基于氨氮抑制效应的污泥厌氧产酸_王晋

第11卷第5期环境工程学报Vol．11，No．52017年5月ChineseJournalofEnvironmentalEngineeringMay2017基金项目:江苏省产学研联合创新前瞻性研究项目(BY2014037-25)收稿日期:2015－12－25;录用日期:2016－03－18第一作者:王晋(1974—)，男，博士，副教授，研究方向:固体废弃物资源化处置。E-mail:wangjin001@cczu．edu．cn*通信作者基于氨氮抑制效应的污泥厌氧产酸王晋*，李习伟，方新磊，徐冉，李定龙常州大学环境与安全工程学院，常州213164摘要以高含固污泥为研究对象，采用微波协同酸预处理该污泥，然后利用鸟粪石法去除超过相应浓度的氨氮，研究不同浓度氨氮对污泥厌氧产酸的影响。结果表明:氨氮浓度超过500mg·L－1时可以满足厌氧发酵微生物增殖生长的需要;鸟粪石法去除高含固污泥发酵液中过量的氨氮可以达到提高发酵产酸产量的目的，最高可达6521.95mg·L－1;半抑制浓度条件下，发酵过程中NH+4-N对厌氧发酵微生物均有不同程度的抑制，丙酸盐降解菌和异丁酸盐降解菌具有更为明显的抑制作用;未处理条件下可知随着NH+4-N浓度的上升，产氢产乙酸菌群和同型产乙酸菌群不仅受到抑制，且菌群间的互营机制可能也遭到不同程度的破坏。关键词高含固污泥;氨氮抑制效应;鸟粪石法;产氢产乙酸菌;同型产乙酸菌中图分类号X705文献标识码A文章编号1673-9108(2017)05-3091-08DOI10.12030/j．cjee．201512185Sludgeanaerobicacidificationbasedonammonia-nitrogeninhibitionWANGJin*，LIXiwei，FANGXinlei，XUＲan，LIDinglongSchoolofEnvironment＆SafetyEngineering，ChangzhouUniversity，Changzhou213164，ChinaAbstractPreprocessthehigh-solidsludgebymicrowave-acidmethod，thentheammonianitrogenofcorrespond-ingconcentrationwasremovedbystruviteprecipitationmethod，theeffectofammoniaconcentrationonanaerobicdigestionviasludgewasindicatedinthisstudy．Thisstudyinvestigatedthatcanmeettheneedsofanaerobicfer-mentationmicrobialgrowthwhenammonianitrogenconcentrationexceeding500mg·L－1．StruviteprecipitationmethodcanachievethepurposeofimprovingVFAsproduction，theTVFAswasupto6521.95mg·L－1．IntheIC50ammoniainhibitionstate，NH+4-Nhasdifferentinhibitionactiononanaerobicmicrobial，especiallypropio-nate-degradingbacteriaandisobutyrate-degradingbacteria．WithriseinNH+4-Nconcentration，notonlyho-moacetogensandsyntrophicacetogensweresuppressed，butalsothehomoacetogens/syntrophicacetogenssyner-gismwasdamagedinvaryingdegrees．Keywordshigh-solidsludge;ammonia-nitrogeninhibition;struviteprecipitationmethod;syntrophicacetogens;homoacetogens污泥厌氧消化是指污泥厌氧微生物在无氧情况下将污泥稳定化降解的过程，但在实际操作中由于各方面的原因不能使其降解过程持续稳定进行［1］，比如重金属离子浓度、长链脂肪酸浓度、氢分压、游离酸浓度、游离碱浓度及氨氮浓度等［2］过量会造成污泥降解微生物活性降低或失活。在污泥厌氧消化过程中氮素是微生物生存的基本物质之一，且氮平衡可以确保污泥消化过程具有缓冲能力;但污泥消化液中过量氨氮会造成污泥厌氧启动延迟甚至导致污泥厌氧过程失败，因此将氨氮抑制效应作为影响污泥厌氧消化至关重要的因素［3