产酸菌对高温热水解污泥厌氧消化的影响

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1、学校代号10532学号S150300441分类号X705密级硕士学位论文产酸菌对高温热水解污泥厌氧消化的影响学位申请人姓名艾斯佳培养单位环境科学与工程学院导师姓名及职称刘红玉教授杨春平教授学科专业环境科学与工程研究方向固体废物资源化论文提交日期2018年5月20日学校代号：10532学号：S150300441密级：湖南大学硕士学位论文产酸菌对高温热水解污泥厌氧消化的影响学位申请人姓名：艾斯佳导师姓名及职称：刘红玉教授杨春平教授培养单位：环境科学与工程学院专业名称：环境科学与工程论文提交日期：2018年5月20日论文答辩日期：2018年6月3

2、日答辩委员会主席：牛承岗教授Influencesofacid-producingbacteriainanaerobicdigestionofhightemperaturehydrolysissludgebyAiSijiaB.E.(HunanInstituteofTechnology)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceinEnvironmentalEngineeringintheGraduateSchoo

3、lofHunanUniversitySupervisorProfessorLiuHongyuProfessorYangChunpingMay，2018I产酸菌对高温热水解污泥厌氧消化的影响摘要随着活性污泥技术在污水处理领域发展的同时导致副产物—剩余污泥大量的产生。剩余污泥含有大量的有机污染物、病原体等有毒有害物质，若是剩余污泥得不到有效地处置会对生态环境造成潜在危害，剩余污泥的减量化和资源化问题已成为城市建设进程中的最紧迫的问题。高温热水解厌氧消化技术由于具有处理速率高，消化周期短、能源回收等优点已成为剩余污泥的主要处理技术，但由于高温厌氧

4、消化系统中缺乏耐高温厌氧环境的有效微生物以及热水解后污泥中含有复杂的有毒物质。因此，需要通过筛选及接种嗜热菌以提高剩余污泥在厌氧消化系统中的降解效率。产酸菌在剩余污泥中大量存在且生长速率快，适应的温度范围广，能够在高温环境下存活；另一方面，在污泥厌氧消化过程中，产酸菌能够将非溶解性的有机物质分解并转化为简单的溶解性物质，这些转化后的溶解性物质能够为产甲烷菌生长繁殖提供营养物质；产酸菌通过自身活动能够消除厌氧消化初期所带入的溶解氧，并且能够裂解苯环、重金属等对产甲烷菌有害的物质。因此，筛选分离能高效处理污泥的产酸菌是高温热水解厌氧消化技术成功

5、的关键。本研究从污水处理厂的剩余污泥中筛选出三株产酸菌，并且提取了菌株的DNA进行了基于16SrRNA扩增及测序，通过系统发育分析确定了其生物学地位。而且，将筛选出的产酸菌株加入到高温厌氧消化反应器进行消化性能测试并选出优势产酸菌进行优化实验，为构建基于利用产酸菌处理高温热水解污泥技术提供基础依据。研究表明筛选出的三株产酸菌（编号：AFB-1、AFB-2、AFB-3）均能在高温厌氧消化反应器中生长，借助分子生物学手段进行鉴定得出三株产酸菌分别为凝结芽孢杆菌属和大肠杆菌属。命名为BacilluscoagulansAFB-1，Bacillusc

6、oagulansAFB-2，EscherichiacoliAFB-3。测序结果已提交至Genebank（登录号：KY170856、KY170857、KY170858）。厌氧消化实验表明添加凝结芽孢杆菌（BacilluscoagulansAFB-1）能获得最佳的VS去除率42.7%和TCOD去除率44.7%。探究污泥厌氧消化增溶度实验发现添加凝结芽孢杆菌（BacilluscoagulansAFB-1）、凝结芽孢杆菌（BacilluscoagulansAFB-2）和大肠杆菌（EscherichiacoliAFB-3）的污泥溶解率（SR）分别达到

7、20.8±2.2%，17.7±1.48%和11.1±1.53%。利用气相色谱仪对污泥的挥发性脂肪酸（VFAs）的浓度和成分进行了探讨，结果表明，VFAs浓度比对照组分别提高了98.5%、53.0%和11.6%。生化甲烷潜力（BMP）实验表明通过接种凝结芽孢杆菌（BacilluscoagulansAFB-1和BacilluscoagulansAFB-2），沼气产II硕士学位论文量增加了90.7%和75.3%，然而添加大肠杆菌（EscherichiacoliAFB-3）的沼气产量并没有增加。探究优势菌种凝结芽孢杆菌（Bacilluscoagul

8、ansAFB-1）在接种量为10%、20%、30%和40%的厌氧消化处理效果以及微生物生长情况，研究结果发现凝结芽孢杆菌（BacilluscoagulansAFB-1）在接种量为