基于碳源回用目标的剩余污泥水解酸化产物调控研究

李平*，朱凤霞，王丽苹，王苏女，于可可，吴锦华，胡勇有

1. 华南理工大学环境与能源学院工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室，广东 广州 510006；2. 华南理工大学污染控制与生态修复广东省普通高等学校重点实验室，广东 广州 510006；3. 华南理工大学固体废物处理与资源化广东省环境保护重点实验室，广东 广州 510006

基于碳源回用目标的剩余污泥水解酸化产物调控研究

李平1,2,3*，朱凤霞1,2,3，王丽苹1,2,3，王苏女1,2,3，于可可1,2,3，吴锦华1,2,3，胡勇有1,2,3

1. 华南理工大学环境与能源学院工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室，广东 广州 510006；2. 华南理工大学污染控制与生态修复广东省普通高等学校重点实验室，广东 广州 510006；3. 华南理工大学固体废物处理与资源化广东省环境保护重点实验室，广东 广州 510006

剩余污泥水解酸化产生的挥发性脂肪酸（VFAs）等有机物可作为补充碳源回用于低C/N比城市污水脱氮除磷系统中。然而，在污泥水解酸化过程中由于甲烷菌等微生物的作用而难以实现水解酸化产物的有效积累。同时，含有高浓度氮磷的污泥水解酸化液直接回用将进一步增加污水处理的氮磷负荷。本研究基于碳源回用目标，在热碱预处理的基础上，采用添加二溴乙烷磺酸钠（BES，2-Bromoethanesulfonic acid sodium）和CaO2的方式对城市污水厂剩余污泥水解酸化过程的主要产物即溶解性有机物（SCOD）、VFAs及氮磷的溶出进行优化调控，旨在得到含有高浓度有机物、低浓度氮磷的污泥水解酸化液以回用于低C/N比城市污水脱氮除磷系统，提高出水水质，为剩余污泥的资源化利用提供理论依据。结果表明，污泥经NaOH预处理后，添加BES可有效提高水解酸化过程SCOD、VFAs的积累，其最高质量浓度分别达到6 169.8 mg·L-1及1 335.0 mg·L-1，较对照组分别提高66.7%、192.5%，其中，VFAs中乙酸的质量分数达到66.0%。添加CaO2的实验组酸化液中，NH4+-N和PO43--P的溶出量显著降低，分别降至200.7 mg·L-1、9.6 mg·L-1，较对照组分别减少了59.6%、65.7%。同时添加BES和CaO2的组合体系在实现污泥水解酸化过程SCOD、VFAs累积的同时有效降低了氨氮和正磷酸盐的溶出，所获取的剩余污泥水解酸化产物可作为低C/N比城市污水脱氮除磷提标升级的优质碳源，实现了剩余污泥的资源化回用。

剩余污泥；水解酸化；挥发性脂肪酸；产物调控；资源化利用

截止2014年底，中国城镇污水处理厂每年产生含水率为80%的污泥超过4×107t（刘阳等，2016），城市污泥的处理处置已经成为制约整个污水处理行业发展的瓶颈问题（Erden et al.，2010；Erden et al.，2011）。目前，中国城镇污水处理厂进水水质C/N比普遍偏低，为满足污水厂提标升级的迫切需求，需要向污水中投加额外碳源（如甲醇、乙酸钠等），但外碳源的投加将大大增加污水的处理成本（Peng et al.，2006；罗玉龙等，2016）。

