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有关全球气候变化《巴黎协定》落槌预示着污水处理寻求碳中和运行的时代即将来临,使污泥厌氧消化这一老生常谈的技术重获新生。然而,剩余污泥能源转化率较低限制着厌氧消化技术的推广和普及,这就需要采取技术措施予以强化之。实验表明,废铁屑可有效强化产甲烷(CH4)过程,但促进机理还未曾报道。课题就废铁屑强化污泥厌氧消化产甲烷过程开始实验研究与机理探讨。论文首先就废铁屑强化剩余污泥厌氧消化产甲烷国内外研究现状进行综述。从铁腐蚀析氢(H2)现象入手,对铁在厌氧系统氧化还原电位(ORP)降低方面的作用、对厌氧微生物生理生化特性的影响、对涉及微生物酶活的影响等进行了全面分析。最后,通过生命周期评估(LCA)方法评价了基于废铁屑的污泥厌氧消化技术对环境的影响及其经济合理性。综述从技术、环境与经济三种不同角度充分论证了废铁屑强化CH4产量的可行性。前期实验中,分别将废铁屑和Na2S加入到无生物作用的剩余污泥中,以验证废铁屑和Na2S同样可起到降低系统内ORP效果;废铁屑与Na2S的适宜投加量分别为10 g/L和500 mg/L,可以达到ORP=-350 mV之相同效果。Na2S替代废铁屑加入产甲烷相反应器中实验表明,因废铁屑导致的ORP下降并不足以对甲烷产量提高产生太大影响,从而排除了废铁屑ORP降低导致CH4增量的强化途径。主体实验采用两相厌氧消化步骤,将10g/L废铁屑分别加入酸化相和产甲烷相,观察废铁屑介入后有机物降解情况、ORP变化、VFAs积累、生物气产量、铁浓度、微生物群落结构和酶活变化,以此分析废铁屑强化甲烷增产的真实作用机理。实验发现,铁加入酸化相和产甲烷后可分别使VSS降解率提高5.0%和13.2%,生物气产量分别提高10.0%和16.5%,CH4产量分别提高10.1%和21.4%。废铁屑对厌氧消化系统ORP改变以及CH4增量并不明显;析氢腐蚀对甲烷增产有微弱作用,但贡献甚微,贡献率仅为3.7%;铁对微生物生长繁殖和新陈代谢的促进作用、铁促难降解有机物转化、零价铁电子参与生化反应(假说)等其它因素应该为废铁屑强化甲烷增产的主因,贡献率高达96.3%。