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成都生物所在强化市政污泥厌氧消化效率研究方面获进展
发表日期: 2021-07-19 作者: 蒋心茹、闫志英 文章来源:
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 在我国污水处理产业发展过程中,相比于污水处理技术的快速有效发展,污泥的处理处置技术尚未同步跟上,“重水轻泥”问题突出,导致我国80%左右的剩余污泥未得到有效处置,二次污染严重,因此对污泥的处理与处置迫在眉睫。 

 厌氧消化技术能够在降低污泥对环境污染的同时回收能源,是目前国际上最受欢迎的污泥减量化和资源化处理技术,也是是国际公认的负碳污泥处置技术,但污泥的消化效率低限制了该技术的实际应用。 

 中国科学院成都生物研究所污染生物治理项目组研究生蒋心茹在吕青阳博士、闫志英研究员的指导下,使用由水解酶制剂和微量元素产甲烷促进剂组成的双E体系(Enzyme and Enhancer),协同提高了污泥的厌氧消化效率。结果表明,400 U/(g·Vs)的复合酶制剂添加量能获得污泥最佳水解效率,4小时的水解预处理过程使污泥的水溶性蛋白、多糖及COD的含量分别提高了60.1%47.7% 74.1%。产甲烷促进剂最佳添加量为1.24%w/w),更高的添加比例反而会抑制污泥厌氧产气量。在双E体系下,污泥厌氧发酵累计甲烷产量提高了45.29%Gompertz动力学拟合方程结果显示,与单独使用酶制剂或产甲烷促进剂相比,双E体系能获得最大产气速率为8.57 mL/(g·d)。对双E体系下运行的厌氧反应器微生物群落结构进行分析发现,具有蛋白水解功能的Fermentimonas 属和 Lutispora 属的丰度分别增加了6.15% 5.4%,表明双E体系下污泥有机质的转化效率会更高。此外,通过对反应器内古菌的丰度和种类变化分析发现,双E体系下嗜氢产甲烷菌丰度更高,建立了更高活力和耐受能力的微生物群落体系。研究结果提出了强化市政污泥厌氧消化效率的新策略,为污泥厌氧消化技术的推广应用奠定了理论和实践基础。 

 该研究成果以蒋心茹、吕青阳为共同第一作者、闫志英研究员为通讯作者发表在国际著名TOP期刊ChemosphereIF=7.086)上。 

 本研究获中国科学院战略生物资源服务网络计划(KFJ-STSQYZD-098), 四川省重大科技项目 (2018SZDZX0024), (2020YFS0449)和四川省科技项目 (2020ZYD023)的支持。 

 原文链接

  1 酶水解预处理污泥可溶性有机物变化 

  2 E工艺产甲烷潜力实验及Gompertz动力学拟合方程曲线 

  3E工艺下污泥厌氧消化过程微生物群落丰度变化 

  4 E工艺促进污泥厌氧消化原理示意图 


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