剩余污泥水解酸化产生挥发性脂肪酸（VFAs）是实现污泥减量和资源化利用的有效途径（Lee et al.，2014；Yu et al.，2013）。研究表明热碱预处理能够破坏微生物细胞壁，促进胞外聚合物（EPS）的溶解及内碳源的释放（高永青等，2010；Xiao et

al.，2015；韩玉伟等，2016）。厌氧微生物通过水解酸化作用可将污泥中的溶解性有机物转化为易被微生物利用的挥发性脂肪酸。已有研究表明，在污泥水解酸化过程中，碱性条件（pH>9.0）更有利于乙酸的累积（Zhang et al.，2009；Chen et al.，2007）。碱性条件下，随着有机物的溶出，大量的氮磷也随之释放到水解酸化液中（苑宏英等，2012；接伟光等，2014）。据报道，城市污泥（含水率为90%）水解酸化液中氮磷质量浓度分别高达1200~2000 mg·L-1、90~150 mg·L-1（周光杰等，2015）。若直接将含有高浓度氮磷的水解酸化液作为补充碳源回用于低碳氮比污水处理系统将进一步增加污水处理的氮磷负荷（员建等，2010）。此外，污泥水解酸化过程中VFAs易被产甲烷菌等微生物消耗，不利于水解酸化液中有机碳源的回用（蔚静雯等，2012；李晓玲等，2014）。因此，对剩余污泥的水解酸化产物进行优化调控，在提高溶解性有机物及VFAs积累的同时降低氮磷的溶出，对剩余污泥的减量化及资源化利用具有重要的意义。

本文基于碳源回用目标，在剩余污泥热碱预处理的基础上，采用添加二溴乙烷磺酸钠（BES）和CaO2的方式对剩余污泥水解酸化产物如溶解性有机物、VFAs组成及氮磷溶出进行调控，旨在得到含高浓度SCOD（溶解性有机物）、VFAs及低浓度氮磷的污泥水解酸化液，为低C/N比城市污水的提标升级处理提供可资源化利用的碳源。

1 材料与方法

1.1 污泥来源及性质

污泥取自广州市某污水处理厂二沉池排出的剩余污泥，取回的新鲜污泥静置浓缩24 h，倒除上清液后于4 ℃下保存备用，污泥理化性质见表1。

表1 污泥的理化性质Table 1 The physicochemical properties of WAS

1.2 实验方法

取一定体积的污泥，采用5 mol·L-1NaOH调节pH值为10.0，置于90 ℃下进行2 h热碱预处理后将污泥浓度稀释1倍，各取800 mL置于4个1 L的广口玻璃瓶反应器中，同时接种10%（体积比）驯化成熟的水解酸化污泥，编号为R1~R4，其中，R1作为空白对照，R2、R3分别添加BES、CaO2，R4同时添加BES、CaO2。分别设置不同剂量BES（10、20、30、40 mmol·L-1）和CaO2（0.05、0.1、0.15、0.2 g·g-1）对污泥水解酸化产物的影响实验，以确定各反应器中BES和CaO2的添加量。之后将各反应器置于摇床上以100 r·min-1水解酸化7 d，每隔24 h用5 mol·L-1NaOH试剂调节1次pH值，使其维持10±0.2，各实验组均设置3个平行实验，定期取样进行监测。

1.3 分析方法

污泥水解酸化后经4000 r·min-1离心20 min，上清液用0.45 μm滤膜过滤测定SCOD、氮磷等指标。实验中SCOD、TCOD、NH4+-N、PO43--P、MLSS、MLVSS等均采用国家环境保护总局发布的标准方法（国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会，2002）。pH使用雷磁pHS-3C便携式pH计测定。VFAs利用Echrom A90气相色谱（上海市仪盟电子科技有限公司）测定，色谱柱型号为DB-FFAP毛细管柱，柱长30 m。操作条件：以高纯N2为载气，流速为20 mL·min-1，进样口温度为200 ℃，采用分流模式进样，分流比为5∶1。检测器选用氢火焰离子化检测器（FID），温度为250 ℃，每次进样1 μL。以上各参数均经3次平行测定取平均值。

2 结果与讨论

2.1 热碱预处理对污泥性质的影响

剩余污泥经过NaOH热碱预处理后污泥上清液中SCOD由550.3 mg·L-1上升到5169 mg·L-1，较处理前提高了8.4倍。VFAs质量浓度升至30 mg·L-1。同时，随着污泥细胞的破碎，污泥上清液中氨氮和正磷酸盐含量也显著升高，分别达到541.0 mg·L-1、97.9 mg·L-1。

