碳氮比对污泥厌氧发酵产氢过程的影响

在污泥中添加富含碳元素的替硝唑含片,提高了污泥中碳氮比,对提高污泥产氢效果作用显著。替硝唑片添加量为1.40g时,污泥的产氢效果最佳,产氢速率高达11.13mL/h。污泥厌氧发酵过程中,污泥中SOC浓度和SOC/SN逐渐降低,SN浓度和TVFA浓度不断上升,NH3-N浓度和pH值均先降低后升高。

碳氮比对污泥厌氧发酵产氢过程的影响

碳氮比对污泥厌氧发酵产氢过程的影响

福建省环境科学研究院曾雨

[摘要]在污泥中添加富含碳元素的替硝唑含片，提高了污泥中碳氮比，对提高污泥产氢效果作用显著。替硝唑片添加量为1.40g时，污泥的产氢效果最佳，产氢速率高达11.13m L/h。污泥厌氧发酵过程中，污泥中SO C浓度和SO C/SN逐渐降低，SN 浓度和T V FA浓度不断上升，N H3-N浓度和pH值均先降低后升高。

[关键词]碳氮比污泥厌氧发酵产氢影响

1引言

污泥产量的快速增长及其环境安全问题已引起人们的普遍关注；另一方面，以石油、煤、天然气为代表的化石燃料作为一次性能源正日渐枯竭，其大量使用所造成的能源短缺和环境污染问题是新世纪人类所面临的重大挑战。利用污泥进行厌氧发酵产氢，既可解决污泥的环境污染问题，又可制备清洁的燃料能源——氢气。

在生物制氢系统中，微生物是产氢的主体，系统中产氢细菌的数量直接影响着产氢效率，但是产氢细菌的生长状况和代谢水平也会决定系统的产氢能力。微生物的生长和代谢离不开碳和氮这2种重要的营养元素，两者在量上的比例关系为碳氮比（C/N）。C/N作为影响因子，参与细菌的产能代谢过程，主要作用于微生物的自身合成代谢过程和有机物在微生物体内的生物氧化过程。C/N太高，细胞的氮量不足，消化液的缓冲能力低，pH值易降低；C/N太低，氮量过多，pH 值可能上升，铵盐容易积累，会抑制消化过程[1]。污泥中可溶C/N很低，只有3~7，可见污泥中可溶碳含量很低，污泥的碳源不足，会抑制污泥厌氧发酵过程。本文将对该系统微生物群落中主要可控生态因子C/N对污泥产氢发酵过程的影响进行研究。

替硝唑含片（Tinidazole Tablets）为类白色片或淡黄色薄膜衣片，主要成分为替硝唑，其化学名为2-甲基-1-[2-（乙基磺酰基）乙基]-5-硝基-1H-咪唑，分子式：C8H13N3O4S，分子量：247.28。替硝唑含片是新一代硝基咪唑类抗原虫与厌氧菌新药，2~4mg/L的浓度可抑制大多数厌氧菌。另经本研究检测发现替硝唑含片中糖含量为60％，可见，替硝唑既能起到抑制厌氧菌的作用，又能为污泥提供丰富的碳源。

2材料与方法

2.1污泥来源及基本特性

污泥取自上海曲阳污水处理厂浓缩池，过1.25cm筛后作为试验污泥。2.2替硝唑片来源

替硝唑片购于上海某药店，经玛瑙研钵磨成粉后贮存于密封袋中备用。

2.3实验方法

将试验污泥分为5份，分别按下面的量加入替硝唑片：1.12g/100g污泥、1.40g/100g污泥、1.68g/100g污泥、1.96g/100g 污泥和2.24g/100g污泥。

2.4实验操作方法与装置

取100g加入替硝唑片的试验污泥装入250mL血清瓶中，向瓶中充高纯氮1min以驱除瓶中的氧气，然后迅速用橡胶塞密封后放入36℃的恒温室中进行厌氧发酵产氢，见图1。为保证试验数据准确可靠，所有污泥样均做3个平行样，试验结果为3

个平行样的平均值。

图1厌氧发酵装置

2.5分析项目及测定方法

发酵气体组分和含量用气相色谱法测定：采用GC-14B 型气相色谱仪，热导检测器，不锈钢填充柱，柱长2m,担体：GDX－104，80~100目，载气：氮气，载气流量：30mL/min，桥电流90mA，检测器、进样器及色谱柱温度分别为：90℃、40℃、40℃，进样量：0.2mL。使用标准气体组分得到相应气体的保留时间和峰值，可计算得到待测发酵气体组分及各组分含量。

气体体积用饱和食盐水排水法测定，采用70C-V CPN总有机碳分析仪测定可溶有机碳（SOC）和可溶氮(SN)，总挥发

201042

66年第6期（总第期）

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/5omm.html