超声联合热碱预处理促进剩余污泥中温厌氧消化研究

生态与农村环境学报２０１９，３５（１）：９１－９７ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏｌｏｇｙａｎｄＲｕｒａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ收稿日期：２０１８－０２－０２基金项目：国家高技术研究发展计划（２０１２ＡＡ０６３６０２）①通信作者Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｑｉｎｗｅｉｈｕａ２００２＠ｓｉｎａ．ｃｏｍＤＯＩ：１０．１９７４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８３１．２０１８．００５６徐慧敏，秦卫华，李中林，等．超声联合热碱预处理促进剩余污泥中温厌氧消化研究［Ｊ］．生态与农村环境学报，２０１９，３５（１）：９１－９７．ＸＵＨｕｉ⁃ｍｉｎ，ＱＩＮＷｅｉ⁃ｈｕａ，ＬＩＺｈｏｎｇ⁃ｌｉｎ，ｅｔａｌ．ＵｐｇｒａｄｉｎｇＳｅｍｉ⁃ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＭｅｓｏｐｈｉｌｉｃＡｎａｅｒｏｂｉｃＤｉｇｅｓｔｉｏｎｏｆＷａｓｔｅＡｃｔｉｖａｔｅｄＳｌｕｄｇｅｂｙＣｏｍｂｉｎｅｄＵｌｔｒａ⁃ｓｏｎｉｃ，Ｔｈｅｒｍｏ⁃ＡｌｋａｌｉｎｅＰｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏｌｏｇｙａｎｄＲｕｒａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０１９，３５（１）：９１－９７．超声联合热碱预处理促进剩余污泥中温厌氧消化研究徐慧敏１，２，秦卫华１①，李中林１，顾琪１，戴晓虎３，４（１·９２·生态与农村环境学报第３５卷Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｂｉｎｅｄｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ，ｔｈｅｒｍｏ⁃ａｌｋａｌｉｎｅｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｍｅｓｏｐｈｉｌｉｃａｎａｅｒｏｂｉｃｄｉｇｅｓｔｉｏｎ；ｍｏｄｉｆｉｅｄ⁃Ｇｏｍｐｅｒｔｚｍｏｄ⁃ｅｌ；ｓｏｌｕｂｌｅｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｓ；ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｖｏｌａｔｉｌｅｓｕｓｐｅｎｄｅｄｓｏｌｉｄｓ污泥作为“资源及能源回收”的载体已经在世界范围内得到充分认可，如何实现资源和能源回收的最大化是各国学者的研究重点［１］。厌氧消化具有能耗低、稳定性好、能够回收生物能源等优点，在世界各国得到广泛应用［２］。厌氧消化通常分为水解、酸化和产甲烷３个阶段［３］，其中，水解是微生物将固体有机物和大分子聚合物转化为溶解性小分子的过程。由于这些物质一部分在细胞内部，一定程度上受到细胞膜／壁的半刚性结构阻碍［４］，其余在胞外聚合物中，通常情况下其中只有３０％～５０％具有生物可降解性［５］，因此水解过程成为厌氧消化的限速步骤。为提高污泥生物可降解性，改善厌氧消化性能，超声、碱解、热水解、微波辐射、臭氧氧化或多种技术的组合等厌氧消化预处理技术得到广泛研究和应用［６］。产甲烷潜力（ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｔｈａｎｅｐｏｔｅｎｔｉａｌ，ＢＭＰ）通常用于评判预处理技术对污泥厌氧消化性能的影响［７］。邱春生等［８］采用ＢＭＰ实验研究了碱、热水解和热碱３种预处理技术对污泥厌氧消化性能的影响，发现预处理后污泥产气量较未处理污泥分别提高７５第１期徐慧敏等：超声联合热碱预处理促进剩余污泥中温厌氧消化研究·９３·２４ｍｉｎ。预处理污泥冷却后置于４℃冰箱内保存，待厌氧消化实验使用。１·９４·生态与农村环境学报第３５卷明，水力停留时间（ｈｙｄｒａｕｌｉｃｒｅｔｅｎｔｉｏｎｔｉｍｅ，ＨＲＴ）分别为１０和７ｄ条件下，预处理污泥日产甲烷量分别较原泥提高３３第１期徐慧敏等：超声联合热碱预处理促进剩余污泥中温厌氧消化研究·９５·２