2.2 BES及CaO2投加量对污泥水解酸化的影响

探究了剩余污泥经过热碱预处理后不同剂量BES和CaO2对污泥水解酸化产物的影响。BES投加量分别为10、20、30、40 mmol·L-1，CaO2投加量分别为0.05、0.1、0.15、0.2 g·g-1。结果表明，当BES投加量为20 mmol·L-1时，SCOD及VFAs累积量随反应时间延长而不断升高，最高累积量分别达到6125.3 mg·L-1及1204.0 mg·L-1，当BES投加量分别为30 mmol·L-1、40 mmol·L-1时，SCOD及VFAs累积含量无明显变化。当CaO2投加量为0.1 g·g-1时，污泥水解酸化液中氨氮、正磷酸盐累积含量达到最低，分别为196.4 mg·L-1、9.3 mg·L-1，进一步增加CaO2投加量至0.2 g·g-1时，氨氮及正磷酸盐质量浓度最终仍保持在200.0 mg·L-1、10.0 mg·L-1左右。因此，BES及CaO2最佳投加剂量分别为20 mmol·L-1、0.1 g·g-1。

2.3 溶解性有机物及VFAs的变化特性

2.3.1 溶解性有机物的释放

图1 BES和CaO2对水解酸化液中SCOD的影响Fig. 1 The effect of BES and CaO2on SCOD production of hydrolysis acidification liquid

污泥厌氧消化过程中常以BES作为甲烷菌抑制剂以实现水解酸化过程有机物的积累。由图1可知，添加BES的反应器R2、R4中SCOD质量浓度随反应时间的延长而不断升高，分别于反应120 h、144 h达到最大值6169.8 mg·L-1、5802.8 mg·L-1，均显著高于R1，较R1分别提高了66.7%、56.7%，反应结束时分别稳定在5836.2 mg·L-1、6035.6 mg·L-1。单独添加CaO2的R3反应器中有机物质量浓度和R1变化规律相似，SCOD最高溶出量仅为3767.8 mg·L-1。随反应时间的延长，R1、R3中SCOD质量浓度呈先升高后降低的趋势，反应120 h后SCOD质量浓度不断降低，最终仅分别为2467.9 mg·L-1、2668.2 mg·L-1。说明添加BES的反应器中甲烷菌的活性受到抑制从而减少了产甲烷菌等微生物对水解酸化产物的消耗作用。单独添加CaO2对污泥有机物的溶出无明显影响。

2.3.2 VFAs的积累调控

污泥碱解破胞后的大分子有机物如多糖、蛋白质等经过蛋白酶、α-葡糖苷酶等多种生物酶水解作用转变为小分子有机物，在磷酸转乙酰酶（PTA）、磷酸转丁酸酶（PTB）等生物酶的作用下进一步转化为VFAs（Goel et al.，1998；Feng et al.，2009）。污泥在水解酸化过程中由于产甲烷菌的存在部分VFAs被消耗。热碱预处理后向反应器中添加BES和CaO2，污泥水解酸化液中VFAs的累积结果如图2、图3所示。

由图2可知，随反应时间的延长，空白组R1和单独添加CaO2的反应器R3中VFAs累积量呈先升高后降低趋势，最高累积量仅分别为456.0 mg·L-1、653.0 mg·L-1。随反应时间的延长，R1、R3中由于嗜氢产甲烷菌和嗜乙酸产甲烷菌等微生物将水解酸化阶段产生的VFAs进一步转化为甲烷、氢气、二氧化碳等物质，导致VFAs累积量降低，最终反应器中VFAs质量浓度仅分别为393.0 mg·L-1、447.0 mg·L-1。添加BES的反应器R2、R4中VFAs累积总量不断升高，分别于反应第5天达到最大值1206.0 mg·L-1、1335.0 mg·L-1，较R1分别提升了164.5%、193.0%，反应结束时R2、R4中 VFAs最终累积量分别为1205.0 mg·L-1、1335.0 mg·L-1。BES是产甲烷细菌辅酶M的结构类似物，通过抑制甲烷菌的活性而降低了产甲烷菌的耗酸速率，同时污泥水解产酸速率未受影响，水解酸化液中VFAs产生累积。刘和等（2010）研究比较了BES和CHCl3两种抑制模型对微生物菌群的影响，结果发现BES对产甲烷菌具有特异性抑制作用而对其他产酸微生物几乎无影响，CHCl3在抑制产甲烷菌的同时对同型产乙酸菌和产氢产乙酸菌也产生抑制作用。

