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碱-高铁酸钾预处理促进污泥-玉米秸秆共发酵产酸

收稿日期:2024-06-29 修回日期:2024-07-06

DOI:10.20078/j.eep.20240804

摘要:为了探究碱性环境下高铁酸钾(PF)对污泥(WAS)-玉米秸秆(CS)共发酵体系的影响,利用实验室规模的序批式反应器探究了不同投加量(0、0.05、0.20、0.50 g/g VSSWAS)的PF对共发酵体系增溶水解与短链脂肪酸(SCFAs)... 展开+
摘要:为了探究碱性环境下高铁酸钾(PF)对污泥(WAS)-玉米秸秆(CS)共发酵体系的影响,利用实验室规模的序批式反应器探究了不同投加量(0、0.05、0.20、0.50 g/g VSSWAS)的PF对共发酵体系增溶水解与短链脂肪酸(SCFAs)生成的影响。结果表明,PF预处理对污泥及玉米秸秆中有机物的溶出具有促进作用。预处理24 h后,PF投加量为0.50 g/g VSSWAS实验组的溶解性化学需氧量(SCOD)、可溶性多糖及可溶性蛋白含量相较于未投加组分别提高了11.90、9.41和4.75倍。SCFAs产量随PF投加量的增多而增加,不同PF投加量实验组(0.05、0.20、0.50 g/g VSSWAS)的SCFAs最大积累量分别达到未投加组的1.47、1.92和2.21倍,且易于微生物利用的乙酸占比增大。微生物群落分析表明,实验组中Shannon指数下降,Firmicutes与Bacteroidota的丰度增加。Macellibacteroides、Bacteroides、Rikenellaceae和Clostridium等产酸发酵菌是体系内主要的微生物群落。其中Clostridium作为铁还原菌还可被高浓度的Fe(Ⅲ)选择性富集,使丰度进一步提高。添加PF的发酵上清液具有较高的SCFAs含量及较低的磷(P)含量,适宜作为水厂补充碳源使用。此外,在实验组中还观察到了蓝铁矿的生成,可进一步实现磷资源回收。投加0.20 g/g VSSWAS的PF时,SCFAs和P的回收潜力良好,且经济效益最高,为63.96元/m3WAS。因此建议最佳PF投加量为0.20 g/g VSSWAS,为污泥及玉米秸秆的资源化利用提供参考。 收起-

作者:

  • 于欣田
  • 曾薇*

作者简介

作者简介:于欣田(2000—),女,北京人,硕士研究生,主要研究方向为剩余污泥资源化利用。E-mail:13716669516@163.com
通讯作者:曾薇(1974—),女,黑龙江哈尔滨人,教授,主要研究方向为污水生物处理。E-mail:zengwei@bjut.edu.cn

单位

  • 北京工业大学 城镇污水深度处理与资源化利用技术国家工程实验室

关键字

  • 剩余污泥
  • 玉米秸秆
  • 厌氧发酵
  • 短链脂肪酸
  • 高铁酸钾
  • 磷回收

基金项目

国家自然科学基金资助项目(52070004)

引用格式

于欣田, 曾薇. 碱-高铁酸钾预处理促进污泥-玉米秸秆共发酵产酸[J/OL]. 能源环境保护: 1-12[2024-08-26]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20240804.
YU Xintian, ZENG Wei. Alkaline-potassium ferrate pretreatment promoting acid production through co-fermentation of waste activated sludge and corn straw[J/OL]. Energy Environmental Protection: 1-12[2024-08-26]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20240804.

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