結(jié)果表明：在最佳超聲波條件下，消化10 d后消化污泥的VSS 去除率達(dá)到40． 14%，高出對照污泥20%，同時(shí)釋放出大量可溶性物質(zhì)，說明該超聲參數(shù)對污泥消化效率有明顯的促進(jìn)作用． 超聲波-缺氧/好氧消化過程中，超聲污泥和對照污泥的EPS 組分占總量的比例基本相同，表明超聲波促進(jìn)污泥消化不會引起各組分所占比例的改變． 污泥的酶活性隨消化時(shí)間的增加呈現(xiàn)先增加后減小的變化趨勢，消化第4 d 達(dá)到峰值． 消化前5 d，超聲污泥的蛋白酶活性大于對照污泥，由于蛋白酶活性的增加和生物反應(yīng)速度的加快，增加的可溶性物質(zhì)被大量降解，有機(jī)物降解比例提高，因此，超聲污泥的VSS 去除率大于對照污泥． 而脫氫酶活性的變化趨勢與對照污泥基本相同，其變化趨勢不能用于表征超聲波對消化過程的促進(jìn)作用． 污泥的活菌數(shù)同樣呈先增加后減少的變化趨勢，但活菌數(shù)的測定方法存在較大誤差性，其變化趨勢有待進(jìn)一步的驗(yàn)證．

   缺氧/好氧消化工藝是在傳統(tǒng)好氧消化工藝基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，是污泥減量化生物處理的有效手段之一( Frigon et al．，2007; Al-Ghusain et al．， 2002;Daigger et al．， 2000) ． 而超聲波因其在細(xì)胞破碎方面具有高效、穩(wěn)定、清潔等優(yōu)點(diǎn)，并可在污泥處理中提高污泥的活性和可降解性能( Jin et al． ，2009; 李歡等，2007; 龍騰銳等，2007) ，因而近年來在污泥消化領(lǐng)域備受關(guān)注．

   目前，人們主要利用超聲波對污泥進(jìn)行預(yù)處理來改善污泥的厭氧或好氧消化性能( Mohammed et al． ，2009; Sangave et al． ，2007; Liet al．，2009; 蔣建國等，2008; Ding et al． ，2006) ，尚未對超聲波促進(jìn)缺氧/好氧消化的機(jī)理進(jìn)行研究．根據(jù)超聲波對污泥破解的機(jī)理和污泥缺氧/好氧消化效果，課題組前期將超聲波處理與缺氧/好氧消化銜接進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明，將超聲波應(yīng)用于污泥缺氧/好氧消化是可行的( 童文錦等， 2010) ．在廢水生物處理系統(tǒng)中，胞外聚合物( EPS) 是在一定環(huán)境下由活性污泥中微生物分泌的附著于微生物細(xì)胞壁上的大分子有機(jī)多聚物，主要由蛋白質(zhì)、多糖組成，伴隨有少量的腐殖酸、糖醛酸和核酸( Houghton et al． ，2002; Elisabeth et al． ，2004) ． EPS普遍存在于污泥絮體內(nèi)部及表面，占污泥總有機(jī)物的50% ～ 90%，EPS 的組成及其數(shù)量的大小會影響絮體表面的性質(zhì)，進(jìn)而影響到污泥的形成及形態(tài)保持． 微生物基團(tuán)分泌的酶活性能直接反映出微生物的活性，其中，脫氫酶是微生物細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的與一系列氧化分解過程中脫氧反應(yīng)有關(guān)的氧化還原酶，在很大程度上反映了活性微生物量及其對有機(jī)物的代謝能力( 趙連梅等，2009; 安立超等，2008) ． 另外，蛋白質(zhì)是污泥中有機(jī)組分含量最高的物質(zhì)，必須被蛋白酶水解為小分子后才能被微生物利用，因此，蛋白酶的活性也會直接影響到有機(jī)物的去除和污泥的減量． 而超聲波處理能促進(jìn)各種受絮體束縛的胞外酶的釋放，有助于污泥中大分子有機(jī)物的生物代謝( 諸一殊等， 2008) ． 同時(shí)，大量研究表明，EPS在活性污泥的生物除磷、絮凝性、沉降性及脫水性等方面起著至關(guān)重要的作用( Yu et al． ，2009; Liet al．， 2007; Yang et al． ，2009; Shao et al． ，2010; 周健等， 2008) ． 目前，有關(guān)酶活性在表征超聲波促進(jìn)污泥缺氧或好氧消化性能方面的研究較多，但尚未有人對超聲波-缺氧/好氧消化過程中污泥EPS 組分所占比例和酶活性進(jìn)行研究．