图2 BES和CaO2对VFAs积累的影响Fig. 2 The effect of BES and CaO2on the contents of VFAs

图3 BES及CaO2对水解酸化液中VFAs组成的影响Fig. 3 The effect of BES and CaO2addition on the composition of VFAs

图3 所示为反应第120小时时各反应器中水解酸化液有机酸的组成变化。由图可知，水解酸化上清液中VFAs的主要成分都为乙酸，其质量分数在50%~65%之间，丙酸和戊酸含量次之，丁酸含量最低。添加BES的反应器R2、R4中乙酸质量浓度分别达到771.2 mg·L-1、881.0 mg·L-1，显著高于空白试验组R1，其中，乙酸质量分数分别为66.0%和64.0%。R1和单独添加CaO2的反应器R3中乙酸质量浓度仅分别为452.8 mg·L-1、288.8 mg·L-1。污泥水解酸化液中乙酸的积累主要受水解酸化菌及同型产乙酸菌的影响，添加BES有效抑制了嗜氢产甲烷菌和嗜乙酸产甲烷菌等微生物的活性，实现了VFAs中乙酸的大量积累，因此R2、R4中乙酸质量浓度显著升高，较R1分别提升了70.3%、94.6%，而丙酸、丁酸、异戊酸质量浓度受BES的影响较小。观察实验结果显示，碱性条件下各反应器中污泥水解酸化的主要产物为乙酸，属于乙酸型发酵。研究表明，生物脱氮系统中外碳源中的乙酸和丙酸能够显著提高体系脱氮除磷的效率（Yuan et al.，2011；邹胜男等，2011），因此乙酸型发酵更有利于污泥水解产酸的碳源回用。

2.4 氮磷的溶出特性

剩余污泥在碱性水解酸化过程中由于OH-的溶胞作用导致EPS分解，污泥细胞破裂而释放大量的氨氮和溶解性正磷酸盐。CaO2作为一种无毒无害的无机过氧化物被广泛应用于水质净化、赤潮治理等方面（鲁秀国等，2015）。研究表明，CaO2与水缓慢反应生成的絮状体能够有效吸附海水中的氮磷（王春德等，2012）。以CaO2作为控氮磷添加剂探究污泥水解酸化过程中氮磷的溶出特性，结果如图4、图5所示。

图4 CaO2对NH4+-N释放的影响Fig. 4 The effect of CaO2on NH4+-N release

图5 CaO2对PO43--P释放的影响Fig. 5 The effect of CaO2on PO43--P release

由图4可知，水解酸化过程中各反应器中氨氮质量浓度存在较大差异。随反应的进行，空白组R1和单独添加BES的反应器R2中氨氮质量浓度不断升高，而添加CaO2的R3、R4反应器中NH4+-N质量浓度呈逐渐降低趋势，显著低于R1、R2。这是由于CaO2一方面能使水体中的悬浮物凝聚，逐渐形成絮状胶体物质，有效吸附水解酸化液中的部分氨氮。另一方面，CaO2与水反应生成的高活性氧自由基如羟基自由基能够氧化部分氨氮（刘刚等，2009）。研究表明，0.1%的CaO2即可显著降低海水中的氨氮含量（王春德等，2012）。反应结束时，R3、R4中NH4+-N质量浓度较对照组分别降低了66.5%、59.6%，仅为166.0 mg·L-1、200.7 mg·L-1。

