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两种剩余污泥厌氧消化评估与研究

董慧峪  
【摘要】: 本文对两污水厂剩余污泥的厌氧消化进行了研究。台南安平污水厂进水由运河截留收集,台北迪化污水厂的进水由完整的市政下水道收集。由于运河中含有大量无机泥沙,安平厂厌氧消化池运转欠佳,迪化厂厌氧消化池运转良好。本文采用Owen等人提出的Biochemical Methane Potential (BMP)方法,就两厂的厌氧污泥、剩余污泥的厌氧消化产能潜能进行实验。 选用相同的基质NaAc,设置5组投配比,对两厂的厌氧污泥厌氧消化进行研究。研究发现:初期基质NaAc对厌氧污泥具有一定的抑制作用,迟滞期随着添加基质浓度的提高而延长;随着投配比的增大,最大产气速率也随之增大;安平厂、迪化厂的最大比产气速率分别为67.93、62.65(mL/gVSS/day),半饱和常数分别为1517、801mg/L,表明迪化厂厌氧污泥代谢旺盛、对NaAc亲和性好。选用两厂的剩余污泥为基质,分别接种各厂的厌氧污泥,设置6组投配比,对两厂的剩余污泥厌氧消化进行研究。研究发现:剩余污泥对厌氧污泥基本无抑制作用;产气可分为两个阶段,第一个阶段利用溶解性有机物和易水解物质进行厌氧反应产生CH4,产气速率较快;第二阶段的限速步骤为微生物的水解反应,反应速度均匀、较慢;比产气速率随着投配比的增大而增大;安平厂、迪化厂的最大比产气速率分别为74.21、51.05(mL/gVSS/day);半饱和常数分别为54,010、19,010mg/L,表明安平厂剩余污泥亲和性差、难消化降解。 通过T-RFLP技术对两厂厌氧污泥中的产甲烷菌生物相组成进行分析。研究发现,安平厂厌氧消化池中的厌氧污泥杂菌(Diverse)含量高达45%,产甲烷功能菌主要以产甲烷髦毛菌Methanosaeta spp.(39%)为主;迪化厂厌氧消化池中的厌氧污泥产甲烷功能菌相对含量高,杂菌含量仅为7%,产甲烷功能菌主要以产甲烷髦毛菌Methanosaeta spp.(64%)为主。两厂的厌氧污泥中同时都存在少量的存在产甲烷微菌Methanomicrobiaceae、产甲烷杆菌Methanobacteriacea。在以NaAc为基质实验结束后,高投配比条件下以乙酸为基质生成甲烷的产甲烷髦毛菌Methanosaeta spp.相对含量大幅度提高。在以剩余污泥为基质的实验结束后,杂菌含量大幅度降低,其它产甲烷功能菌相对含量皆有提高。SEM镜检两厂厌氧污泥发现:安平厂厌氧污泥中菌群分布离散、稀疏,而迪化厂厌氧污泥中菌群丰富多样,存在着大量的形态不同的产甲烷菌,形成了良好的厌氧生态体系,与两厂厌氧污泥厌氧消化的表现一致。


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