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处理处置城市污水处理厂产生的大量污泥是环境工程领域一个棘手的问题,而全球能源短缺和环境恶化的日益严重也使人类急需找到一种可替代的再生能源。生物柴油作为一种绿色的可再生能源,但其发展的瓶颈一直是原料问题;城市污水处理厂产生的污泥中含有一定量可被转化为生物柴油的油脂,可以作为一种潜在的生物柴油原料。然而,目前以污泥为原料制取生物柴油的成本较高,其主要原因在于污泥中可转化为生物柴油的脂质含量低。本研究以提高污泥中可转化为生物柴油的油脂含量为目标,首先以西安市第四污水处理厂的生物污泥为对象,研究了在高碳氮比条件下生物污泥增脂的历程和机理,然后以初沉污泥为原料,对初沉污泥中油脂的组分、含量及活化制取生物柴油产率变化进行了初步研究。主要结论如下:(1)高碳氮比基质(C:N=70~210)连续培养生物污泥后,污泥提取油脂及制取生物柴油的产率均随碳氮比增加而增大,第5d时达到最大。此时,碳氮比210条件下培养的生物污泥原位酯化制取的生物柴油产率可达6.81%,为原始污泥的5.01倍。(2)与原始污泥相比,高碳氮比基质培养后的污泥制取的生物柴油中6种主要的脂肪酸甲酯含量均有所增加,其中油酸甲酯增量最大,肉豆蔻酸甲酯增量最少。第5d时,生物污泥脂质中油酸的含量大约占总脂肪酸的40%,油酸含量的增加对所制取生物柴油的品质有提高。(3)不同碳氮比条件下培养生物污泥促进生物污泥增脂时,污泥CST从第5d后迅速上升,因此从增脂后污泥脱水性能角度考虑,高碳氮比基质培养生物污泥的最佳条件是C/N比210时培养5天。此外,高碳氮比条件促进生物污泥增脂的主要原因是热带假丝酵母菌的富集。(4)初沉污泥通过硫酸活化后,分步提取脂质制取生物柴油的产率为12.03%,为不活化分步提取制取生物柴油产率的2倍,是原位酯化制取生物柴油的1.22倍。