解偶联剂对活性污泥产率的影响及机理研究论文

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1、解偶联剂对活性污泥产率的影响及机理研究论文摘要：以2，4_二硝基酚(dNP)为解偶联剂，采用序批式实验分析研究了投加解偶联剂dNP对活性污泥法处理效果和污泥产率的影响，并阐述了这种影响产生的机理。实验表明，当污泥浓度ρ(MLVSS)为1800mg／L，ρ(CODCr)为1700mg／L，dNP投加量为5mg／L时污泥产率降低达19％，处理效果仅降低1％.freelg／L。关键词：污水处理活性污泥产率解偶联剂2,.freelThereofAbstract：Theeffectsofanuncoupler(DNP)ontheresultofthetreatmentbyactivatedsludgep

2、rocessandtheyieldofsludgeethodechanismofthegenerationofsucheffectsg／L，theρ(CODCr)g／LandthedosageofDNPg／L,theyieldofsludgedecreasedby19％entdecreasedby1％only.ThetestsalsoshoiceffectivedosageofDNPg／L.Keyent；activatedsludge；sludgeyield；uncoupler；DNP活性污泥法广泛应用于污水处理工艺中，但是，无论是城市污水还是工业废水，在处理的过程中都将产生大量的污泥，用于处

3、理或处置剩余污泥的费用约占污水处理费用的50％l，因此迫切需要寻找解决的途径。而最根本的方法是在活性污泥处理的过程中，最大幅度降低污泥产率。目前，常用的降低污泥产率的方法主要有延时曝气法2、纯氧曝气法3、生物捕食法4-5、改变反应温度6或者pH值法7以及常用的厌氧硝化法等，但都存在着一定的不足，如：能耗高、经济性差、反应条件难控制等。同以上各种方法相比，在污水处理过程中投加解偶联剂能在不明显降低处理效果的情况下大幅度降低污泥产率，展示了诱人的前景和工程可行性，具有发展推广的潜力。1解偶联剂削减污泥产率的理论基础从根本上说，活性污泥法即微生物以废水中的污染物质(基质)作为生长的碳源和能源，将污染

4、物从废水中去除，并将其转化为新细胞物质和CO2或者其他形式。写成化学计量方程如下8：碳源+能源+电子受体+营养物--→细胞生成量+CO2+还原后受体+最终产物(1)在大多数情况下，生长是平衡的，即微生物生长与基质利用是相关的，那么，去除1个单位基质就会产生Y单位微生物量。从上述计量方程可看出，生物合成反应除了物质反应外，还需要能够与之相耦合的能量以形成新的细胞，这种能量主要由三磷酸腺苷(ATP)提供。基质+ATP→细胞物质+ADP+PO43-+废弃产物(2)其中，ADP(二磷酸腺苷)是ATP脱去一个磷酸后形成的，其间释放大量能量，用于细胞物质的合成。所以说，微生物产率的大小与ADP的量密切相关

5、9。而ATP则主要是微生物分解代谢过程中通过ADP的氧化和磷酸化生成。正常情况下，氧化反应(3)和磷酸化反应(4)是偶联的，即生物将物质氧化的过程中同时伴随着ADP转化成ATP的磷酸化过程。根据英国生化学家P.Michell于1961年提出的“化学渗透学”观点10，生成ATP的氧化与磷酸化之间起偶联作用的因素是H+的跨膜梯度。即在微生物体内，氧化过程中释放的能量不断地将细，胞内的H+逆浓度梯度泵出细胞膜；而由于细胞膜的选择性，H+不能自由透过细胞膜，于是在细胞膜两侧形成一个质子跨膜梯度。细胞膜外的H+只有通过一个特异的质子通道才能顺着H+浓度梯度进入细胞内，H+顺浓度梯度方向运动所释放的自由能

6、使ADP和PO43-结合生成ATP，所以说，生成ATP的氧化与磷酸化之间起偶联作用的因素是H+的跨膜梯度。而解偶联剂可以增强细胞膜对H+的通透性，促进H+被动扩散通过细胞膜，消除细胞两侧的质子梯度，所以不能再合成ATP。即氧化和磷酸化之间存在的偶联关系，可以通过投加解偶联剂使其脱偶联，氧化反应(3)仍可以进行，而磷酸化反应(4)不能进行，从而导致合成反应(2)无法进行，所以微生物产率大幅度减小。目前，用作解偶联剂的有2，4_二硝基酚(2，4-dinitrophenoldNP)，羰基-氰-对-三氟甲氧基苯肼(FCCP)，双香豆素(dicoumarin)等，本文通过3h序批实验对dNP在活性污泥中

7、的解偶联剂作用进行了分析研究。2dNP对活性污泥产率和处理效果的影响2.1污泥来源及配水方案污泥采用合肥某生活小区污水处理厂污泥，经实验室培养。污泥培养用水和试验用水由实验室配制。配水用蔗糖作为碳源，CODCr的质量浓度为1700me／L用NaHCO3作为缓冲溶液，使溶液pH值处于7.0左右；氮源由NH4Cl提供，无机氮的质量浓度为52mg／L；磷源由KH2PO4和Na2HPO4提供，总磷的质量浓