微氧预处理对有机废水厌氧消化产甲烷的影响.pdf

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1、第26卷第ll期25620LO年11月农业工程学报Transactiomof山eCSAE、，01．26No．1lNov．20lO微氧预处理对有机废水厌氧消化产甲烷的影响陈文宾1，胡庆昊睬，(1．淮海工学院化学工程学院，连云港222005；徐国想1，马卫兴1，邓宇2※2．农业部能源微生物与利用重点开放实验室，成都610041)摘要：为了考察微氧预处理对有机废物厌氧消化产甲烷过程的影响，论文以合成废水为试验材料进行了试验研究。结果表明，在厌氧消化反应前进行一定时间的微氧预处理，可以强化水解产酸菌的作用，促进

2、有机底物的水解酸化，从而有效促进甲烷的产生。微氧预处理4h可以提高甲烷产量28％，提高最大产甲烷速率57．5％。10h的预处理则对产甲烷菌具有毒害作用，甲烷产量显著降低，预处理时间过短，促进效果小明显。最佳的预处理时间为4～6h。微氧预处理在控制好处理时间时可促进有机物水解酸化，因此可应用于复杂有机物如厨余垃圾等的厌氧发酵。关键词：微氧预处理，有机废水，厌氧消化，甲烷doi：10．3969／j．ism．1002—6819．20lO．11．044中图分类号：S216．4文献标志码：A文章编号：1002—6

3、819(20lO)一11—0256一04陈文宾，胡庆昊，徐国想，等．微氧预处理对有机废水厌氧消化产甲烷的影响[J】．农业工程学报，2010，26(11)：256—259．ChenWenbin，HuQin曲ao，XuGuoxiallg，eta1．Efj晚tofmicm．aerobicpre仃eatTllentonanaerobicdigestionofo唱aIlicw猫tewatersformetllanepmduction[J】．TransactionSoftheCSAE，2010，26(11)：256

4、—259．(inChinese谢t11EngliShabstr孔t)0引言以厌氧消化为核心技术、以废弃物资源化为目的的沼气工程已成为处理、利用城市生活垃圾、工业有机废水、畜禽粪便和污水厂剩余污泥最有效、前景最广阔的手段之一。有机物的厌氧降解一般认为需经历3个阶段：即水解酸化、产氢产乙酸、产甲烷。但对于复杂的有机物来说，由于其水解酸化的有机酸才是产甲烷的底物，因此其水解酸化的程度常常决定着甲烷产量的高低。对于污泥、秸秆等底物，热碱、超声、酶制剂预处理手段由于强化了水解酸化作用，从而使得甲烷产量大幅提升【I

5、。2l。但使用热碱、超声、酶制剂等预处理手段由于费用昂贵，因此在实际工程中难以应用，寻求合适的预处理方法提高底物的水解酸化程度显得尤为必要。delBor曲i等人13】研究发现，利用活性污泥作为种泥与城市有机废弃物接触进行厌氧消化，能够发挥活性污泥中水解菌的水解作用，使得溶解性化学需氧量(COD)大幅增加。事实上，厌氧污泥是多种菌群的共生体，其中必然含有一定数量的好氧细菌及兼性菌。如果在厌氧消化前以厌氧污泥作为种泥对底物进行一定时间的微氧预处理，则可以强化厌氧污泥中兼性菌对复杂有机底物的水解酸化作用，从而

6、为后续的产甲烷提供更多的挥发性脂肪酸(Ⅵ认)底物而使得甲烷产量增加。由于微氧预收稿日期：2009一12．09修订日期：20lO．10-19基金项目：农业部能源微生物与利用霞点开放实验室资助项目(004)；连云港市社会发展计划项目(sH0920，sH0921)：江苏省海洋资源开发研究院开放基金项目(JSm喂10E01)；江苏省自然科学基金项目(BK2009652)作者简介：陈文宾(1971．1，男，副教授，博士研究生，主要从事水污染防治研究，淮海工学院化学工程学院，连云港。Email：ch∞w朋billl

7、lI@sohu．c帆※通信作者：胡庆吴(1974一)，男，博士，主要从事环境牛物技术研究。淮海工学院化学工程学院，连云港，．E尬il：hllqingll∞hIlu@si咀锄处理是近几年才发展起来的一种水处理技术，迄今并没有一个严格的定义，但文献[4—7]报道的微氧预处理一般是指反应器内的环境溶解氧的质量浓度在0．2～1．Omg／L。由于微氧条件下好氧与厌氧环境在同一反应器中同时存在，使得微生物的代谢中间产物传质及时，氧化与还原作用可同时发生，微氧水处理T艺可以强化对一些复杂难降解底物的去斛引。困此本试验

8、以厌氧消化污泥为种泥，在厌氧消化前对有机底物进行微氧预处理，以利于充分发挥水解细菌的作用，试图考察该预处理方法对厌氧消化产甲烷的影响。1材料与方法1．1试验材料接种污泥取自无锡太湖水啤酒厂厌氧消化反应器，VS(挥发性固体质量)厂rS(总固体质量)=o．72。试验用水为人工配制的模拟废水，废水中各组成成分的浓度：蔗糖4．5班、牛奶粉2．2班、NH4Cl3．7mmol／L、KH2P04O．5mmo儿、Na2HP040．5mmol／L、MgCl2