  因此，本研究采用前期試驗(yàn)得到的最佳超聲波條件與缺氧/好氧消化銜接，分析超聲波－ 缺氧/好氧消化過程中污泥EPS 組分和相應(yīng)溶出物占總量比例的變化趨勢，以及酶活性和活菌數(shù)的變化，以期為超聲波－ 污泥缺氧/好氧消化這項(xiàng)污泥減量工藝的推廣應(yīng)用提供理論支持．

  低強(qiáng)度超聲輻射可引起污泥絮體分散，使在絮體中的異養(yǎng)菌細(xì)胞從菌膠團(tuán)中被釋放出來; 多次超聲波作用雖然可以使絮體進(jìn)一步破碎，但同時(shí)會引起一些細(xì)菌細(xì)胞損傷，使部分細(xì)菌死亡． 本試驗(yàn)消化0 ～ 4 d，絮體破碎釋放細(xì)菌速度遠(yuǎn)大于部分菌體死亡速度，表現(xiàn)出活菌數(shù)大量增加． 丁文川( 2006)研究認(rèn)為，超聲波引起污泥中細(xì)菌致死的可能原因是超聲輻射導(dǎo)致細(xì)菌生物酶失活，使細(xì)菌無法進(jìn)行正常的生理代謝而死亡，因此，超聲污泥在消化后期的酶活性及活菌數(shù)均迅速下降． 但結(jié)合3． 1 節(jié)試驗(yàn)結(jié)果，VSS 逐漸減少，去除率增大，而超聲污泥的活菌數(shù)在0 ～ 4 d 急劇增大，而后又大幅降低并逐漸維持穩(wěn)定，兩者不具備顯著的相關(guān)性． 研究認(rèn)為，這可能與活菌數(shù)的測定方法( 平板菌落計(jì)數(shù)法) 有關(guān)，該方法存在較大的誤差性，如果用其他的分子生物學(xué)方法，其相關(guān)性可能不同，有關(guān)活菌數(shù)的變化趨勢及原因有待進(jìn)一步的研究．

結(jié)論( Conclusions)：

1) 超聲波-缺氧/好氧消化過程中，超聲污泥和對照污泥EPS 各組分占EPS 總量的比例呈一致的變化趨勢，而且所占比例大小基本相同，這表明超聲波促進(jìn)污泥消化的作用不會引起EPS 各組分所占比例的改變．

2) 污泥的酶活性隨消化天數(shù)的增加呈現(xiàn)先增加后減小的變化趨勢，消化第4 d 達(dá)到峰值． 消化前5 d，超聲污泥的蛋白酶活性大于對照污泥，由于蛋白酶活性的增加和生物反應(yīng)速度的加快，增加的可溶性物質(zhì)被大量降解，有機(jī)物降解比例提高，因此，超聲污泥的VSS 去除率大于對照污泥． 到了消化后期，由于多次超聲作用，酶活性嚴(yán)重失活甚至大量細(xì)胞被破壞，此階段超聲污泥的酶活性低于對照污泥．

3) 超聲污泥的脫氫酶活性變化趨勢與對照污泥基本相同( 前5 d 稍大于對照污泥，最大值出現(xiàn)的時(shí)間不同) ，如按總活性計(jì)算，對照污泥可能還要大于超聲污泥． 脫氫酶活性的變化趨勢不能用于表征超聲波對消化過程的促進(jìn)作用．

4) 污泥的活菌數(shù)呈先增加后減少的變化趨勢，超聲污泥的活菌數(shù)在消化0 ～ 4 d 急劇增大，而后又大幅降低并維持穩(wěn)定，對照污泥的變化幅度不大．其中，超聲污泥的最大活菌數(shù)為5． 3 × 105CFU·mL － 1，約為對照污泥的2． 3 倍，但活菌數(shù)的測定方法存在較大誤差性，其變化趨勢有待進(jìn)一步的驗(yàn)證．