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污泥作为污水处理过程中的副产品产量巨大。污泥处理湿地(Sludge treatment wetland,STW)是一种新型的污泥处理技术,具有能耗低易管理的显著优势,但其对有机物的降解能力低限制了其发展。微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)可以加速污泥的厌氧降解并同步回收电能。本文基于MFC和STW两个系统的特性,在STW系统中引入MFC技术,理论上可以加速污泥湿地系统中有机物的降解性能并同步回收电能。本文针对不同污泥负荷下MFC-STW系统的产电性能、污泥有机物质的加速降解效能和迁移转化,及稳定期MFC-STW系统积存污泥的稳定化程度等方面进行研究。研究结果表明,生物产电技术的引入可以加速STW系统中污泥的脱水性能和有机物的降解效能。MFC-STW系统经10 d的间歇运行成功启动。随着污泥负荷的逐渐增加,系统产电性能随之提高,污泥负荷为0.343 kg TS/d·m2时,MFCSTW系统电压最高,内阻最大,功率密度最大,分别为0.794 V、201.3Ω、0.268 W/m3。污泥负荷为0.343 kg TS/d·m2时MFC-STW系统下层污泥含水率达到最低,为84%,较原泥降低13.58%。产电系统对污泥TCOD的降解效果在SLR0.343时于下层污泥中达到最大值为78%;此时系统上层污泥中SCOD浓度最高为2619 mg/L。此外,产电系统可以促进系统中多糖和蛋白的水解,使积存污泥层中可溶蛋白和可溶多糖的浓度升高。运行期MFC-STW系统污泥体积减量达96%。生物产电可以加速STW系统中污泥EBOM中HPI和HPO-A组分中DOC物质的降解,MFC-STW系统上、下层积存污泥DOC去除率分别为37.46%和33.02%,分别较STW系统提高46.67%和21.85%。两系统中芳香族化合物和腐殖质等芳香性有机物质主要存在亲水性和酸性有机物质中。MFC-STW系统对积存污泥EBOM中HPO-A组分的芳香性物质降解程度最大,可以促进积存污泥EBOM中酸性组分和中性组分蛋白质的水解。产电系统对污泥EBOM中中性组分的多糖物质的水解效果要大于对酸性组分和中性组分中多糖物质的水解效果,对原泥HPI组分中富里酸类物质、可溶性微生物沥出物及芳香族蛋白均有较好的去除效果。经60 d的稳定期,MFC-STW系统上、下层污泥含水率分别下降至32.25%和30.08%,较进泥降低了67.30%和69.50%,脱水效率较STW系统提高了5.09%和3.16%,表明MFC-STW系统的污泥具有良好的污泥脱水效果。经过稳定化处理之后,MFC-STW系统的VS含量最低为34.37%,去除率最高为38.54%;MFCSTW系统上、下层积存污泥的TN含量较原泥分别降低9.39%和13.12%;TP的去除率分别为42.42%、52.94%,较STW系统对应积存污泥层TP的去除率提高26.47%、47.31%。整个运行过程中,MFC-STW系统积存污泥重金属没有出现积累的情况。MFC-STW系统的最终污泥产品中重金属含量符合污泥农用标准。