厨余垃圾高固体厌氧消化处理中氨氮浓度变化及其影响

在中温(35℃)条件下,应用连续式单级高固体厌氧消化技术,研究氨氮浓度在厨余垃圾处理过程中的变化规律.结果表明,在系统稳定运行阶段,投料强度为150.0g/d,挥发性固体甲烷转化率近90%,有机负荷达到4.94kgVS/(m³·d),反应速率为1.48m3CH4/(m³·d),运行情况较为理想.反应运行80d,氨氮浓度超过1700mg/L时,系统呈现氨氮抑制状态,有机负荷为0.77kgVS/(m³·d),反应速率为0.39m3CH4/(m³·d),较稳定运行期大幅度下降.在此过程中,氨氮浓度从消化初期的420mg/L逐渐递增到3000mg/L左右,其中在稳定运行过程中增加速率较大,平均37.15mg/(L·d).同时,微生物经过长期驯化,对高浓度氨氮的抵抗能力增强,系统运行至190d时,氨氮浓度再次升高至3000mg/L,产气速率仍可维持在1.07m³CH4/(m³·d),系统状态较为良好.     

厌氧分步生物反应器系统处理城市生活垃圾的试验研究

以生活垃圾中COD溶出量为研究参数,试验研究了厌氧分步生物反应器系统和渗滤液直接回灌填埋场中的有机物降解规律与产甲烷特征.结果表明:厌氧分步生物反应器系统可显著促进生活垃圾及渗滤液中有机污染物的降解,加速填埋垃圾稳定化,其COD溶出总量与填埋时间的对数呈极显著的线性相关性.厌氧分步生物反应器中产甲烷反应器的产气量占总产气量的80%,甲烷含量55%～69%,较适容积COD负荷为6.5～7.5g/(L·d).     

反应器分区提高生物接触氧化硝化性能的研究

为克服普通生物接触氧化反应器中因硝化菌与有机物降解菌的竞争劣势而影响硝化活性的问题,将反应器简单分隔,通过微生物生态调控,以提高硝化性能.结果表明,在BOD、TN负荷分别为1.0、0.19kg/(m³·d)的中等负荷条件下,反应器分区后硝化率提高33%.反应器两区分别形成以降解有机物和硝化为主的功能区.分区式接触氧化反应器后区段的硝化速率是单区式反应器的2.8～4.5倍,亚硝酸菌密度提高1个数量级.分区式反应器在0.26kg/(m³·d)的高TN负荷条件下运行时,由于硝化细菌活性降低导致硝化率降低,而在0.08kg/(m³·d)的低负荷条件下运行时,后区段过低的氨氮浓度限制了硝化能力的发挥,因此分区式反应器宜在中等负荷下运行.     

珠江三角洲地区大气中多溴联苯醚的被动采样观测

利用PUF被动采样技术对珠江三角洲地区大气中多溴联苯醚(PBDEs)进行了为期8周的监测分析,以研究该区域中PBDEs的含量及分布.结果表明,内地采样点PBDEs含量为62～625pg/m³,平均值210pg/m³,其中东莞(625pg/m³)和佛山(560pg/m³)是PBDEs的高污染地区,工业点源释放可能是该地区PBDEs的主要来源.香港PBDEs含量为92～420pg/m³,平均值200pg/m³,其中Highst(420pg/m³)和Kwungtong(325pg/m³)的PBDEs含量较高,历史上大量PBDEs阻燃剂的使用可能是香港地区大气中PBDEs残留的主要来源.     

