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利用厌氧消化技术处理剩余污泥能够同时实现污泥减量和产甲烷。然而,污泥缓慢的水解过程限制了厌氧消化的效率。因此,为提高厌氧消化效率,通常需要使用一些预处理手段促进污泥的分解,这往往会增加额外的能量消耗和成本投入。零价铁作为一种价廉易得的还原性材料,可以促进厌氧水解酸化过程。本论文基于以上考虑开展系列研究,并得到了以下结论：(1)利用直接投加零价铁粉促进污泥厌氧消化。结果表明零价铁显著提高污泥的水解酸化,使水解酸化过程挥发性脂肪酸产量提高37.3%,同时提高了乙酸产量,降低了丙酸产量。水解酸化相关生物酶的活性提高了0.6-1倍。经过20天的产甲烷发酵,甲烷产量提高43.5%,同时污泥减量率提高12.2%。机理研究表明,零价铁的促进作用归结于以下几点：首先,零价铁能提高水解酸化酶的活性,促进固体污泥的水解和分解成短链脂肪酸。其次,零价铁能富集耗氢微生物,包括同型产乙酸菌和耗氢产甲烷菌,使体系维持较低的氢气分压,有利于产甲烷的进行。(2)通过投加生锈铁屑强化高固污泥厌氧消化,甲烷产量和污泥减量率分别提高29.5%和27.3%,该结果高于投加铁粉和干净铁屑的效果。促进的机理归结为三价铁能富集铁还原菌,从而加速有机物的分解,为产甲烷提供更充分的底物。本研究提出了一种经济实用的促进污泥厌氧消化技术,并向企业进行实用化推广,获得好评。(3)本实验用一对铁-碳电极促进污泥的厌氧消化产酸产氢,经过了26天的反应,累积的短链脂肪酸浓度为331mg-COD/g-VSS,相当于对照组的3.5倍。电解池反应器中氢气产量达到90.6mL/g-VSS,而对照反应器基本没有氢气产生。阴极大量消耗体系中的H+导致pH值上升,从而使产甲烷微生物受到抑制。提高电解池的电压能提高库伦效率和阳极氧化底物的能力,同时产生更多的短链脂肪酸和氢气。此外铁-碳电极能起到富集铁还原菌的作用,从而提高电子的传递效率。