城市污水中可溶性有机物的回收：活性炭吸附与原位碱性厌氧发酵产生挥发性脂肪酸

《ACS ES&T Water》：Soluble Organic Matters Recovery from Municipal Wastewater: Activated Carbon Adsorption and Volatile Fatty Acids Generation via In Situ Alkaline Anaerobic Fermentation

　　

摘要

传统的碳转化策略未能有效利用可溶性有机物质。本研究提出了一种创新的综合方法，即先通过活性炭吸附，再进行解吸处理，最后进行原位碱性厌氧发酵，从而将可溶性有机物质转化为挥发性脂肪酸。在所测试的材料中，7#活性炭因其独特的孔径分布以及吸附与后续处理之间的良好平衡而表现出最佳性能。在合成废水试验中，碱性条件（pH 10.0–12.0）有助于提高解吸效率，解吸率可达15.9–58.1%。尤为重要的是，将解吸与pH 11.0条件下的原位发酵相结合，可使解吸率提升至89.8%（每克化学需氧量可产生127.3毫克挥发性脂肪酸）。在实际城市污水处理中，使用7#活性炭时，3小时的吸附时间即可达到平衡状态，多次循环后的总处理能力可达每克299毫克化学需氧量。随后在pH 12的条件下进行解吸和原位碱性发酵，每克化学需氧量可产生113.0毫克挥发性脂肪酸。这一综合方法通过合成废水和实际污水的测试得到了充分验证，显示出在可溶性有机物质回收和挥发性脂肪酸生成方面的稳定性能，为从城市污水中可持续回收有机资源提供了有力的实验依据。