時間： 2019-01-28 14:37
來源： 亞洲環(huán)保網
作者： 唐建國
熒光圖譜分析佐證了這一過程：一次發(fā)酵，多糖蛋白質等降解，合成富里酸;二次發(fā)酵過程，富里酸縮合成腐殖化中間產物和胡敏酸;陳化過程，腐殖化中間產物聚合成大量胡敏酸。
5、污泥穩(wěn)定化程度的判定
腐殖酸含量：反映產物的價值;
CI指數(shù)：反映蛋白質的降解程度和腐殖酸的合成率。
污泥穩(wěn)定化程度的判定方法：
1. 穩(wěn)定化產物中的腐殖酸總量，富里酸和胡敏酸之和≥150 mg/gVS;
2. 穩(wěn)定化產物的熒光穩(wěn)定化指數(shù)≥5.0;
認為厭氧消化或好氧發(fā)酵達到穩(wěn)定化水平，否則未達到穩(wěn)定化水平。
優(yōu)點
(1)充分考慮了簡單有機物的降解和復雜有機物的合成;
(2)充分體現(xiàn)了穩(wěn)定化產物的生態(tài)利用價值(生物腐殖酸);
(3)有效避免了進泥泥質的差異和添加輔料的影響。
結合各廠的實際運行情況，利用統(tǒng)計學分析方法，初步得出，當穩(wěn)定化過程腐殖酸含量增幅大于20%，產物中腐殖酸含量高于150 mg/gVS，此時，CI指數(shù)大于5.0。
污泥穩(wěn)定化過程物質轉化機理解析
1、穩(wěn)定化過程多糖、蛋白質等物質的分解原理
(1)蛋白質的降解過程
? 無氧條件下：蛋白質水解為氨基酸，一種氨基酸作為氫的供體，進行氧化脫氨，另一種氨基酸作氫的受體，進行還原脫氨，兩者偶聯(lián)進行氧化還原脫氨。(Stickland反應)
? 有氧條件下：蛋白質水解為氨基酸，氨基酸脫氨基生成乙酰輔酶A，再進入三羧酸循環(huán)，氧化為CO2和H2O。
(2)多糖的降解過程
?無氧條件下：葡萄糖或糖原通過EMP(己糖二磷酸途徑)、HMP(己糖磷酸途徑)或ED途徑(2-酮-3-脫氧-6-磷酸葡萄糖酸途徑)酵解為丙酮酸，然后丙酮酸在厭氧條件下被各功能厭氧微生物經不同代謝途徑形成多種短鏈脂肪酸代謝產物。
? 有氧條件下：丙酮酸在有氧條件下先轉化為乙酰輔酶A，再進入三羧酸循環(huán)，氧化成CO2和H2O。
物質降解過程圖解
3、穩(wěn)定化過程腐殖酸類物質的合成原理
(1)糖-胺合成理論
Maillard和Marcusson等人認為，纖維素被微生物分解后形成低分子糖類，隨后經芳構化形成縮合芳環(huán)，進而形成腐殖酸類物質;同時，微生物代謝產物中含氮化合物的氨基，與還原糖中的醛基縮合形成氨基葡萄糖，進而聚合成無定型的“黑蛋白素”，認為就是腐殖酸類物質。
(2)木質素-蛋白質合成理論
Waksman等人認為，木質素失去甲氧基生成鄰位羥基，苯酚脂肪鏈被氧化成羧基，酚被氧化成醌，再與氨類和含氮有機物一起在微生物的作用下發(fā)生縮合反應，生成腐黑物，再形成胡敏酸，最后形成富里酸。同時，微生物將一部分不穩(wěn)定組分降解為二氧化碳和水。
(3)木質素-丙酮醛-氨基酸合成理論
Enders等人認為，木質素不僅本身可以生成胡敏酸，而且纖維素、半纖維素被微生物分解為丙糖，再氧化為丙酮酸;丙酮酸與蛋白質(來自死亡動、植物)降解得到的氨基酸，以及木質素降解生成的酚類，共同縮合成富里酸，然后再聚合成胡敏酸，最后形成褐煤。
(4)多酚合成理論
Flaig和Stevenson發(fā)展了Enders理論，強調纖維素、半纖維素的葡萄糖苷、單寧酸以及其他非木質素物質，只要能被微生物利用，幾乎都能轉化為多酚，它們在多酚氧化酶的作用下轉化為醌，再與氨基化合物反應，縮合成富里酸，最后聚合成胡敏酸和腐黑物。
目前，土壤學家和煤化學家普遍認同多酚合成理論，該理論肯定了腐殖酸合成的復雜性和多樣性。
用多酚合成理論解釋污泥在穩(wěn)定化過程中腐殖酸類物質的合成原理
細菌在一定條件下(長泥齡、高溫等)發(fā)生細胞裂解，胞內多糖物質和胞外游離的有機碳化合物在氧化酶的作用下，被微生物轉化為酚類，一部分酚類直接聚合成腐殖酸類物質，一部分酚類在多酚氧化酶的作用下轉化成醌類和酮酸，再與氨基化合物反應，縮合成多環(huán)體系，即富里酸，最后聚合成胡敏酸和腐黑物。
物質合成過程圖解
穩(wěn)定化產物可利用價值揭示
穩(wěn)定化產物(又稱之為有機炭土、生物炭土)因富含有機質、腐殖酸、微量營養(yǎng)元素、多種氨基酸和酶類等，被認為有重要的土地利用潛力。其中，腐殖酸是一種富含多種活性含氧官能團的大分子有機物。
1、腐殖酸對土壤生態(tài)系統(tǒng)的作用
土壤結構的穩(wěn)定劑：腐殖酸的膠體性能能改善土壤的團粒結構，使土壤吸水量增大，透氣性增強，孔隙度和持水量增加，有助于提高土壤的保水、保肥能力，從而改善作物的土壤環(huán)境。
土壤的改良劑：腐殖酸含有較多的活性基團，鹽基交換容量大，能夠吸附土壤中更多的可溶性鹽，同時阻礙較大數(shù)量的有害陽離子，降低土壤鹽濃度和酸堿度，達到酸堿平衡，從而起到改良鹽堿土壤的作用。
編輯： 趙凡
上海市城市建設設計研究總院(集團)有限公司總工程師
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