多元金屬LDH核化加速厭氧污泥顆粒化協同產甲烷菌激活

《多元金屬LDH核化加速厭氧污泥顆粒化協同產甲烷菌激活》是依託上海大學，由劉建勇擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：多元金屬LDH核化加速厭氧污泥顆粒化協同產甲烷菌激活
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉建勇
• 依託單位：上海大學

中文摘要

課題以加速厭氧污泥顆粒化和提高高濃度有機廢水甲烷化效率為目標，按照產甲烷菌對金屬元素的需求，設計並誘導合成含有產甲烷菌所需多元微量金屬元素的多金屬羥基化合物PM-LDH，以PM-LDH 顆粒作為非均相核化中心，通過對金屬離子的可控釋放，創新性提出了PM-LDH 用於核化加速厭氧污泥顆粒化協同激活產甲烷菌的構想，並對PM-LDH與產甲烷菌相互作用的物理化學原理進行探索。 為此，擬考察模擬厭氧體系中PM-LDH 的介質穩定性、顆粒表面電化學特性，探究PM-LDH 顆粒與產甲烷菌相互作用原理；考察厭氧體系中PM-LDH 金屬離子溶出特性、生物有效度和促進產甲烷菌激活的生物學解析；同時利用EGSB 反應器處理高濃度澱粉廢水，探究PM-LDH 對加速污泥顆粒化與產甲烷菌激活的協同效果及作用機制。 研究成果對指導營養單一的高濃度有機廢水的厭氧生物處理系統高效運行有重要意義。

結題摘要

顆粒污泥具有沉降性能好、污泥濃度高、耐衝擊負荷等優勢，在污水生物處理領域具有廣泛的套用前景，但存在著顆粒化周期長、污泥顆粒不夠穩定等問題。 在國家自然科學基金的資助下，本項目創新性地提出，利用表面帶正電荷的層狀雙羥基化合物LDH”核化“作用加速污泥顆粒化，同步實現微生物的激活的構想，分別就LDH與微生物的相互作用機制、LDH加速污泥顆粒化效果及機理、LDH及其緩釋金屬離子與微生物胞外聚合物EPS的相互作用對顆粒污泥穩定性的促進、LDH緩釋金屬離子對微生物生長的激活作用、顆粒污泥膨脹床反應器EGSB對高濃度混合型滲濾液產甲烷資源化處理的效果、反應器防結垢等內容進行了深入研究。 研究結果表明，表面帶正電荷的LDH與表面帶負電荷的細菌具有良好的吸附效果，形成的類顆粒LDH-細菌聚合體可用於污染物的高效去除；投加LDH可明顯加速污泥顆粒化，SBR反應器中顆粒污泥的培養時間可縮短至12天；合成含Ni、Fe、Co等微生物所需微量金屬元素的LDH緩釋的金屬離子可有效激活細菌的生長；LDH及緩釋的金屬離子與EPS的相互作用對顆粒污泥的穩定性有明顯的促進作用；膨脹顆粒污泥床反應器EGSB可用於處理高濃度混合型滲濾液，污泥顆粒在反應過程中存在礦化現象，甲烷化過程反應器結垢問題可利用沼氣、焚燒氣回曝解決。 課題研究成果對利用顆粒污泥實現高濃度廢水的高效生物處理具有重要的指導意義。