污泥水解酸酸化液中磷的来源相对复杂，一部分通过聚磷微生物（PAOs）厌氧过程释放，另一部分则是细胞基质内的聚磷酸盐解体以及吸附-解析作用释放（Bi et al.，2010）。各反应器中PO43--P的释放结果如图5所示。

由图可知，添加CaO2的R3、R4反应器中正磷酸盐质量浓度随反应时间的延长呈现不断降低的趋势，反应168 h时，分别降至11.3 mg·L-1、9.6 mg·L-1，较对照组R1分别降低了59.6%、65.7%。反应结束时，R1、R2中正磷酸盐质量浓度分别为27.9 mg·L-1、32.3 mg·L-1，显著高于R3、R4。这是因为：（1）碱性条件下含CaO2的污泥水解酸化上清液中Ca2+与PO43-直接结合生成非晶体的磷酸钙沉淀，所生成的磷酸钙进一步转变为稳定的羟基磷酸钙沉淀（Ca5(OH)(PO4)3）；（2）CaO2水合作用生成的絮状体能够有效吸附水解酸化液中的磷（熊鑫等，2015），反应器中PO43--P质量浓度从反应开始就不断减少。

CaO2在维持碱性反应体系的同时能够有效去除水解酸化液中的氨氮和正磷酸盐，经此处理得到的污泥水解酸化液可作为低C/N比城市污水的优质碳源应用于脱氮除磷提标升级中。

3 结论

基于碳源回用目标，在热碱预处理的基础上，采用添加二溴乙烷磺酸钠（BES）和CaO2的方式对城市污水厂剩余污泥水解酸化过程的主要产物进行调控，得到以下结论：

（1）经NaOH预处理后，添加BES可有效提高水解酸化产物中SCOD、VFAs的积累，其最高质量浓度分别达到6169.8 mg·L-1及1335.0 mg·L-1，较对照组分别提高66.7%、192.5%，其中，VFAs中乙酸的质量分数达到66.0%。

（2）添加CaO2可显著降低污泥水解酸化产物中NH4+-N和PO43--P的溶出，分别降至200.7 mg·L-1、9.6 mg·L-1，较对照组分别减少了59.6%、65.7%。

（3）同时添加BES和CaO2的组合体系可实现在污泥水解酸化过程SCOD、VFAs累积的同时有效降低氨氮和正磷酸盐的溶出，得到SCOD、VFAs、NH4+-N和PO43--P质量浓度分别为6035.6、1335.0、200.7、9.6 mg·L-1的水解酸化产物，可作为低C/N比城市污水的优质碳源应用于脱氮除磷提标升级中。

BI S D, GUO X P. 2010. Hydrolysis and biological release mechanisms of phosphorus from phosphorus-rich waste activated sludge during anaerobic digestion [J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 30(11): 447-451.

CHEN Y G, JIANG S, YUAN H Y, et al. 2007. Hydrolysis and acidification of waste activated sludge at different pHs [J]. Water Research, 41(3): 683-689.

ERDEN G, FILIBEL A. 2010. Improving anaerobic biodegradability of biological sludges by Fenton pre-treatment: effects on single stage and two-stage anaerobic digestion [J]. Desalination, 251(1-3): 58-63.

ERDEN G, FILIBEL A. 2011. Ozone oxidation of biological sludge: effects on disintegration, anaerobic biodegradability, and filterability [J]. Environmental Progress & Sustainable Energy, 30(3): 377-383.

FENG L, CHEN Y, ZHENG X, et al. 2009. Enhancement of waste activatedsludge protein conversion and volatile fatty acids accumulation during waste activated sludge anaerobic fermentation by carbohydrate substrate addition: the effect of pH [J]. Environmental Science & Technology, 43(12): 4373-4380.

GOEL R, MINO T, SATOH H, et al. 1998. Enzyme activities under anaerobic and aerobic conditions in activated sludge sequencing batch reactor [J]. Water Research, 32(7): 2081-2088.