活性碳为载体的生物反应器填埋场模拟实验研究

生物反应器填埋场是一种新型的垃圾卫生填埋场,可以加速填埋场的稳定及甲烷的产生。通过模拟试验探讨了加装了活性炭载体的生物反应器填埋场在不同操作条件下的产气情况及COD,pH值、挥发性脂肪酸的变化趋势。试验证明添加活性炭做载体的反应器不仅有助于垃圾降解及渗滤液中COD。浓度的降低,而且填埋气中甲烷含量也较高;但是简单的两相型反应器却不利于甲烷气体的产生和CODCr的降解,这是由于其水解速度慢,水解反应时间长引起的。     

垃圾填埋场稳定化评价参数的中试实验研究

采用4 座单个填充规模约30t 的垃圾填埋柱(R1~R4),每周分别回灌1.6,0.8, 0.2m³ 的渗滤液以及0.1m³ 清水(R4)进行生物反应器填埋场中试实验.通过对填埋场稳定化过程中渗滤液、填埋气体(LFG)、垃圾特性参数、场地沉降等方面进行的多指标数值监测及结果分析,确定了渗滤液、填埋气体、垃圾特性参数等3 个因子中包含的COD、BOD₅、BOD₅/COD、NH₃-N、CH₄ 所占百分比、生化产甲烷潜能(BMP)、挥发性固体含量(VS)、纤维素、半纤维素、与木质素之比[(C+H)/L]8 个指标作为评价参数,建立3 因子8 参数填埋场稳定化综合指数计算评价方法和综合指数分级系统.     

硫酸盐还原菌颗粒污泥形成条件研究

在生物反应器中培养出高活性的生物相是使其稳定、高效运行的关键．在上流式厌氧污泥床反应器中,对硫酸盐还原菌颗粒污泥形成过程及形成条件进行了研究,结果表明,在中温（35 ±1 ℃） 条件下,当进水SO^2-₄ 小于1600mg/L、COD/SO^2-₄大于3 时,控制反应器污泥负荷大于0.3kgsO^2-₄/kg Vss·d 、水力负荷为0.2m³/m²·h 有利于颗粒污泥的形成和生长．     

不同堆沤处理对玉米秸秆厌氧发酵的影响

研究利用纤维素分解菌F2对玉米秸秆进行堆沤预处理,将经不同堆沤预处理时间后的秸秆与猪粪混合进行厌氧发酵产沼气试验。结果发现,堆沤15 d后秸秆的总有机碳含量降低了10.06%,VS去除率和纤维素降解率比未加菌堆沤预处理分别提高了10.74%、10.60%;加菌堆沤预处理后的秸秆厌氧发酵甲烷产气率、干物质产气率、发酵前后VS去除率均高于未加菌堆沤预处理后的秸秆,且产气效率也有明显的提高;加菌堆沤预处理10 d的秸秆比未加菌堆沤预处理15 d的秸秆提前了2 d达到产气高峰,累计产气量达到21 957 mL,比未加菌堆沤预处理15 d的秸秆增加了1 629 mL。实验结果表明:该纤维素分解菌对玉米秸秆纤维素有较强的降解能力,并在一定程度上促进了有机碳的矿化;有效地提高了秸秆的生物降解性能,缩短了预处理所需时间;同时提高了玉米秸秆的利用率和产气潜力。     

混合折流板厌氧反应器(HABR)处理高浓度糖浆废水

本文对混合折流板厌氧反应器(HABR)处理高浓度糖浆废水进行了研究。反应器在有机负荷率为20kg/m~3·d时,能有效地去除总的和溶解性COD70％以上。试验过程中观察到生物体的颗粒化及颗粒的增大,并观察到颗粒污泥中有类似于甲烷丝菌属(Methanthrix)和甲烷八叠球菌属(MethanosaiCina)的优势甲烷菌。实验过程中根据需要添加氮和磷,反应器内的污泥截留性能很佳,产气量为每天产5倍于反应器容积的气体。     

