对比实施例中SCOD含量最大值的近3倍;投加了0.20g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计)的实施例3中ThODVFAs含量最大值是未投加皂角粉的对比实施例中ThODVFAs含量最大值的近10倍;投加了0.20g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计)的实施例3中DOC含量最大值是未投加皂角粉的对比实施例中DOC含量最大值的近4倍;投加了0.20g皂角粉/g浓缩污泥(以VSS计)的实施例3的TN含量、NH4+-N含量、TP含量和SOP含量也明显高于未投加皂角粉的对比实施例。投加皂角粉可有效促进污泥的水解酸化，且随着皂角粉投加量的提高，污泥水解酸化的效果逐渐增强。
