污泥厭氧消化系統(tǒng)有機物轉化與甲烷菌衰減特性研究.pdf

1、面對當前嚴重的能源危機和二氧化碳減排目標,污水處理廠剩余污泥厭氧消化再次受到人們關注。然而,由于剩余污泥主要由微生物個體組成以及其中存在有毒有害物質等因為,使得厭氧消化甲烷轉化效率偏低。同時,目前人們對厭氧消化微生物,尤其是產甲烷菌的代謝機理認識也非常有限。
　　 本文根據(jù)目前影響污泥產甲烷效率的因素,分別對污泥細胞破壁技術與污泥中有毒物質的去除進行文獻調研和實驗研究；并對產甲烷菌的內源代謝過程進行基礎性實驗研究。首先,針對污泥

2、中微生物細胞壁阻礙細胞內有機物水解進行污泥預處理技術的文獻資料調研。研究中,將污泥預處理方法分為物理／機械、化學、生物以及聯(lián)合處理幾大類,對其作用原理、處理效果、能耗及其應用前景等各方面進行全面、系統(tǒng)的討論并得出結論；超聲波預處理、低溫熱解預處理方法具有較好的應用前景,而高溫預處理方法、化學方法具有較高的能耗或藥耗問題,使其工程應用受到限制。其次,本課題建立了一套污泥厭氧消化實驗系統(tǒng),并對系統(tǒng)運行中影響產甲烷產量之因素進行了研究與討論；

3、總結因為,認為進泥中有毒物質可能構成對產甲烷效率的影響。為此,實驗首先研究了三氯乙烯(TCE)對厭氧微生物產甲烷的毒性作用,并對厭氧微生物降解TCE、納米零價鐵(NZVI)與厭氧微生物協(xié)同降解TCE作用進行了實驗研究。實驗結果顯示,微生物與NZVI對TCE均具有較好的降解效果；然而,兩者協(xié)同作用并不能明顯提高對TCE的降解效果。最后,本課題分別對乙酸產甲烷菌和氫產甲烷菌進行了富集培養(yǎng),并分別通過測定衰減過程中微生物產甲烷活性與最大耗氫速

4、率確定其衰減速率；利用熒光原位雜交技術(FISH)、細胞死活染色技術(LIVE／DEAD staining)和測定微生物量得到微生物在衰減過程中的死亡規(guī)律。實驗結果表明：富集系統(tǒng)中乙酸產甲烷菌的衰減速率和死亡速率分別為為0.070±0.018 d-1和0.022±0.002 d-1,即在衰減過程中,基于細菌死亡和活性降低所引起的衰減在衰減總量中所占比例分別為31％和69％。富集系統(tǒng)中氫產甲烷菌的衰減速率和死亡速率分別為為0.034±0.