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市政污泥由各种功能性微生物及其分泌的胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances,EPS）聚集体构成。EPS亲水结构使污泥脱水困难,并导致污泥水解速度低且可生化性差,使污泥厌氧消化效率低。蛋白质是污泥EPS的主要成分之一,显著影响着污泥的脱水性能和厌氧消化性能。目前关于蛋白质的种类、二级结构、分子量和含量对污泥脱水性能的影响规律尚不清楚;对于污泥厌氧消化过程中蛋白质及其降解产生的氨基酸等含氮物质的迁移转化规律仍然没有明确的认识。本文针对这两点开展了基于亲水性蛋白质靶向去除的高效污泥脱水技术的研究,并研究了不同预处理方式下污泥厌氧消化过程中含氮物质的迁移转化规律及其对产气性能的影响。主要内容包括:1、基于污泥亲水性蛋白沉淀及靶向去除方法提升污泥脱水性能的研究采用硫酸铵（（NH4）2SO4）沉淀蛋白质来提高污泥脱水性能。与原泥相比,（NH4）2SO4饱和度为60%时,污泥液相中蛋白质含量降低了38.49%,毛细吸水时间（Capillary Suction Time,CST）降低87.59%,比阻（Specific Resistance to Filtration,SRF）降低88.17%。在液相中,添加（NH4）2SO4可以增加蛋白质二级结构中α-螺旋结构的含量,降低β-折叠结构含量。在固相中,添加（NH4）2SO4后蛋白质氮的含量增加,并且形成更大的蛋白质聚集体。另外,添加（NH4）2SO4可能会破坏蛋白质的水合层,增强污泥固相的疏水性。根据液相和固相中蛋白质特性表征结果,提出以下脱水机理:（1）（NH4）2SO4破坏细胞膜结构导致细胞裂解并释放结合水;（2）（NH4）2SO4使蛋白质组分（特别是芳香族蛋白质II）产生高效沉淀,导致蛋白质从液相转移到固相,从而提高污泥的脱水性能。2、不同污泥预处理方式对污泥含氮物质的调控规律及其对厌氧产气的影响对市政污泥进行超声、酸碱以及热预处理,考察不同预处理方式下污泥中含氮物质的含量、分布以及种类变化规律。同时将预处理后的污泥进行为期30天的厌氧消化,考察产气性能的变化规律。通过对预处理前后污泥中含氮物质特性变化与厌氧消化累积产气量进行皮尔逊相关性分析,找出影响污泥厌氧消化性能的关键性含氮物质。结果表明,预处理后污泥可溶性胞外聚合物（Soluble-EPS,S-EPS）中的总有机碳（Total Organic Carbon,TOC）、可溶性化学需氧量（Soluble Chemical Oxygen Demand,SCOD）以及蛋白质含量均与污泥累积产气量呈显著正相关。另外,厌氧消化产气量与污泥S-EPS中的色氨酸类蛋白、芳香族蛋白I和富里酸均呈较强正相关性,说明在污泥厌氧消化过程中上述三类含氮物质扮演着更为重要的角色。污泥累积产气量同时也与天冬氨酸、苏氨酸以及半胱氨酸含量呈现出一定的正相关性,其中半胱氨酸的相关性最强,其R2（相关性系数）为0.77（p<0.01）。3、污泥厌氧消化过程中含氮物质转化规律及其对产气特性的影响对污泥厌氧消化过程中含氮物质特性变化进行考察,与同时期污泥产气量进行了皮尔逊相关性分析和主成分分析,并构建了结构方程模型。结果表明不同消化阶段污泥的总蛋白质、色氨酸类蛋白、芳香族蛋白I和富里酸含量均与同阶段污泥产气量呈现显著负相关性,说明上述物质在污泥厌氧消化过程中的降解会直接增加污泥产气量,因此需要加快上述有机质的降解速率。通过分析污泥中17种氨基酸发现,半胱氨酸的含量与污泥产气量呈显著正相关,说明其在厌氧消化过程中的累积能够促进污泥产气。结构方程模型表明蛋白质总量以及半胱氨酸含量均可直接影响污泥最终甲烷产量（R2=-0.428,p<0.001;R2=0.752,p<0.001）,对污泥厌氧消化产气过程起着至关重要的作用。