基于微波預處理的酶強化污泥水解酸化研究
更新時間：2016-02-26 13:52
來源：環(huán)境科學學報
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摘要：微波預處理能顯著提高污泥上清液中溶解性有機物含量,進而可作為內碳源補充強化生物脫氮,但釋放的大量溶解性有機物卻存在碳源可利用性偏低問題.因此,為了提高上述碳源的可利用性,本研究通過批量試驗,考察了添加中性蛋白酶和中溫α-淀粉酶對微波預處理污泥水解酸化的強化效果,同時研究了水解酸化過程中污泥上清液中有機物的變化特征.結果表明,經過微波-過氧化氫-堿預處理的污泥進行水解酸化能產生較多的揮發(fā)性脂肪酸(VFA),碳源可利用性提高,但由于在水解酸化最初的2d內存在產酸滯后期,導致水解酸化時間被延長.加入中性蛋白酶和中溫α-淀粉酶不僅促進了預處理后污泥的水解酸化,而且解除了微波-過氧化氫-堿預處理導致的產酸滯后現象.在55℃、I/S(接種比)=0.07條件下,酶的最佳投加量分別為30mg·g-1(蛋白酶/總固體濃度TS)和90mg·g-1(淀粉酶/TS),最佳水解時間為0.5d,最佳酸化時間為4d.水解酸化過程中溶解性COD(SCOD)、溶解性蛋白質、溶解性糖類和VFA濃度均呈現先增加后降低的變化規(guī)律.水解0.5d時,30mg·g-1(蛋白酶/TS)組和90mg·g-1(淀粉酶/TS)組的SCOD、溶解性蛋白質、溶解性糖類濃度均達到最大值.水解酸化4d時,30mg·g-1(蛋白酶/TS)組和90mg·g-1(淀粉酶/TS)組的總VFA濃度分別為3373.39mg·L-1(以COD計,下同)和3226.79mg·L-1,比預處理組分別提高了82.37%、74.45%.30mg·g-1(蛋白酶/TS)組和90mg·g-1(淀粉酶/TS)組的VFA主要組分均為乙酸、正丁酸和異戊酸,其中,乙酸占總VFA的比例分別為46.53%、45.94%,污泥上清液中的COD/總氮(TN)比分別為13.26、14.41.在碳源組成方面,在水解酸化0.5~4.0d之內,30mg·g-1(蛋白酶/TS)組和90mg·g-1(淀粉酶/TS)組的SCOD濃度基本不變,但隨著水解時間的延長,溶解性蛋白質占SCOD的比例均在下降,總VFA占SCOD的比例均在提高,實現了在不改變碳源總量的條件下增加溶解性有機物與易生物降解有機物比例的目的.
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