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图 4 为各组平均甲烷产率.其中 0.6V+pH9组甲烷产率最大,为 224mLCH 4 /g VS,比 0.6V+pH7 组 高 出 36%; 其 次 是 0.6V+pH5 组 ,为169mLCH 4 /g VS.pH 值为 3、11 时甲烷产率明显低于其他组,这可能是因为调节 pH 值为 3、11时,污泥中大量有机物溶出,有机物负荷过高,抑制产甲烷菌活性.
2.2.1 初始 pH 值对污泥上清液中 SCOD 浓度的影响
在图 5 中,第 0d 经酸碱调节初始 pH 后,各组的 SCOD 含量均显著提高,其中 pH 值为 9、11 组 SCOD 增量最大.这是因为加入酸碱后污泥中微生物的细胞壁遭到不同程度破坏,胞内物质释放出来,SCOD 浓度相应增加.各实验组 SCOD浓度峰值分别为:18558mg/L(0.6V+pH11)>11560mg/L(0.6V+pH9)>9800mg/L(0.6V+pH3)>9084mg/L(0.6V+pH5)>5945mg/L(0.6V+pH7). 表明在施加 0.6V 电压的条件下,调控初始 pH 可加速污泥厌氧消化的水解过程,促进固体有机物的溶出;而且碱性条件下(pH 值 9、11)的 SCOD 浓度高于酸性组(pH 值 3、5).消化 3d 后,除 pH11组外其他各组 SCOD 均迅速下降,与产气情况相一致( 图 2).
2.2.2 初始 pH 值对污泥中挥发性固体有机物去除率的影响 VS 去除率是衡量污泥减量化的重要指标.厌氧消化过程中 VS 去除率与产气量通常呈正比例关系.研究结果中,初始 pH 值为48.9%,明显高于其他组(表 2).研究表明,调节污泥 pH 值为强酸或强碱时,污泥絮体遭到破坏,污泥中微生物暴露在极端环境中,发生融胞作用,VS 去除率相应升高.其中碱处理时微生物细胞破碎与否的界限为11 ;而酸处理时微生物细胞破碎与否的界限为4 .因此初始 pH 值为3、 11 组的初期融胞作用显著提高了 VS 去除率.
表 2 中,0.6V+ pH7 组 VS 去除率达到 32.2%,而0V+pH7仅为27.5%,说明电刺激可提高VS去除率.此外,pH 为 3、5、9、11 时,VS 去除率均比不控制 pH 值时高 ,表明调控初始 pH 有利于促进污泥减量化.
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