LEE W S, CHUA A S M, YEOH H K, et al. 2014. A review of the production and applications of waste-derived volatile fatty acids [J]. Chemical Engineering Journal, 235(1): 83-99.

PENG Y Z, WANG X L, LI B K. 2006. Anoxic biological phosphorus uptake and the effect of excessive aeration on biological phosphorus removal in the A2O process [J]. Desalination, 189(1-3): 155-164.

XIAO B Y, LIU C, LIU J X, et al. 2015. Evaluation of the microbial cell structure damages in alkaline pretreatment of waste activated sludge [J]. Bioresource Technology, 196: 109-115.

YU S Y, ZHANG G G, JIAN Z L, et al. 2013. Effect of endogenous hydrolytic enzymes pretreatment on the anaerobic digestion of sludge [J]. Bioresource Technology, 146(10): 758-761.

YUAN Q, SPARLING R, OLWSZKIEWICZ J A. 2011. VFA generation from waste activated sludge: Effect of temperature and mixing [J]. Chemosphere, 82(4): 603-607.

ZHANG P, CHEN Y G, ZHOU Q, et al. 2009. Waste activated sludge hydrolysis and short-chain fatty acids accumulation under mesophilic and thermophilic conditions: Effect of pH [J]. Water Research, 43(15): 3735-3742.

高永青, 彭永臻, 王建, 等. 2010. 剩余污泥水解酸化过程中胞外聚合物的影响因素研究[J]. 中国环境科学, 30(1): 58-63.

国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会. 2002. 水和废水监测分析方法[M]. 第4版. 北京: 中国环境科学出版社: 243-276.

韩玉伟, 马文瑾, 刘阳, 等. 2016. 热水解对北京城市污泥厌氧消化性能影响的研究[J]. 中国沼气, 34(6): 9-17.

接伟光, 彭轶, 彭永臻, 等. 2014. pH值对剩余污泥中氮、磷溶出及菌群组成的影响[J]. 中国给水排水, 4(17): 22-25.

李晓玲, 彭永臻, 柴同志, 等. 2014. 投碱种类和氨吹脱对污泥碱性发酵产酸的影响[J]. 中国环境科学, 34(5): 1194-1199.

刘刚, 杜俊琪, 童志勇, 等. 2009. 羟基自由基活性氧用于中水处理[J].工业水处理, 29(3): 81-83.

刘和, 许科伟, 王晋, 等. 2010. 污泥厌氧消化产酸发酵过程中乙酸累积机制[J]. 微生物学报, 50(10): 1327-1333.

刘阳, 曾薇, 韩玉伟, 等. 2016. 热水解预处理对剩余污泥可生物降解性的影响[J]. 环境工程学报, 10(8): 4445-4450.

鲁秀国, 林攀, 李锋, 等. 2015. CaO2氧化/絮凝协同作用对印染废水的预处理实验[J]. 华东交通大学学报, 32(1): 126-130.

罗玉龙, 李燕敏, 李琳, 等. 2016. 污泥水解上清液作为GS系统脱氮除磷碳源研究[J]. 环境科学与技术, 42(10): 118-122.

王春德, 齐翠红, 李朝霞. 2012. 过氧化钙的净水增氧效果评估[J]. 生命科学研究, 16(4): 345-349.

蔚静雯, 郑明霞, 王坤, 等. 2012. 剩余污泥水解酸化挥发酸产量最大化实验研究[J]. 可再生能源, 30(11): 87-92.

熊鑫, 柯凡, 李勇, 等. 2015. 过氧化钙对水中低浓度磷的去除性能[J].湖泊科学, 27(3): 493-501.

员建, 陈轶, 李琼, 等. 2010. pH对剩余污泥中氮、磷释放的影响[J]. 中国给水排水, 26(1): 96-98.

苑宏英, 吴丽杰, 员建, 等. 2012. 酸碱联合调节剩余污泥过程中氮、磷和有机质的释放[J]. 环境工程学报, 6(9): 3287-3293.

