剩余污泥高溫微氧溶胞預處理及其發(fā)酵產(chǎn)酸性能研究.pdf

1、近年,由于污水處理過程中產(chǎn)生大量的剩余污泥,其處理處置及資源化成為全球共同關注的焦點。由于剩余污泥水解是污泥消化的限速步驟,因此本文采用高溫微氧溶胞預處理方法和微生物群落解析手段,探索對剩余活性污泥水解及發(fā)酵產(chǎn)酸性能提高的可行性,考察反應體系中微生物細胞的溶解效能。
　　通過對實驗組反應器進行梯度曝氣,獲得最佳曝氣條件,進一步優(yōu)化反應溫度,并采用大腸桿菌為模式菌株,模擬預處理實驗,應用聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)技術觀察

2、大腸桿菌預處理前后蛋白溶出情況。根據(jù)優(yōu)化的參數(shù)條件分別對活性污泥和大腸桿菌進行電鏡掃描,觀察高溫微氧預處理條件對微生物的形態(tài)結(jié)構的影響。
　　研究結(jié)果表明,當溫度為70℃,曝氣量為0.07vvm時,處理時間24h時實驗組預處理效果明顯,對剩余污泥具有較好的溶胞作用;大腸桿菌經(jīng)高溫微氧預處理后,在上清液檢測到蛋白條帶,大腸桿菌細胞壁被裂解,進一步證明高溫微氧法預處理對剩余污泥具有較好的溶胞作用,促進大分子有機物溶出細胞壁,作為營養(yǎng)物

3、質(zhì)被產(chǎn)酸發(fā)酵微生物利用;結(jié)合電鏡掃描結(jié)果,證實高溫微氧預處理剩余污泥對微生物細胞及菌膠團的溶胞和水解作用顯著。
　　對高溫微氧預處理后的剩余污泥進行厭氧產(chǎn)酸發(fā)酵實驗,采用變性梯度凝膠電泳(DGGE)技術對剩余活性污泥中微生物群落結(jié)構的多樣性進行分析,結(jié)果表明,經(jīng)高溫微氧預處理的剩余污泥表現(xiàn)出良好的產(chǎn)酸性能,能夠在較短的時間內(nèi)積累大量的揮發(fā)酸,高溫微氧實驗組96h時產(chǎn)酸量達到3149mgCOD/L。同時對揮發(fā)酸的組分含量影響較大,尤

4、其是乙酸所占比例提高,在96h時達到總揮發(fā)酸產(chǎn)量的50％,有利于作為底物被進一步利用;PCR-DGGE分析表明在不同預處理條件下,系統(tǒng)內(nèi)微生物多樣性受到一定程度的影響。經(jīng)預處理剩余污泥在厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸過程中其微生物種群迅速調(diào)整以適應環(huán)境變化,一些在厭氧反應器中發(fā)揮重要作用的微生物菌屬如紅環(huán)菌屬(Rhodocyclus)、β-變形菌綱(Betaproteobacteria)等大量繁殖,在系統(tǒng)中占據(jù)重要的位置。為解釋預處理剩余污泥在厭氧發(fā)酵過