污泥厌氧发酵产酸关键影响因素的函数模型研究-环境科学学报.PDF

第 ３６ 卷第 ５ 期 环　 境　 科　 学　 学　 报 Ｖｏｌ．３６ ，Ｎｏ．５ ２０１６ 年５ 月 　 Ａｃｔａ Ｓｃｉｅｎｔｉａｅ Ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅ Ｍａｙ ， ２０１６ ＤＯＩ：１０．１３６７１／ｊ．ｈｊｋｘｘｂ．２０１５．０６３０ 白杰， 刘和， 马惠君，等．２０ １６．污泥厌氧发酵产酸关键影响因素的函数模型研究［Ｊ ］．环境科学学报，３６ （５ ） ：１７３８⁃ １７４４ Ｂａｉ Ｊ ， Ｌｉｕ Ｈ ，Ｍａ Ｈ Ｊ ， ｅｔａｌ． ２０ １６．Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ ａｎａｅｒｏｂｉｃ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ ＶＦＡｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｓｅｗａｇｅ ｓｌｕｄｇｅ ［Ｊ ］．Ａｃｔａ Ｓｃｉｅｎｔｉａｅ Ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅ ，３６ （５ ） ：１７３８⁃ １７４４ 污泥厌氧发酵产酸关键影响因素的函数模型研究 １，２ １，∗ １ １ １ １ １ 白杰 ，刘和 ，马惠君 ，殷波 ，刘宏波 ，符波 ，刘晓玲 １． 江南大学环境与土木工程学院，无锡２１４ １２２ ２． 无锡科技职业学院，无锡２１４ １２２ 收稿日期：２０ １５⁃ ０７⁃ １６　 　 　 修回日期：２０ １５⁃ ０８⁃ １１　 　 　 录用日期：２０ １５⁃ ０８⁃ １１ 摘要：本研究以城市剩余污泥预处理液作为底物，调节底物不同Ｃ／ Ｎ 比，测定了厌氧发酵过程中几种关键酶的酶活及发酵产物乙酸、丙酸及丁 酸的浓度． 同时，利用Ｍａｔｌａｂ 软件通过回归分析和函数拟合构建了Ｃ／ Ｎ 比⁃关键酶活⁃酸产量之间的多项式函数模型，发现所建立的二元三次多 ２ 项式模型的拟合优度Ｒ 均大于０．９ ，且残差平方和较小，因此，判定二元三次多项式更适合描述Ｃ／ Ｎ 比⁃关键酶活⁃酸产量的数学关系．最后，建 立了关键酶活、Ｃ／ Ｎ 比和产酸量三因素间的曲面模型，发现该模型能够很好地描述污泥厌氧发酵中Ｃ／ Ｎ 比条件对关键酶和产酸类型的影响， 并能进一步预测Ｃ／ Ｎ 比所对应的酶活和产酸发酵类型，可为今后的实验研究及工程放大提供理论参考． 关键词：污泥；厌氧发酵；挥发性脂肪酸；酶活性；函数模型；Ｃ／ Ｎ 比 文章编号：０２５３⁃２４６８ （２０ １６ ）０５⁃ １７３８⁃ ０７　 　 　 中图分类号：Ｘ７０３　 　 　 文献标识码：Ａ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ ａｎａｅｒｏｂｉｃ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｆｏｒ ＶＦＡｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｓｅｗａｇｅ ｓｌｕｄｇｅ ＢＡＩ Ｊｉｅ１，２ ， ＬＩＵ Ｈｅ１， ∗ ，ＭＡ Ｈｕｉｊｕｎ１ ， ＹＩＮ Ｂｏ１ ， ＬＩＵ Ｈｏｎｇｂｏ１ ， ＦＵ Ｂｏ１ ，ＬＩＵ Ｘｉａｏｌｉｎｇ１ １． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ， Ｊｉａｎｇｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ， Ｗｕｘｉ ２１４ １２２ ２． Ｗｕｘｉ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ， Ｗｕｘｉ ２１４ １２２ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ １６ Ｊｕｌｙ ２０ １５ ；　 　 　 ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｉｎ ｒｅｖｉｓｅｄ ｆｏｒｍ １１ Ａｕｇｕｓｔ ２０ １５ ；　 　 　 ａｃｃｅｐｔｅｄ １１ Ａｕｇｕｓｔ ２０ １５ Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｐｒｅｔｒｅａｔｅｄ ｓｅｗａｇｅ ｓｌｕｄｇｅ ｌｉｑｕｏｒ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｆｏｒ ｖｏｌａｔｉｌｅ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄｓ （ＶＦＡｓ ） ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｂｙ ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｃ／ Ｎ ｒａｔｉｏｓ ｖｉａ ａｎａｅｒｏｂｉｃ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