腐殖质-金属复合物作为厌氧消化的主要抑制因子：针对16,200吨级污泥处理厂的多维诊断框架

这篇研究针对16,200吨级厌氧消化(AD)厂处理效率低下的问题，通过生化甲烷潜力(BMP)测试和多维诊断方法，首次在工程尺度证实腐殖质-金属复合物是主要抑制因子。研究建立了包含物性检测、生物结构、物质组成和微生物群落的系统诊断框架，提出上游絮凝剂控制和下游腐殖质消化液增值两条改善策略，为大型AD厂优化提供了科学依据。

　　

Highlight

本研究对处理能力16,200吨的厌氧消化(AD)厂进行系统诊断，发现其污泥减量效果差和资源回收率低的问题。通过生化甲烷潜力(BMP)测试证实，使用外源活性污泥仍无法提升产气效率，说明限制因素来自污泥本身特性。

Overview of sludge treatment plants

研究对象为日处理280吨废活性污泥(WAS)的AD厂（含水率80%），配备6个连续搅拌反应器(CSTR)，单罐有效容积2700m³。沼气用于发电和消化罐加热，消化后污泥经机械脱水和太阳能干燥处理。

Performance of anaerobic digestion plant

该AD厂运行近5年的数据显示（2024.01-2025.03），日均处理量632吨（以7%总固体TS计），水力停留时间(HRT)平均26天。尽管挥发性固体(VS)降解率维持在38.5±3.8%，但单位甲烷产量仅76mL/g VS，远低于理论值。碱性热水解虽提升产气量69%，但最大产量仍受限，表明存在深度抑制。

Conclusion

诊断框架揭示腐殖质与铝/铁形成的稳定复合物是主要抑制因子，同时微生物显微结构稳定性和残留兼性厌氧菌也产生影响。提出上游控制絮凝剂和木质纤维素输入，下游开发富腐殖质消化液增值技术的双重改善策略。