周光杰, 刘宏波, 肖航, 等. 2015. 高浓度城市污泥厌氧发酵产酸示范工程的启动与运行[J]. 中国给水排水, 31(15): 1-5.

邹胜男, 梅翔, 谢玥, 等. 2011. 以剩余污泥水解酸化液为外加碳源的污水生物脱氮[J]. 环境工程学报, 5(11): 2519-2526.

LI Ping, ZHU Fengxia, WANG Liping, WANG Sunü, YU Keke, WU Jinhua, HU Yongyou. 2017.

Study on the products regulation of waste activated sludge hydrolytic acidification based on carbon source recycling [J]. Ecology and Environmental Sciences, 26(4): 676-680.

Study on the Products Regulation of Waste Activated Sludge Hydrolytic Acidification Based on Carbon Source Recycling

LI Ping1,2,3*, ZHU Fengxia1,2,3, WANG Liping1,2,3, WANG Sunü1,2,3, YU Keke1,2,3, WU Jinhua1,2,3, HU Yongyou1,2,3
1. Key Laboratory of Pollution Control and Ecosystem Restoration in Industry Clusters, Ministry of Education, School Of Environment and Energy, South China University of Technology, Guangzhou 510006, China;
2. Key Laboratory of Pollution Control and Ecological Restoration of Guangdong Higher Education Institutes, South China University of Technology, Guangzhou 510006, China;
3. Guangdong Environmental Protection Key Laboratory of Solid Waste Treatment and recycling, Guangzhou 510006, China

Products of waste activated sludge (WAS) hydrolytic acidification such as volatile fatty acids (VFAs) can be used as supplementary carbon sources for treatment of municipal wastewater with a low C/N ratio. However, it is difficult to accumulate sufficient VFAs and other useful carbon source products from WAS hydrolytic acidification due to methanogenesis. In addition, the extremely high nitrogen and phosphorus contents in the recycling liquid from the hydrolytic acidification process further increases the nitrogen and phosphorus load of municipal wastewater treatment plant (WWTP). Based on the carbon source recycling target, BES (2-Bromoethanesulfonic acid sodium) and CaO2were added to WAS hydrolytic acidification process to investigate the accumulation of SCOD and VFAs, as well as the decrease of nitrogen and phosphorus. The results showed that after NaOH hot-alkali pretreatment, the addition of BES can improve the accumulation of SCOD and VFAs efficiently at the WAS hydrolytic acidification process, the maximum mass concentrations of SCOD and VFAs were 6 169.8 mg·L-1and 1 335.0 mg·L-1, which were 66.7% and 195.2% higher respectively than that of the control. Acetic acid mass fractions in VFAs reached to 66.0%. Compared with the control, the removal rates of nitrogen and phosphorus were reduced by 59.6% and 65.7% respectively when CaO2was added, and the final mass concentrations were only 200.7 mg·L-1, 9.6 mg·L-1in reactors. Combination of BES and CaO2can effectively promote the accumulation of SCOD and VFAs and the reduction of nitrogen and phosphorous at the WAS hydrolytic acidification process. The products of WAS hydrolytic acidification can be used as carbon source for treatment of municipal wastewater denitrification and phosphorus removal system with a low C/N ratio and to realize sludge recycling.

waste activated sludge; hydrolysis acidification; volatile fatty acid; products regulation; recycling

10.16258/j.cnki.1674-5906.2017.04.019

X705

A

1674-5906（2017）04-0676-05

李平, 朱凤霞, 王丽苹, 王苏女, 于可可, 吴锦华, 胡勇有. 2017. 基于碳源回用目标的剩余污泥水解酸化产物调控研究[J]. 生态环境学报, 26(4): 676-680.

广州市科技计划项目（2014Y2-00522）；广东省应用型科技研发专项资金项目（2016B020240005）；广州市产学研协同创新重大专项（201604020055）

李平（1968年生），男，副教授，博士，研究方向为环境生物技术。E-mail: pli@scut.edu.cn

*通信作者

2017-03-15