剩余污泥厭氧消化產(chǎn)酸的強化和消化液中氮磷的去除.pdf

1、剩余活性污泥(WAS)的減量化與資源化已成為城市建設進程中的一大難題。剩余污泥厭氧消化產(chǎn)生的短鏈脂肪酸(SCFAs)作為生物脫氮碳源，引起廣泛關(guān)注。但是，污泥厭氧消化速率低，且厭氧消化產(chǎn)酸的同時會釋放大量氮磷，阻礙了污泥厭氧消化產(chǎn)SCFAs的發(fā)展。因此，研究通過兩條途徑提高污泥產(chǎn)酸效果:一是投加特效菌NJUST19.構(gòu)建剩余污泥高/中溫兩相厭氧消化（TPAD）系統(tǒng)，二是外加表面活性劑強化污泥產(chǎn)酸。
　　以NJUST19.為主體的高

2、溫段(TAR)和以污泥原始菌群為主體的中溫段(MAR)串聯(lián)構(gòu)成新型TPAD系統(tǒng)，經(jīng)過42d的馴化，系統(tǒng)內(nèi)微生物生長相對穩(wěn)定，系統(tǒng)實現(xiàn)穩(wěn)定產(chǎn)酸，TAR和MAR中SCFAs濃度的平均值分別為3690.2mg/L和4637.1mg/L。討論了pH、溫度、污泥投配比和停留時間對TAR和MAR中剩余污泥厭氧消化產(chǎn)酸的影響，確定TPAD系統(tǒng)的最佳運行參數(shù)，其中，TAR最佳運行條件:pH=9，T=65℃，投配比=12.5％及消化時間=72h;MAR最

3、佳運行條件:pH=10，T=40℃，投配比=50％及消化時間=72h。
　　研究對比了化學表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)和生物表面活性劑烷基多苷(APG)對剩余污泥水解產(chǎn)酸過程的影響，結(jié)果表明:兩類表面活性劑均能強化污泥水解，且污泥水解過程中可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖濃度均與表面活性劑投加量存在線性關(guān)系。從污泥產(chǎn)酸量及經(jīng)濟成本的角度考慮，SDS和APG的最佳投加量分別為0.1g/gTSS和0.2g/gTSS，最佳投加量下SCFAs

4、最大濃度分別出現(xiàn)在厭氧消化第48h和第12h。表面活性劑促進污泥產(chǎn)酸的同時導致污泥釋放出更多NH4+和PO43-，隨著消化時間的延長，NH4+濃度逐漸增大，而PO43-濃度先增大后減小。兩類表面活性劑促進污泥水解產(chǎn)酸的機理有相同之處，即降低污泥表面張力，促進有機物溶出，增大水解酶活性，最終提高污泥產(chǎn)酸量，SDS和APG提高剩余污泥厭氧消化產(chǎn)酸量主要是生物作用而非化學作用的結(jié)果。不同之處在于，SDS和APG的投加量對α-葡萄糖苷酶活性和蛋

5、白酶活性的影響效果相反。此外，投加表面活性劑后污泥胞外聚合物(EPS)團聚現(xiàn)象緩解，且APG作用下的污泥中出現(xiàn)底物傳質(zhì)通道。適當升高溫度(≤35℃)和堿性條件更利于表面活性劑對污泥水解產(chǎn)酸的強化。
　　采用正交實驗優(yōu)化堿渣+分子篩二步法去除氮磷的反應條件，綜合實驗結(jié)果、直觀分析和方差分析，確定第一步堿渣去除氮磷的最佳反應條件:正磷酸鹽/堿渣為12mg/g，時間為24h，pH為9，且脫氮除磷后的堿渣可作為農(nóng)業(yè)肥料;第二步分子篩去除剩