提高污泥含固率对高温厌氧消化互营产甲烷特性影响

来源 :中国环境科学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dahar005
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较城市污水处理厂常规含固率污泥厌氧消化,高含固热水解-高温厌氧消化具备能量回收率高及产甲烷速率快等优势,而系统的稳定性是其工程应用的制约因素,特别是启动期易出现氨抑制和挥发性脂肪酸积累。因此,实现高含固热水解-高温厌氧消化的关键在于平衡启动阶段挥发性脂肪酸与氢的产生及消耗,即强化互营乙酸氧化产甲烷性能。以常规含固率(2%)剩余污泥高温厌氧消化排泥为接种污泥,分析接种污泥在不同氨浓度下厌氧消化各步骤的动力学速率变化,并以热水解预处理的高含固污泥(10%)为基质进行连续试验,探讨高温厌氧消化由常规含固率快速切换至高含固率的产甲烷性能变化。结果表明,随着氨浓度上升,接种污泥对乙酸、丙酸、丁酸和热水解污泥的比产甲烷活性均有所下降,但其氢利用速率和互营乙酸氧化速率未受到显著影响。高温厌氧消化含固率由2%切换至10%连续运行试验结果表明,在有机负荷高达14 g COD/(L·d)时,虽然COD去除率不足(27.99 ± 3.66)%,且存在VFAs积累(10.41 ± 2.25)g COD/L,但pH值仍可稳定在7.74 ± 0.09,该切换策略具有可行性。稳定运行系统中产氢产乙酸和互营乙酸氧化功能菌属以Coprothermobacter(15.29%)、Anaerobaculum(8.89%)、Tepidimicrobium(17.99%)和Syntrophomonas(1.60%)为主,切换后乙酸营养型产甲烷菌Methanothrix被淘汰,而参与互营乙酸氧化过程的Methanosarcina和Methanothermobacter相对丰度显著提高,说明体系通过构建互营乙酸氧化产甲烷途径来抵御高温高氨的环境胁迫。因此,以高温常规含固率作为接种泥是切换至高含固热水解-高温厌氧消化的有效策略,并且接种污泥的互营乙酸氧化活性是切换成功的关键因素。
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