双氯芬酸钠对污泥厌氧发酵的影响及机理研究

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1、学校代号10532学号S150300421分类号X705密级硕士学位论文双氯芬酸钠对污泥厌氧发酵的影响及机理研究学位申请人姓名胡家玮培养单位环境科学与工程学院导师姓名及职称李小明教授学科专业环境科学与工程研究方向污泥厌氧发酵论文提交日期2018年5月10日学校代号：10532学号：S150300421密级：湖南大学硕士学位论文双氯芬酸钠对污泥厌氧发酵产酸的影响及机理研究学位申请人姓名：胡家玮导师姓名及职称：李小明教授培养单位：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10日论文答辩日期：2018年6月3日答

2、辩委员会主席：黄丹莲教授EffectofdiclofenacontheproductionofvolatilefattyacidsfromanaerobicfermentationofwasteactivatedsludgeanditsrelevantmechanismsbyHUJiaweiB.E.(HubeiUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinEnvironmen

3、talScienceandEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLiXiaomingJune，2018双氯芬酸钠对污泥厌氧发酵的影响及相关机理研究摘要在当前的污水处理工艺中，活性污泥法由于成本较低、管理方便，同时对COD和氮、磷等污染物都具有良好的去除效果，在生活污水处理厂中被广泛使用。虽然活性污泥法在污水处理方面的优势明显，但是该工艺在运行的过程中会产生大量的剩余污泥（WAS）。由于污泥中含有大量的病原体、重金属和其他有毒有害物质，如果得不

4、到有效的处理，将会对环境造成严重的二次污染。另一方面，活性污泥中含有大量有机质，比如蛋白质和碳水化合物，因此如果得到有效的利用，它也是一种宝贵的资源。厌氧发酵技术被广泛的认为是当前最为经济的污泥处理方法。在发酵的过程中，污泥中的有机物可以被生物转化为挥发性脂肪酸（VFAs）等工业原料，或者H2和CH4等能源物质。近年来，基于VFAs广泛的应用前景，污泥厌氧发酵产酸得到了越来越多的关注。VFAs可以作为一种优质碳源投入活性污泥脱氮除磷工艺中，此外，VFAs还可以用作生产生物可降解塑料的原材料。到目前为止，关于污泥厌氧发酵产酸的研究主要集

5、中在预处理方法和操作参数的优化上。污泥不仅含有可生物降解的蛋白质、碳水化合物和聚羟基链烷酸酯（polyhydroxyalkanoate），还含有大量的污染物，比如重金属、药物及个人护理品（PPCPs）等等，其中就包括双氯芬酸钠（DCF）。DCF是一种非甾体类抗炎药，其作用机制为抑制前列腺素的合成从而发挥抗炎镇痛作用。据报道，全世界DCF的年消费量可达940t，而随着人口的增加和经济的快速发展，未来的消费量还将持续增加。污水处理厂（WWTPs）是DCF进入自然环境之前的最后一道屏障，在污水处理过程中可以通过浓缩、吸附以及降解等方式降低D

6、CF的浓度。在这个过程中，大量的DCF被吸附在WAS中，这就势必会对污泥的后续处理产生一些潜在的影响。而到目前为止，DCF对污泥厌氧发酵的潜在影响还未得到研究，其影响污泥厌氧发酵的机理也尚不清楚。因此，本研究的主要目的是探索DCF对污泥厌氧发酵的潜在影响。首先研究了不同剂量的DCF对污泥厌氧发酵过程中VFAs产量的影响。其后研究了DCF影响污泥厌氧发酵的机理，包括其对厌氧发酵中各个过程的影响。最后，分析了当DCF出现时，发酵系统中与产酸有关的酶的活性以及微生物群落的变化。本文的研究结果有效的填补了污泥厌氧发酵与新兴污染物DCF之间相互

7、作用的研究空白，对今后的污泥处理和处置具有重要的参考意义。关键词：双氯芬酸钠；剩余污泥；厌氧发酵；挥发性脂肪酸；影响II硕士学位论文AbstractActivatedsludgeprocessisacommonlyusedtreatmentprocessinwastewatertreatmentplants(WWTPs).Theprocesshastheadvantagesofgoodbiologicaltreatmentefficiencyandlowoperatingcost.However,theprocesscouldprod

8、ucesubstantialwasteactivatedsludge(WAS),whichcontainshighlevelsofpathogens,heavymetalsandothertoxicandhazardou