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1 材料与方法
1.1 材料
Table 1 Main characteristics of sludge
pH | 含水率/% | (VS/TS)/% | SCOD/(mg·L−1) | TCOD/(mg·L−1) | 总多糖/(mg·L−1) |
7.1 | 82.4 | 47 | 402 | 45 627.8 | 13 200 |
1.2 方法
1.2.1 预处理方法
Fig. 1 Hydrothermal reactor

Table 2 Pretreatment conditions
实验组 | 处理条件 | 药剂 | 处理步骤 |
R0 | 原泥 | — | — |
R1 | 低温水热 | — | 90 ℃,30 min |
R2 | HCl | 10 mol·L−1 HCl | pH分别为1、2、3、4、5,最终选pH=3 |
R3 | H2O2 | 30%H2O2 | H2O2添加量分别为10、30、50、70 mg·g−1,最终选30 mg·g−1 |
R4 | HCl+低温水热 | 10 mol·L−1 HCl | 先将pH 调为3,再在90 ℃下水热30 min |
R5 | H2O2+低温水热 | 30%H2O2 | 先添加H2O2至30 mg·g−1,再在90 ℃下水热30 min |
R6 | HCl+低温水热+ HAc | 10 mol· L−1 HCl,6 mol·L−1HAc | 先用HCl 将pH 调为3,再在90 ℃下水热30 min,最后用HAc将pH 调为4 |
R7 | H2O2+低温水热+ HAc | 30%H2O2,6 mol·L−1HAc | 先添加H2O2至30 mg·g−1,再在90 ℃下水热30 min,最后用HAc将pH 调为4 |
1.2.2 BMP实验方法
1.2.3 分析方法
R=(CSCOD−CSCOD0)/(CTCOD−CSCOD0)×100 %
| (1) |
2 结果与讨论
2.1 药剂预处理对污泥可溶化效果的影响
2.1.1 HCl对污泥可溶化效果的影响
Fig. 2 Effect of pH on excess sludge SCOD and soluble carbohydrate

2.1.2 H2O2对污泥可溶化效果的影响
Fig. 3 Effect of H2O2 on excess sludge SCOD and soluble carbohydrate

2.2 水热与药剂预处理对污泥可溶化效果的影响
Fig. 4 Effect of concentrations of soluble carbohydrate and SCOD under different pretreatment conditions
Fig. 4 Effect of concentrations of soluble carbohydrate and SCOD under different pretreatment conditions

2.3 低温水热与药剂预处理对VFA含量的影响
Fig. 5 Effect of concentrations of VFA under different pretreatment conditions

2.4 热水解与药剂预处理对污泥厌氧消化产气的影响
Fig. 6 Effects of different pretreatments on methane production rate

2.5 污泥可溶化率及VFA与 BMP的相关性
Fig. 7 Correlation of biogas production rate between dissolubility degree and concentration of VFA
Fig. 7 Correlation of biogas production rate between dissolubility degree and concentration of VFA

2.6 低温热水解和药剂预处理效果与现有研究比较
Table 3 Condition of different pretreatment studies
实验组 | 药剂 | 质量分数/% | 浓度/(mol·L−1) | 处理条件 |
E1[18] | HCl | 37 | — | pH=1 |
E2[16] | H2O2 | 33 | — | 先调氧化系数至0.2,在115 ℃、00.1 MPa下水热5 min |
E3[10] | NaOH | — | 5 | 先将pH 调为11,再在120 ℃下水热30 min |
Fig. 8 Effects of different pretreatments on dissolubility degree and growth rate of methane
Fig. 8 Effects of different pretreatments on dissolubility degree and growth rate of methane
