污泥做碳源资料讲解.ppt

2020/5/13 生物方法 水解酸化淀粉酶和蛋白酶可分别使剩余污泥 的溶解提高 39.70 ％ 和 54.24 ％， 两者结合在一起 使用效果更好。 在使用蛋白酶和 α －淀粉酶混合物进行预处理 SCFAs 的产量增加了 2.04 倍。蛋白质在剩余污泥 有机成分的质量分数接近 50 ％， 微生物蛋白酶， 特别是碱性蛋白酶， 被证实可减少剩余污泥中固 体成分， 并能通过溶胞行为加速对病原体的去除。 2020/5/13 组合方法 与单一方式相比， 采用组合方式进行预处理 产 VFA 的效果更好。 表面活性剂（十二烷基硫酸钠）和复合酶一 起使用， 剩余污泥的水解率更高， 在酸化阶段， 最大 SCFAs 的浓度增加了 2.32 倍， 而单独使用 表面活性剂、复合酶的最大浓度分别增加 1.82 、 2.04 倍。 2020/5/13 超声波 / 碱 ( 酸 ) 、热处理 / 碱 ( 酸 ) 等预处理方式都能使 VFA 的产量比不预处理时提高。 但同时也发现，两种碱处理技术不仅分解污泥最外层 的絮状结构，而且能够破坏微生物的细胞结构，促使污泥 颗粒粒径急剧变小，粒径小于 17 微米的污泥颗粒占总数 50 ％以上。然而在超声波 - 酸和热 - 酸作用下，仅有部分的污 泥絮状结构分解，污泥的颗粒粒径变化并不明显。 刘晓玲实验中热 - 碱和超声波 - 碱预处理后的污泥厌氧 发酵生成的总酸分别比未预处理污泥提高 59.1 ％和 68.2 ％， 均显著高于两种酸预处理技术。 参考文献：城市污泥厌氧发酵产酸条件优化及其机理研究；刘晓玲 2020/5/13 2.2.2 提高酸产量的控制因素 污泥厌氧消化产短链脂肪酸的影响因素： 污泥性质 温度 pH 值 C/N HRT SRT 混合条件 通过改变底物性质、 微生物活性对产酸过 程产生影响。 通过改变底物与微生 物间的接触时间和均 匀度对产酸过程产生 影响。 是否添加表面活性剂、 产甲烷抑制剂 2020/5/13 1 、污泥性质 初沉污泥的有机组分以脂类和碳水化合物为主，而剩余 污泥主要由细菌等微生物构成，含蛋白质较多。 2020/5/13 这里主要讨论以剩余污泥为主的情况，为了 平衡剩余污泥碳水化合物不足的问题，可将剩余 污泥和初沉污泥或农作物废物混合消化，提高酸 产量。 2020/5/13 2 、温度 温度不仅对厌氧发酵中基质的物化特性有着 重要的影响，而且也影响微生物的代谢活动和生 长速率 ( 温度每升高 10 ℃，反应速率增加 2-4 倍 ) 。 参考文献：温度对污泥厌氧发酵产酸过程的影响；蔡伟娜，陆小青 微生物的种群结构 ; 微生物的生长速率； 酶活性的高低； 生化反应的速率； 基质降解速率 . 2020/5/13 (1) 温度对污泥厌氧水解的影响 与产甲烷菌相比，水解与发酵细菌对温度的 适应性很强，在低温 (10-30 ℃ ) 、中温 (30-40 ℃ ) 、 高温 (50-60 ℃ ) 、甚至更高温度 (100 ℃ ) 的环境中 都可以很好的生存。 Mahmond 等研究泥龄为 10 d 时，污泥在 25 ℃ 和 35 ℃时水解的 COD 分别占进水总 COD 的 23.85 ％和 41.1 ％。 Moser-Engeler 等、 Ferreiro 等都实 验说明高温发酵能促进污泥的水解。 较高的温度更有利于水解发酵过程中有机物 的溶解和中间产物有机酸的生成。 参考文献：刘晓玲 . 城市污泥厌氧发酵产酸条件优化及其机理研究 . 2020/5/13 此外，污泥在水解过程中释放的氨氮浓度也 会受发酵温度的影响。 Song 等研究发现城市污泥高温发酵释放的氨 氮浓度 (860 mg/L) 比中温发酵的要多 (630 mg/L) 通过深入分析认为由于蛋白质的水解随温度 升高而增加，因此 主要由蛋白质水解产生的氨氮 必然随温度升高而增加。 2020/5/13 (2) 温度对 SCFA S 累积的影响 很多研究发现 温度升高有利于污泥厌氧发酵 过程中 SCFAs 的累积。 Mahmond 等、 Banerjee 等、 Skalsky 等的研 究都说明温度升高有利于污泥的厌氧产酸。 姜苏在利用表面活性剂 ( 十二烷基苯磺酸钠， SDBS) 促进剩余活性污泥发酵产酸的间歇试验研 究中发现无论 SDBS 是否存在，剩余污泥的 SCFAs 浓度都随着温度的上升而增加。 2020/5/13 与中温发酵相比，高温发酵有利于产酸的原因： (1) 单相厌氧反应器中各种微生物处于相同环境，对甲 烷菌的生长不利。产酸菌对温度的增加不如产甲烷菌敏感。 当温度超过 70 ℃时，丙酸和丁酸的降解才会受到抑制。 (2) 热力学研究表明高温时吸能反应 ( 如丙酸 乙酸 +CO 2 +H 2 ) 更容易进行，而释能反应