电刺激条件下初始pH值对剩余污泥厌氧消化效果的影响

北极星水处理网讯:【导读】污泥是污水处理的副产物，随着我国城市污水处理率的逐年提高,污泥产生量也急剧增加.污泥由有机残片、细菌菌体、胶体、各种微生物和有机、无机颗粒组成,含水率达到90%~99% ,如果处理不当,将对生态环境造成极其严重的影响.厌氧消化技术是实现污泥减量化、无害化和资源化的有效途径,但传统的厌氧消化工艺存在污泥生物降解性能低、设施占地大、产气率及产气量较低等缺点.为克服这些缺点、提高污泥厌氧消化效率,从20 世纪70 年代起,包括污泥预处理,污泥与其他有机废物联合消化,电解电池辅助污泥厌氧消化等研究报道相继出现.电刺激技术是通过微电场刺激微生物生长,加速微生物新陈代谢的方法.研究表明电场可以影响细胞的代谢过程、基因表达、细胞增殖、酶活力、膜的流动性以及细胞膜的通透性.目前,电刺激用于污水处理方面已有研究,然而利用电刺激提高污泥厌氧消化效率的研究却鲜有报道.本研究基于以上理论基础,在污泥厌氧消化过程中施加微电压刺激,通过电刺激辅助污泥厌氧消化,提高沼气产率以及挥发性固体有机物(VS)去除率.pH 值是影响厌氧消化效果的重要因素之一 ,在本文的电刺激反器中,pH 值还会影响体系电阻从而影响电刺激效果.因此为了更好的利用电刺激技术强化污泥厌氧消化,本文固定0.6V 直流电压,研究初始pH 值对厌氧消化过程中沼气产量、VS 去除率、氨氮、SCOD 浓度、挥发性脂肪酸(VFAs)产量及其组分的影响,以期为后续开发实用的技术和设备提供参考.

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用剩余污泥取自上海市闵行污水处理厂二沉池,浓缩后置于 4℃冰箱中保存待用.试验之前,将污泥浓度调节至 3.5%(TS 为 35g/L),其

具体理化性质见表 1.

1.2 试验装置与方法

图 1 为反应装置,有效容积为 1L,采用双层结构,外层为水浴夹套,维持中温厌氧消化(35℃).采用活性碳纤维电极,电极尺寸是 12cm×8cm;每个反应器中插入两对相同电极板以增大接触面积.试验所用电源为远方 WY3101 直流稳压电源.

装入污泥后，用5mol/L盐酸和5mol/L氢氧化钠溶液,将反应器初始 pH 值分别调节为 3、5、9、11;剩余两个反应器不调节PH值，其初始PH值为7，设为对照组。反应器启动之前，用高纯氮气吹脱2min以驱除反应器内的空气,保证整个反应器处于严格厌氧环境.实验过程中采用磁力搅拌,前期每隔 3d 取样,后期每隔 5d 取样.