摘要
在过去的几十年里，随着工业化和城市化的快速发展，城市污水和工业废水量在世界范围内急剧增加。活性污泥法作为一种经济有效的方法，已被广泛应用于各种类型的废水处理中。近年来，通过污泥厌氧发酵生产短链脂肪酸被认为是一种高价值、富有前途的稳定污泥及回收资源的途径，既可以解决剩余污泥处置问题还能兼顾能源的高效开发利用。然而，传统的污泥发酵不仅短链脂肪酸产量低，而且稳定性差。因此，近年来国内外专家围绕污泥预处理技术开展了大量研究，以期提高污泥短链脂肪酸产量。 过一硫酸氢钾复合盐(Peroxymonosulfate，PMS)是一种性能稳定、易获取的酸性氧化剂，被广泛应用于有机合成中的漂白、消毒和氧化等工业过程中。在过去，国内外学者一直致力于利用PMS活化技术产生硫酸根自由基，以去除废水中的有机污染物(如农药、医药、染料、芳烃、卤代烯烃和全氟化合物)，或提高污泥的破解和脱水性能。然而，在PMS对污泥厌氧发酵的影响研究方面却鲜有涉及。本论文提出将PMS应用于污泥厌氧发酵过程，开展了PMS预处理对污泥发酵产酸过程的影响研究，结果表明PMS大大提高了污泥短链脂肪酸产量，在PMS剂量为0.09g/gTSS时，最大产酸量为311.67mgCOD/gVSS。进一步增加PMS剂量没有导致污泥短链脂肪酸产量大幅度增加。 围绕PMS如何提高污泥产酸量展开的机理研究表明，PMS预处理促进了污泥细胞的分裂，并增强了污泥中释放的有机物的生物降解性，从而为后续的产酸过程提供了更多可利用的底物。PMS预处理降低了污泥中富里酸和腐殖酸类物质的含量，同时减少了一些在传统厌氧条件下很难降解的有机物如环戊硅氧烷、乙二醇、去甲肾上腺素、苯甲醛等的种类及总检出率。尽管PMS对厌氧微生物均有不同程度的抑制作用，但其对耗酸微生物的抑制作用明显高于对产酸微生物的抑制作用。进一步的分析表明发酵系统加入PMS后会产生一些主要的中间产物如K+、HSO5-、SO4?-、?OH和1O2，而?OH,SO4?-和1O2是污泥产酸量增加的主要影响因素，其影响程度为1O2＞SO4?-＞?OH。
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