贵州污水处理设备公司优化剩余污泥厌氧消化工艺

优化剩余污泥厌氧消化工艺
    本研究采用剩余污泥厌氧消化产CH4生成势(biological methane potential，BMP)的测试方法[15, 16]，对两厂的剩余污泥厌氧消化进行了批次实验，在两厂剩余污泥的产的产CH4速率、 基质浓度回归的基础上得出产CH4的关键参数，评价不同剩余污泥在厌氧消化过程中的产CH4生成势; 同时对BMP实验前后的水质变化进行分析，结合厌氧消化前后T-RFLP的变化，对两种剩余污泥在厌氧消化过程中CH4生成势的差异进行解析[17].一方面可对不同剩余污泥厌氧消化过程中的产CH4潜能进行评价，同时也能为厌氧消化工艺中微生物菌群动态变化跟踪及关键参数优化提供依据.
    剩余污泥厌氧消化的效率在很大程度上取决于厌氧微生物种群多样性及优势种群的活性[10,11].不同条件下厌氧消化运行的稳定性及效率与系统群落结构的变迁会存在一定的关联.厌氧污泥中主要存在水解发酵菌、 产氢产乙酸菌、 产甲烷菌及硫酸盐还原菌[12].其中产甲烷菌属于典型的古细菌，大致可以分为两类：一类主要利用乙酸产生甲烷，主要有产甲烷八叠球菌(Methanosarcina)和产甲烷髦毛菌(Methanothrix); 另一类利用氢和二氧化碳合成甲烷.由于传统微生物培养、 鉴定的局限性，近年来研究人员尝试应用基于16S rRNA的分子生物学技术(变性梯度凝胶电泳、 克隆文库技术、 荧光原位杂交)对厌氧污泥系统群落结构的变化进行分析.其中末端限制性片段多态性(terminal-restriction fragment length polymorphism, T-RFLP)根据PCR扩增产物片断的大小不同以及标记片断种类和数量的不同来分析群落的结构及组成. Collins等[13]利用T-RFLP技术对接种污泥和接种后的污泥中微生物菌群变化进行研究后发现接种污泥中占优势的产甲烷菌群是Methanosarcinales、 Methanobacteria和Proteobacteria，而反应器运行稳定后占优势的菌群为Methanosarcina vacuolata和Methanobacterium palustre.T-RFLP技术可以很灵敏地检测微生物种类的微小变化，能够提供微生物种群结构和数量动态变化的信息，已成功应用于厌氧污泥产CH4菌的群落结构、 动态变化的检测等方面[14].
    污水活性污泥处理过程中会产生大量的剩余污泥，数量可达到污水处理量的0.3%～0.5%(以含水率97%计)[1].剩余污泥除了具有含水率高、 易腐烂、 恶臭等特征外，还含有大量的病原菌、 寄生虫、 重金属和二 英、 苯并芘等难以降解的有毒、 有害、 致癌物质，极易对土壤、 地下水等造成二次污染[2].厌氧消化处理是对剩余污泥进行稳定化、 减量化和资源化过程中被广泛采用的处理手段，具有能耗低、 污泥稳定性好、 产生生物能源沼气等优点[3].影响剩余污泥厌氧消化过程的因子包括基础因素(厌氧污泥组成、 浓度、 污泥负荷等)和环境因素(pH、 ORP、 抑制性物质等)两大类，其中厌氧污泥的生物相组成和代谢活性对厌氧消化处理的过程进展发挥着重要的作用[4].在剩余污泥厌氧消化过程中，由于微生物构成、 对基质的适应性和接种量的不同，采用不同的接种厌氧污泥会对剩余污泥产CH4生成势形成不同程度的影响[5,6].深入探究剩余污泥厌氧消化过程中产CH4生成势与菌群动态变化的关系，一方面可对厌氧消化过程中剩余污泥的生化降解过程和产CH4潜能进行评价[7]，另一方面也能为剩余污泥厌氧消化工艺的关键操作参数优化提供依据[8,9]
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