生物產(chǎn)電加速污泥濕地處理過程中污泥降解及穩(wěn)定化研究.pdf

1、污泥作為污水處理過程中的副產(chǎn)品產(chǎn)量巨大。污泥處理濕地（Sludge treatment wetland，STW）是一種新型的污泥處理技術(shù)，具有能耗低易管理的顯著優(yōu)勢，但其對有機物的降解能力低限制了其發(fā)展。微生物燃料電池(Microbial fuel cell,MFC)可以加速污泥的厭氧降解并同步回收電能。本文基于MFC和STW兩個系統(tǒng)的特性，在STW系統(tǒng)中引入MFC技術(shù)，理論上可以加速污泥濕地系統(tǒng)中有機物的降解性能并同步回收電能。本文針

2、對不同污泥負荷下MFC-STW系統(tǒng)的產(chǎn)電性能、污泥有機物質(zhì)的加速降解效能和遷移轉(zhuǎn)化，及穩(wěn)定期MFC-STW系統(tǒng)積存污泥的穩(wěn)定化程度等方面進行研究。
　　研究結(jié)果表明，生物產(chǎn)電技術(shù)的引入可以加速STW系統(tǒng)中污泥的脫水性能和有機物的降解效能。MFC-STW系統(tǒng)經(jīng)10d的間歇運行成功啟動。隨著污泥負荷的逐漸增加，系統(tǒng)產(chǎn)電性能隨之提高，污泥負荷為0.343kg TS/d·m2時，MFC-STW系統(tǒng)電壓最高，內(nèi)阻最大，功率密度最大，分別為0

3、.794V、201.3Ω、0.268W/m3。污泥負荷為0.343kg TS/d·m2時MFC-STW系統(tǒng)下層污泥含水率達到最低，為84％，較原泥降低13.58%。產(chǎn)電系統(tǒng)對污泥TCOD的降解效果在SLR0.343時于下層污泥中達到最大值為78%；此時系統(tǒng)上層污泥中SCOD濃度最高為2619mg/L。此外，產(chǎn)電系統(tǒng)可以促進系統(tǒng)中多糖和蛋白的水解，使積存污泥層中可溶蛋白和可溶多糖的濃度升高。運行期MFC-STW系統(tǒng)污泥體積減量達96%。<

4、br>　　生物產(chǎn)電可以加速STW系統(tǒng)中污泥EBOM中HPI和HPO-A組分中DOC物質(zhì)的降解，MFC-STW系統(tǒng)上、下層積存污泥DOC去除率分別為37.46%和33.02%，分別較STW系統(tǒng)提高46.67%和21.85%。兩系統(tǒng)中芳香族化合物和腐殖質(zhì)等芳香性有機物質(zhì)主要存在親水性和酸性有機物質(zhì)中。MFC-STW系統(tǒng)對積存污泥EBOM中HPO-A組分的芳香性物質(zhì)降解程度最大，可以促進積存污泥EBOM中酸性組分和中性組分蛋白質(zhì)的水解。產(chǎn)電系

5、統(tǒng)對污泥EBOM中中性組分的多糖物質(zhì)的水解效果要大于對酸性組分和中性組分中多糖物質(zhì)的水解效果，對原泥HPI組分中富里酸類物質(zhì)、可溶性微生物瀝出物及芳香族蛋白均有較好的去除效果。
　　經(jīng)60d的穩(wěn)定期，MFC-STW系統(tǒng)上、下層污泥含水率分別下降至32.25%和30.08%，較進泥降低了67.30%和69.50%，脫水效率較STW系統(tǒng)提高了5.09%和3.16%，表明MFC-STW系統(tǒng)的污泥具有良好的污泥脫水效果。經(jīng)過穩(wěn)定化處理之后