时间： 2019-01-28 14:37
来源： 亚洲环保网
作者： 唐建国
荧光图谱分析佐证了这一过程：一次发酵，多糖蛋白质等降解，合成富里酸;二次发酵过程，富里酸缩合成腐殖化中间产物和胡敏酸;陈化过程，腐殖化中间产物聚合成大量胡敏酸。
5、污泥稳定化程度的判定
腐殖酸含量：反映产物的价值;
CI指数：反映蛋白质的降解程度和腐殖酸的合成率。
污泥稳定化程度的判定方法：
1. 稳定化产物中的腐殖酸总量，富里酸和胡敏酸之和≥150 mg/gVS;
2. 稳定化产物的荧光稳定化指数≥5.0;
认为厌氧消化或好氧发酵达到稳定化水平，否则未达到稳定化水平。
优点
(1)充分考虑了简单有机物的降解和复杂有机物的合成;
(2)充分体现了稳定化产物的生态利用价值(生物腐殖酸);
(3)有效避免了进泥泥质的差异和添加辅料的影响。
结合各厂的实际运行情况，利用统计学分析方法，初步得出，当稳定化过程腐殖酸含量增幅大于20%，产物中腐殖酸含量高于150 mg/gVS，此时，CI指数大于5.0。
污泥稳定化过程物质转化机理解析
1、稳定化过程多糖、蛋白质等物质的分解原理
(1)蛋白质的降解过程
➢ 无氧条件下：蛋白质水解为氨基酸，一种氨基酸作为氢的供体，进行氧化脱氨，另一种氨基酸作氢的受体，进行还原脱氨，两者偶联进行氧化还原脱氨。(Stickland反应)
➢ 有氧条件下：蛋白质水解为氨基酸，氨基酸脱氨基生成乙酰辅酶A，再进入三羧酸循环，氧化为CO2和H2O。
(2)多糖的降解过程
➢无氧条件下：葡萄糖或糖原通过EMP(己糖二磷酸途径)、HMP(己糖磷酸途径)或ED途径(2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸途径)酵解为丙酮酸，然后丙酮酸在厌氧条件下被各功能厌氧微生物经不同代谢途径形成多种短链脂肪酸代谢产物。
➢ 有氧条件下：丙酮酸在有氧条件下先转化为乙酰辅酶A，再进入三羧酸循环，氧化成CO2和H2O。
物质降解过程图解
3、稳定化过程腐殖酸类物质的合成原理
(1)糖-胺合成理论
Maillard和Marcusson等人认为，纤维素被微生物分解后形成低分子糖类，随后经芳构化形成缩合芳环，进而形成腐殖酸类物质;同时，微生物代谢产物中含氮化合物的氨基，与还原糖中的醛基缩合形成氨基葡萄糖，进而聚合成无定型的“黑蛋白素”，认为就是腐殖酸类物质。
(2)木质素-蛋白质合成理论
Waksman等人认为，木质素失去甲氧基生成邻位羟基，苯酚脂肪链被氧化成羧基，酚被氧化成醌，再与氨类和含氮有机物一起在微生物的作用下发生缩合反应，生成腐黑物，再形成胡敏酸，最后形成富里酸。同时，微生物将一部分不稳定组分降解为二氧化碳和水。
(3)木质素-丙酮醛-氨基酸合成理论
Enders等人认为，木质素不仅本身可以生成胡敏酸，而且纤维素、半纤维素被微生物分解为丙糖，再氧化为丙酮酸;丙酮酸与蛋白质(来自死亡动、植物)降解得到的氨基酸，以及木质素降解生成的酚类，共同缩合成富里酸，然后再聚合成胡敏酸，最后形成褐煤。
(4)多酚合成理论
Flaig和Stevenson发展了Enders理论，强调纤维素、半纤维素的葡萄糖苷、单宁酸以及其他非木质素物质，只要能被微生物利用，几乎都能转化为多酚，它们在多酚氧化酶的作用下转化为醌，再与氨基化合物反应，缩合成富里酸，最后聚合成胡敏酸和腐黑物。
目前，土壤学家和煤化学家普遍认同多酚合成理论，该理论肯定了腐殖酸合成的复杂性和多样性。
用多酚合成理论解释污泥在稳定化过程中腐殖酸类物质的合成原理
细菌在一定条件下(长泥龄、高温等)发生细胞裂解，胞内多糖物质和胞外游离的有机碳化合物在氧化酶的作用下，被微生物转化为酚类，一部分酚类直接聚合成腐殖酸类物质，一部分酚类在多酚氧化酶的作用下转化成醌类和酮酸，再与氨基化合物反应，缩合成多环体系，即富里酸，最后聚合成胡敏酸和腐黑物。
物质合成过程图解
稳定化产物可利用价值揭示
稳定化产物(又称之为有机炭土、生物炭土)因富含有机质、腐殖酸、微量营养元素、多种氨基酸和酶类等，被认为有重要的土地利用潜力。其中，腐殖酸是一种富含多种活性含氧官能团的大分子有机物。
1、腐殖酸对土壤生态系统的作用
土壤结构的稳定剂：腐殖酸的胶体性能能改善土壤的团粒结构，使土壤吸水量增大，透气性增强，孔隙度和持水量增加，有助于提高土壤的保水、保肥能力，从而改善作物的土壤环境。
土壤的改良剂：腐殖酸含有较多的活性基团，盐基交换容量大，能够吸附土壤中更多的可溶性盐，同时阻碍较大数量的有害阳离子，降低土壤盐浓度和酸碱度，达到酸碱平衡，从而起到改良盐碱土壤的作用。
编辑： 赵凡
上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司总工程师
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