生物炭对污泥高温厌氧消化连续运行系统的影响

摘要

为了研究添加生物炭对城市污水处理厂剩余污泥高温厌氧消化(TAD)连续运行系统的影响,考察了TAD系统的产甲烷特性及挥发性脂肪酸(VFAs)的历时变化,并对微生物群落结构和沼渣沼液性质进行了分析。结果表明,添加生物炭可促进污泥中VS和VFAs的降解,提高沼气中甲烷含量、产气量及产气稳定性。在有机负荷率(以VS计)为2.87 g/(L·d)的条件下,添加生物炭的污泥TAD平均产甲烷速率为96.89 mL/(gVS·d),比对照组提高了11.96%,同时其日产气量的均值偏差减小了5.54%,产气相对稳定。此外,添加生物炭也会显著影响微生物群落结构,促进产甲烷菌和细菌的种间直接电子转移以及互营代谢,显著提高TAD中氢营养型产甲烷菌的相对丰度。添加生物炭使污泥TAD沼液的TP和PO_(4)^(3-)-P含量降低了24.42%和34.46%,同时提高了沼渣中的氮、磷、钾含量及植物次生常量营养元素和微量营养元素含量。因此,添加生物炭有利于提高污泥TAD连续运行系统的稳定性,能够提高甲烷产率并改善消化残余物的性质。