【摘 要】
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热水解技术在近年来被广泛使用在污水厂,用作污泥的预处理提高性能并与厌氧单元联用。十二烷基苯磺酸钠（SDBS）是洗涤剂最常用成分,随着疫情的影响,其用量激增并最终富集于污水处理厂污泥中。本文通过开展污泥热水解预处理—厌氧消化实验,分析了热水解对污泥物理化学性质改变以及SDBS浓度和分布情况,研究了SDBS对热水解污泥厌氧消化的影响,并通过检测胞外聚合物和微生物群落结构,探讨了污泥应对SDBS的机制。
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热水解技术在近年来被广泛使用在污水厂,用作污泥的预处理提高性能并与厌氧单元联用。十二烷基苯磺酸钠（SDBS）是洗涤剂最常用成分,随着疫情的影响,其用量激增并最终富集于污水处理厂污泥中。本文通过开展污泥热水解预处理—厌氧消化实验,分析了热水解对污泥物理化学性质改变以及SDBS浓度和分布情况,研究了SDBS对热水解污泥厌氧消化的影响,并通过检测胞外聚合物和微生物群落结构,探讨了污泥应对SDBS的机制。首先,设置“阶梯式”热水解条件,分析对污泥的改性效果,热水解反应后,污泥TS、VS最高损失率分别为21.6%和23.7%,有机组分损失率高于无机组分;污泥平均粒径减小了22.8%;出现更多孔隙沟壑结构;污泥SCOD升高明显,在160℃时增长最快,增长达77.9%;SCOD/TCOD比值从18.0%最高增至40.0%;蛋白质和多糖最多升高44.2%和478.2%,蛋白在污泥中比重更大而多糖提升幅度更高。VFA浓度提升2.4倍,乙酸的占比也会升高;胞外聚合物从紧密结合态转化为松散或者溶解状态;重金属呈现向更稳定态转化的趋势;污泥SDBS的液相占比从1.0%逐步提高升至12.9%,温度因素对增溶影响强于时间因素。其次,将热水解污泥厌氧消化,研究不同浓度SDBS对其影响,厌氧反应在第5天达到产气高峰;添加100 mg/LSDBS的实验组有最大日产气量（282.5 m L）和甲烷含量（68.6%）;热水解提高了污泥44.7%的产气量;随着SDBS浓度增多,累积产气量和SDBS削减率都是先升高后降低,削减率最高为26.8%,且越来越多的存于固相中;VFA中以乙酸为主,浓度高峰出现在4天左右,SDBS的添加有助于提高VFA产量。最后,分析了厌氧污泥EPS和微生物变化,EPS中蛋白质和多糖在前四天增高,之后逐渐下降;SDBS会促进污泥微生物分泌更多的EPS,SDBS添加量为180 mg/L时,EPS蛋白在第四天有最大值647.4 mg/L;SDBS添加量为100～140 mg/L时,EPS多糖大幅增长,相较对照组增加了50.4%;适量的添加SDBS提高微生物丰度和多样性,微生物体系的稳定有助于提升厌氧消化的效果。共有物种的占比超过一半以上,微生物组成差异较小,其中厚壁菌门菌为优势菌种,随着SDBS的添加,厚壁菌门和拟杆菌门微生物丰度先增多后减少,在添加高浓度SDBS（220 mg/L）时,变形菌门和放线菌门的物种更加丰富,未发现SDBS的添加有抑制产甲烷菌的现象。
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