[发明专利]一种促进污泥中多环芳烃厌氧降解的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护及难降解有机污染物处理技术领域，涉及一种促进污泥中多环芳烃厌氧降解的方法。 

背景技术

多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，简称PAHs)是指两个以上的苯环通过稠和键联接，分子量为178～300的碳氢化合物。PAHs是一类典型的疏水性环境污染物，辛醇-水分配系数高，具有强烈的憎水性。在环境中难降解，具有较强的致癌，致畸和致突变的作用，强烈抑制微生物的生长，能通过食物链在动植物体内逐级富集，是一类对人体健康和生态环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物。上世纪八十年代，美国EPA将萘、菲、苯并[a]蒽等16种多环芳烃列为优先控制的污染物，随后我国也将PAHs列入优先控制的污染物黑名单。 

环境中的PAHs可随着工业废水，废弃物，大气的干湿沉降，城市地面径流等方式进入城市污水系统中。由于PAHs的疏水性，高有机物亲和性以及难降解性，进入到污水处理系统的PAHs极易吸附积累于污泥中，是城市污泥中常见的一类难降解有机物。我国一般城市污水处理厂污泥中的PAHs的总含量高达几十甚至100mg/kg以上，而工业废水处理产生的污泥中的PAHs含量更高，有的甚至达到2000m/kg，菲和苯并[a]蒽等是其中含量较高的典型PAH。我国的污泥产量巨大，截止到2013年底，污泥产量高达3000万吨(80％的含水率)。针对污泥的处理处置，污泥厌氧消化+土地利用将优先采用，因此，要妥善解决城市污泥的出路问题，尤其是污泥安全土地利用问题，需强化PAHs在污泥厌氧消化过程中的降解效率，控制其含量，从而进行安全的土地利用。 

影响污泥系统微生物降解PAHs的因素很多，包括pH，温度，营养盐，污染物化学结构等，但其中一个主要限制因素是PAHs在水相中的溶解度极低，而亲脂性较强，因此，要提高PAHs的生物降解效果，必须增加其在水相中的溶解性能，从而提高污染物迁移性，更有利于微生物吸收利用。研究表明，提高PAHs的溶解度是提高PAHs生物可利用性和降解率的有效途径。 

表面活性剂是一种有效的有机物增溶剂，但已有研究表明不同表面活性剂对PAHs的降解产生的效果或正或负。并且，一般的化学表面活性剂具有一定的毒性，并且不易降解，添加到污泥系统中将导致环境的二次污染，限制其在实际中的大规模应用。 

烷基糖苷(Alkyl Polyglucose，简称APG)，是一种性能较全面的新型非离子表面活性剂， 兼具普通非离子和阴离子表面活性剂的特性，表面张力低，可生物降解，耐强碱、耐强酸、耐硬水、抗盐性强，具有高表面活性、良好的生态安全性和相溶性。 

鼠李糖脂(Rhamnolipid)，是一种糖脂类的阴离子表面活性剂，兼具良好的化学和生物特性。它具有油、水两亲性，能有效降低表面张力，在极端温度、PH值及盐度条件下使用，并且无毒，可生物降解。 

碱性发酵能够有效破坏污泥絮体以及胞外聚合物(EPS)的结构，在生物表面活性剂APG或鼠李糖脂的作用下，有利于污染物PAHs从污泥表面解吸附，提高其移动性和在水相中的溶解度，从而增加微生物与污染物接触的机会，促进有机污染物的可生物利用性。 

目前还未有通过生物表面活性剂APG或鼠李糖脂促进污泥碱性发酵对PAHs的降解的报道。 

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种促进污泥中多环芳烃厌氧降解的方法。 

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 

一种促进污泥厌氧发酵对PAHs的降解效果的方法，包括以下步骤： 

将含有多环芳烃的污泥装入厌氧反应器中，控制发酵pH值为碱性和/或加入生物表面活性剂，机械搅拌使反应体系物质混合均匀，同时控制发酵温度。 

所述步骤中，优选控制发酵pH值为碱性和加入生物表面活性剂同时进行。 

所述步骤中，pH值控制为8.0～11.0；优选pH值为8.0～10.0。 

所述步骤中，生物表面活性剂为APG或鼠李糖脂。 

所述步骤中，发酵温度为10～55℃；优选发酵温度为20～35℃。 

所述步骤中，生物表面活性剂的投加量为0.05～0.50g/g TSS(Total Suspended Solid，总悬浮性固体)；优选投加量为0.10～0.30g/g TSS。 

所述步骤中，厌氧反应器的运行时间为6-9天；优选运行时间为8天。