表面活性剂对剩余污泥发酵产酸影响的研究

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1、摘要摘要城市污水厂产生大量废弃污泥，若能够对其资源化利用，不但减少污泥对环境的污染，而且能提高污泥的应用价值。作为国家自然科学基金和霍英东基金支助项目的一部分，本研究用表面活性剂对剩余污泥进行处理，在比较了四种类型的表面活性剂对剩余污泥发酵产酸效果的基础上，重点研究了十二烷基硫酸钠(SDS)和十二烷基苯磺酸钠(LAS)对剩余污泥发酵产酸的影响，最后探讨SDS在不同pH值下促进剩余污泥发酵产酸的效果，并对表面活性剂促进污泥发酵产酸的机理进行了初步研究。有关本论文的研究成果部分已申请了国家发明专利，另有部分发表在《环境科学学报》。本研究首次发现表面活性剂对剩余污泥

2、的发酵产酸具有促进作用。表面活性剂处理的剩余污泥，其有机酸浓度明显高于空白实验。通过比较四种类型表面活性剂促进剩余污泥产酸的效果，得出阴离子表面活性剂SDS的效果最好。加入SDS的剩余污泥，发酵产生有机酸的最高浓度随着SDS投入量的增加而增大，但达到最高值的发酵时间随着增加。因此SDS的最佳投入量需综合考虑成本和效果，本研究初步确定为0．10g／g(表面活性剂与污泥干重之比，下同1。SDS投入量越大，从污泥中溶解出的碳水化合物和蛋白质越多，为产酸菌提供大量可供发酵的基质。由于SDS可能自身降解为有机酸，本课题选用厌氧条件下不能分解的LAS，也发现大量的有机酸累

3、积；溶解性碳水化合物和蛋白质的浓度也随着LAS投入量的增加而增大，再次验证表面活性剂对剩余污泥发酵产酸的促进作用。和SDS相比，LAS的最佳投入量为0．02∥g，投入量较少。在不同pH值下SDS对剩余污泥发酵产酸的影响不同。酸性条件pH=4．0、5．O或6．0不利于SDS对剩余污泥发酵产酸的促进作用：pH=7．0、8．0、9．0或10．0时加入SDS的剩余污泥，其产酸效果较好，其中pH=10．0时效果最好。在国内外，表面活性剂促进剩余污泥的发酵产酸属首次报道，其机理不明确，为此，本文作了初步研究。结果表明，表面活性剂提高了污泥的水解速率，为产酸菌提供大量的发酵

4、底物；同时甲烷菌活性受到抑制，因此有机酸得以大量累积。进一步研究显示，表面活性剂促进剩余污泥产酸主要是微生物的作用。关键词：剩余污泥，表面活性剂，发酵，挥发性脂肪酸AbstractABSTRACTThecitysewagetreatmentplantsproducemassivesludge．Ifthesludgecouldbereused，notonlyitsenvironmentalpollutioncanbereduced，butalsoitsapplicationvaluecanbeimproved．AsonepartoftheworkofNation

5、alScienceFoundationandFokYingTungEducationFoundation，thispaperfocusedonthefermentationofwasteactivatedsludge(WAS)withsurfactant．comparedtheinfluenceoffoursurfactantsontheacidogenesisofwasteactivatedsludge，studied、)I，ithemphasisontheeffectofsodiumdodecylsulfate(SDS)andlinearalkylbenz

6、enesulphonates(LAS)respectivelyontheacidogenesisofWAS，researchedtheimprovementofSDStotheacidogenesisunderdifferentpH，andanalyzedtheirmechanismpreliminarily．TheseresultshavebeenpublishedinActaScientiaeCircumstantiaeandappliedforChinapatentforinvention．It’Sthefirsttimetofindthatvolati

7、lefattyacids(VFA)productionWasenhancedbysurfactant．TheVFAproductionofWASWasobviouslyhigherwithadditionofsurfactantthanthatinblanktest，andSDSshowedthehighestVFAproductioncomparingtheeffectoffoursurfactantsonthefermentationofWAS．FurtherstudiesindicatedthatthemaximumVFAproductionincrea

8、sedwiththedosageofS