基于金属离子调控的剩余污泥产酸发酵强化技术.pdf

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1、SCHOOL OF ENVIRONMENTAL AND MUNICIPAL ENGINEERING目 录0 背景1 基于树脂介导离子交换的污泥产酸发酵强化技术2 基于Na+调控的污泥产酸发酵强化技术3 发酵微生物群落对金属离子调控的响应4 离子交换作用下的污泥内源介体释放及电子传递能力XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME污泥絮体蛋白质脂质碳水化合物腐殖质Biodegradable organic matters:60-80%32%-41%10%-18%蛋白质脂质碳水化合物腐殖质纤维素DNA5%-10%1%-6%

2、5%-12%H2 and CH4 recoveryBiodieselThermogenesisC、N、P recoveryBiocharSCFAS recovery15%-42%Gonzalez,A et al.Biotechnol Adv.2018,36:1434-1469;Yang,G et al.Water Res.2015,78:60-73XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMERaheem,A.et al.Chem.Eng.J.2018,337:616-641;Logan.et al.Environ.Sc

3、i.Technol.2008,42:8630-8640;Jia et al.Bioresour.Technol.2014,171:159-167生物产氢生物产电MECMFC生物可降解塑料污水碳源补充PHA生物合成污水处理厂碳减排效益高价值的碳源回收能耗低XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME污泥增溶和水解阶段（有机物释放和降解）酸化阶段（SCFAs生成）产甲烷阶段（SCFAs消耗）污泥絮体结构限制水解效率产甲烷作用消耗SCFAsSCFAs有机质生物转化效率低Demirel,B.et al.Journal of C

4、hemical Technology&Biotechnology 2002,77:743-755 XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME化学预处理物理预处理生物预处理pH=10发酵罐碱性厌氧发酵生物质共发酵污泥增溶和水解阶段（有机物释放和降解）酸化阶段（SCFAs生成）产甲烷阶段（SCFAs消耗）电子穿梭体介导胞外电子转移Carrere,H et al.J.Hazard Mater.2010,183:115;Li et al.Water Res.2014,61:34-45;Xin et al.Bioresour.

5、Technol.2021,320:124287XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME基于金属离子调控的剩余污泥产酸发酵强化技术2+2+2+2+阳离子架桥（DCB）理论剩余污泥Geng,H et al.Water Re.2018,212:118130;Su G et al.Journal of Bioscience and Bioengineering 2016,121:293-298XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME阳离子交换树

6、脂（CER）剩余污泥厌氧发酵罐1.基于树脂介导离子交换的污泥产酸发酵强化技术XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEPang et al.Chem.Eng.J.2020,388:124235 最佳树脂投量为1.75 g/g SS；高效水解时间为1天，最佳水解时间为2天；SCOD/TCOD=34.7%。1.1 污泥增溶及水解作用图1 污泥溶胞效果及SCOD释放量Fig.1 Sludge solubilization and SCOD release.图2 溶解性蛋白质和多糖含量Fig.2 The content of