Bioresource Technology:邹晓爽、李江等 | 水稻秸秆与剩余污泥

联合厌氧消化性能研究

污泥厌氧消化( Anaerobic Digestion, AD )作为目前国际上备受关注的有机固体废弃物减量化与资源化处理技术之一，由于污泥泥质和成分复杂的特点，导致厌氧消化效率低下。

针对上述科学问题，中国贵州大学资源与环境工程学院李江课题组的邹晓爽和王怡然及其合作者通过利用水稻秸秆中丰富的有机碳源和具有高C/N的特点，选用不同品种水稻秸秆（籼稻 (IRS)、粳稻(JRS)和糯稻(GRS)）与剩余污泥 (ES)进行联合厌氧消化，筛选出最优水稻秸秆品种并构建水稻秸秆-污泥联合厌氧消化半连续实验体系，探究其厌氧消化性能。以期为城镇剩余污泥处理和水稻秸秆资源化利用提供理论依据和技术支持，同时为秸秆-污泥联合厌氧消化实际工程运行的推进提供研究基础。

图1 三种不同水稻秸秆的扫描电镜图

研究结果表明：

(1) 不同品种水稻秸秆的添加对污泥厌氧消化体系中pH值及挥发性脂肪酸含量(VFAs)产生显著影响。其中GRS-ES联合厌氧消化实验组(S3)的水解性能更好，对污泥厌氧消化体系产甲烷促进效果最为明显。

图2 不同厌氧消化体系中的产气性能

(2) 不同品种水稻秸秆的添加显著影响污泥消化体系微生物群落的多样性。且在厌氧消化体系中，VFAs与大部分细菌和古菌均呈负相关关系，故控制VFAs在一定范围是维持厌氧消化体系微生物生长和繁殖的重要因素。

(3) GRS-ES联合厌氧消化半连续实验中，添加GRS实验组(B)日均产气量与污泥单一消化实验组(A)相比，提高了 302.76%，平均甲烷含量由 38.6% (A)增加至 53.7% (B)。

(4)糯稻秸秆的添加均提高了沼液及沼渣中总氮(TN)和总磷(TP)含量。N 元素主要残留在沼渣中，P 元素主要残留在沼液中。

图3 沼液和沼渣中TN和TP的含量

本文发表在刊物《Bioresource Technology》(中科院一区)，更多文章细节与讨论，请见：Xiaoshuang Zou¹, Yiran Wang¹, Yongheng Dai, Shaoqi Zhou, Bin Wang, Yancheng Li, Jiang Li*. Batch and semicontinuous experiments examining the sludge mesophilic anaerobic digestive performance with different varietiesof rice straw. Bioresource Technology. Volume 346, 2022, 126651, ISSN 0960-8524. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.126651.