两相厌氧消化降解剩余污泥中多环芳烃的效能与机理研究

本项目已按计划完成了研究内容，并达到了项目计划书中设定的研究目标，并取得如下成果。.（1）针对文献中污泥中多环芳烃（PAHs）检测方法准确性较低的问题，本项目首先对如何提高污泥中PAHs检测的准确性进行了优化研究。对上海市区部分污水处理厂剩余污泥中PAHs赋存状况进行了详细调查研究，发现污泥中普遍存在PAHs，其中苯并(α)蒽和菲含量较高，分别达到5.8 mg/kg干污泥和1.9 mg/kg干污泥。.（2）本项目研究了污泥中苯并(α)蒽和菲在适宜发酵产酸条件下（pH 10.0，中温）的厌氧生物降解转化效率及机理，并发现在适宜的发酵产酸条件下，苯并(α)蒽和菲的降解转化效率分别为52.7%和61.9%，较对照组（不调节pH）有显著提升（15.6%和20.3%）。机理研究表明，在适宜的发酵产酸条件下，厌氧微生物活性处于较高水平，苯并(α)蒽和菲主要通过共代谢的方式得到降解。与苯并(α)蒽和菲厌氧降解密切相关微生物的丰度显著上升。直接控制PAHs降解的微生物酶活性及其控制编码基因数量也利于其厌氧生物降解。进一步地，1,2-二甲基萘，甲基萘，邻苯二甲酸酯等被检测鉴定为PAHs的中间降解产物，依此推测得到苯并(α)蒽和菲在厌氧发酵产酸条件下可能的降解途径。.（3）在适宜的产甲烷条件下考察酸化污泥中存留的苯并(α)蒽和菲及其中间降解产物的厌氧生物降解效率时发现，污泥中的苯并(α)蒽和菲得到进一步降解转化。机理研究表明，在适宜的产甲烷条件下，苯并(a)蒽和菲及其中间降解产物也通过共代谢方式得到降解。与苯并(α)蒽和菲厌氧降解密切相关微生物活性和丰度继续维持在较高水平。微生物酶活性及其控制编码基因数量也得到显著提升。PAHs降解产物主要有邻苯二甲酸酯，苯酚，苯甲酸等。两相厌氧消化降解污泥中苯并(α)蒽和菲的动力学研究表明，两者的解吸和降解过程可分别用双常数方程和Elovich 方程拟合。.（4）在污泥中苯并(α)蒽和菲对发酵产酸影响研究中发现，苯并(α)蒽和菲在短期内（8天）不会影响污泥厌氧发酵。但在长期发酵过程中， PAHs存在则会显著促进污泥厌氧发酵产酸，进一步分析发现其影响主要集中在乙酸的积累。机理研究表明，PAHs主要影响污泥厌氧发酵过程中有机物的酸化和甲烷化，微生物种群结构、酶活性、控制编码基因数量均有利于乙酸的生成与积累。.