论文部分内容阅读
利用预处理技术对污泥进行破解，是改善污泥厌氧消化性能的有效途径。本文采用超声和碱解的方法对高固污泥进行厌氧消化预处理，研究了单独超声、单独碱解和超声耦合碱解对污泥的破解及对厌氧消化的促进作用，采用超声碱解耦合工艺进行生产性试验，并分析高固污泥厌氧消化池中微生物群落结构特征，主要研究成果如下：
开发出一种新型、高效、低能耗的密集多探头槽式超声波反应器，反应器体积为250L，总功率为10kW，污泥处理量可达5m3/h，能耗为2 kWh/m3，相比国际上同类型的研究，处理量有2~5倍的提升，且能耗降低了50%。
碱解高固污泥预处理试验发现，胞外聚合物可被先破解，微生物细胞壁在CaO投加量0.06 g/g-TS时才开始破解，CaO投加量0.08 g/g-TS时细胞膜开始破解。厌氧消化试验发现，胞外聚合物破解相比细胞结构破解对改善污泥甲烷产率贡献更多。
超声耦合碱解高固污泥时存在协同作用，可以提高污泥中微生物胞外聚合物的破解程度，并在低碱量条件下，也可以破解细胞壁和细胞膜，溶出更多的有机物，使甲烷产率明显增加。
进行了超声耦合碱解高固污泥的生产性试验，试验发现：超声耦合碱解预处理使高固污泥中化学需氧量（COD）溶出率达到19.5%~23.0%。能量平衡结果表明，超声耦合碱解预处理-厌氧消化系统在经济上是可行的。
利用高通量测序分子生物学技术，对高固污泥厌氧消化系统中微生物的群落结构进行分析，研究发现：随固体浓度增加，氨氮和挥发性脂肪酸浓度逐渐升高， Firmicutes和Methanosaeta丰度逐渐降低，而Bacteroidete丰度逐渐升高。
开发出一种新型、高效、低能耗的密集多探头槽式超声波反应器，反应器体积为250L，总功率为10kW，污泥处理量可达5m3/h，能耗为2 kWh/m3，相比国际上同类型的研究，处理量有2~5倍的提升，且能耗降低了50%。
碱解高固污泥预处理试验发现，胞外聚合物可被先破解，微生物细胞壁在CaO投加量0.06 g/g-TS时才开始破解，CaO投加量0.08 g/g-TS时细胞膜开始破解。厌氧消化试验发现，胞外聚合物破解相比细胞结构破解对改善污泥甲烷产率贡献更多。
超声耦合碱解高固污泥时存在协同作用，可以提高污泥中微生物胞外聚合物的破解程度，并在低碱量条件下，也可以破解细胞壁和细胞膜，溶出更多的有机物，使甲烷产率明显增加。
进行了超声耦合碱解高固污泥的生产性试验，试验发现：超声耦合碱解预处理使高固污泥中化学需氧量（COD）溶出率达到19.5%~23.0%。能量平衡结果表明，超声耦合碱解预处理-厌氧消化系统在经济上是可行的。
利用高通量测序分子生物学技术，对高固污泥厌氧消化系统中微生物的群落结构进行分析，研究发现：随固体浓度增加，氨氮和挥发性脂肪酸浓度逐渐升高， Firmicutes和Methanosaeta丰度逐渐降低，而Bacteroidete丰度逐渐升高。