基于响应面分析法的微波-过氧化氢-碱预处理污泥水解酸化优化研究

• 作者: 刘吉宝 贾瑞来 魏源送
• 来源期刊: 环境科学学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 响应面分析法 微波-过氧化氢-碱 污泥预处理 水解酸化 碳源
• 年，卷（期）: 2016,（3）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 920-931
• 分类号: X703.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.13671/j.hjkxxb.2015.0589

摘要

为进一步优化微波-过氧化氢-碱(MW-H2O2-OH)预处理污泥的水解酸化操作参数,在前期单因素试验研究的基础上,采用3因素3水平的响应面分析法,建立了水解温度、水解酸化时间和蛋白酶投加量分别对总VFA浓度和SCOD浓度影响的回归模型,并进行了碳源组成及其可利用性的评估.结果表明,模型极显著,拟合度、可信度和精确度高,数据合理,试验误差小.通过对回归模型的求解及综合考虑,得到优化的工艺条件为水解温度53.13℃、水解酸化时间4d、蛋白酶投加量30.14 mg·g-1(蛋白酶/总固体浓度(TS),下同).验证结果表明,总VFA浓度和SCOD浓度的相对误差均在3％以内,说明该模型能很好地优化微波-过氧化氢-碱预处理后污泥的水解酸化操作条件和预测总VFA浓度和SCOD浓度.在碳源组成方面,优化工艺条件下SCOD占TCOD(混合液总COD)的44.56％,总VFA、溶解性蛋白质、溶解性糖类分别占SCOD的66.42％、19.34％和6.89％,碳源以总VFA为主,其中,VFA以乙酸(35.11％)、异戊酸(20.14％)、正丁酸(19.94％)、丙酸(16.90％)为主.三维荧光光谱的分析结果表明,污泥上清液中以溶解性微生物产物类酪氨酸和类色氨酸为主.优化组的污泥上清液作为碳源时的反硝化速率(0.184g·g-1·d-1,以每g VSS每天反硝化的NO3-N量(g)计,下同)远远高于未优化组(0.065 g·g-1·d-1),碳源可利用性介于甲醇和乙酸钠之间,碳源可利用性较好.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	魏源送	中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室	110	2755	28.0	49.0
5	贾瑞来	中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室	4	29	3.0	4.0
6	刘吉宝	中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室	13	114	7.0	10.0