污水处理厂“碳中和”运行目标促进了对剩余污泥厌氧消化转化能源的深入研究。但是水解限速一直是困扰厌氧消化能源转化效率的瓶颈,这是因为一方面剩余污泥中含有较多木质纤维素、腐殖质等大分子难降解有机物成分,而另一方面腐殖质及水解产物(如,长链脂肪酸等)还会抑制胞外水解酶的活性。其中,腐殖质对污泥有机物水解的抑制较为明显,这与腐殖质分子结构密切相关;其分子结构中含氧官能团(羧基等)对微生物胞外水解酶上的活性点位——氨基具有很强的亲和性与结合力,从而减少活性点位与其他有机质接触的机会,导致有机质水解效率变差。研究表明,无机阳离子可以有效结合腐殖酸上的羧基,从而避免水解酶活性点位被腐殖酸屏蔽的现象,以减轻腐殖酸对水解酶的抑制作用。因此,以添加金属阳离子方式缓解有机质水解限速问题值得实验与理论研究。本研究分别以市政污水处理剩余污泥和实验室合成污水产泥为底物,以厌氧消化小试实验为基础,观察腐殖酸对剩余污泥厌氧消化的抑制作用,然后尝试通过投加阳离子(Ca2+、Mg2+与Fe3+)方式缓解水解抑制现象,并以最终产气量(CH方式衡量阳离子对水解的掩蔽作用。实验室合成污水(纯水配水)产泥实验结果表明,腐殖酸确实可以抑制污泥有机质的水解过程,当腐殖酸投加量为250mg/g VSS时,CH4产量较没有腐殖酸介入的空白试验下降了9.2%;二价阳离子(Ca2+、Mg2+)投加后具有掩蔽抑制水解的作用;当阳离子在厌氧消化污泥液相中含量达到500 mg Ca2+/L时,水解的抑制作用可被完全掩蔽。对市政污水处理剩余污泥实验发现,因北方给水水源多以地下水为主,使得污泥中Ca2+、Mg2+等离子的含量已经超过完全掩蔽腐殖酸抑制水解作用的含量,所以,继续投加阳离子,不但无助于掩蔽抑制水解作用,反而使得液相中溶解性多糖、蛋白质絮凝、沉淀,降低了厌氧消化产CH4产量。