基于厌氧膜生物反应器的剩余污泥-餐厨垃圾厌氧共消化性能

采用厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane bioreactor,AnMBR)进行剩余污泥与餐厨垃圾的共消化,研究其有机物的去除特性、产气性能和微生物群落组成等运行性能.结果表明,反应器运行过程中有机负荷(organic loading rate,OLR,以VS计)稳定在0.59～0.64 kg·(m~3·d)~(-1),挥发性固体(volatile solids,VS)降解率由单消化17.5%上升至共消化40%,COD截留率为95.3%.消化液含固率提高了3.9倍,最终CH_4体积分数稳定在60%,CH_4产量(以COD_(added)计)为78.7 mL·g~(-1).跨膜压差(transmembrane pressure,TMP)和平均Flux分别维持在-3.1～-2.7 kPa和0.106 L·(m~2·h)~(-1),膜污染较轻.16S rRNA微生物多样性分析表明,AnMBR内部厌氧消化细菌主要是Proteobacteria(变形菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)和Cloacimonetes(阴沟单胞菌门),产甲烷菌中的优势菌科为Methanobacterium(甲烷杆菌科),优势菌属为Methanosaeta(甲烷鬃毛菌属)和Methanolinea(甲烷绳菌属).这将为AnMBR处理污泥及其它高含固率废物流的稳定性和运行性能研究提供有力的理论参考依据,进而为生物质资源化和能源危机提供有效解决途径.     

Comparison between controlled landfill reactor and conditioned landfill bioreactor

Bioreactor landfills allow a more active landfill management that recognizes the biological, chemical and physical processes involved in a landfill environment. The laboratory-scale simulators of landfill reactors treating municipal solid wastes were studied, the effect of solid waste size, leachate recirculation, nutrient balance, pH value, moisture content and temperature on the rate of municipal solid waste (MSW) biodegradation were determined, and it indicated the optimum pH value, moisture content and temperature decomposing MSW. The results of waste biodegradation were compared with that of the leachate-recirculated landfill simulator and conservative sanitary landfill simulator. In the control experiment the antitheses of a decreasing trend of the organic load, measured as biological oxygen demand and chemical oxygen demand, was shown. An obvious enhancement of effective disposal from conservative sanitary landfill (CSL) simulator, to the leachate-recirculated landfill (LRL) simulator and to the conditioned bioreactor landfill(CBL) simulator would be noted, through displaying the compared results of solid waste settlement, heavy, metal concentration in leachate, methane production rate, biogas composition, BOD and COD as well as their ratio.     

表面沉降对填埋场加速稳定化进程的宏观表征

基于生活垃圾填埋的室内模拟实验,通过4种不同工况下垃圾表面沉降规律的分析,研究了表面沉降对填埋场加速稳定化进程的指示作用.结果表明,垃圾稳定化进程中,表面沉降量S随时间相继呈线性、幂函数和双曲线分段变化,可在宏观上表征垃圾填埋场的稳定化进程及生物反应器填埋技术对稳定化进程的加速作用.在此基础上,将垃圾填埋场稳定化进程划分为3段:不稳定段,S27%.     

生物反应器填埋场系统的特性研究

对生物反应器填埋场系统的运行特性进行研究。结果表明：生物反应器填埋场系统有助于渗滤液中有机物进行分相降解，在渗滤液的净化和填埋场垃圾的稳定化上优于渗滤液直接循环系统。并且提出了生物反应器填埋场的产气和基质降解过程的特性参数和动力学方程。     

生活垃圾协同水葫芦干式厌氧发酵制沼气的研究

探讨了水葫芦和生活垃圾在中温条件下联合发酵的可行性,研究了系统总固体含量(TS)、发酵母液添加比例(IR)以及水葫芦添加比例(WR)对厌氧发酵过程的影响。试验结果表明,添加5%的水葫芦能够有效防止因TS和IR的变化对系统pH值所带来的影响,缩短发酵启动时间,使产气高峰集中出现,并提高产气量。但是当水葫芦添加比例增加到10%时,沼气产量反而下降。发酵70 d后,挥发性固体(VS)降解率为38.18%～58.10%。通过对正交试验结果进行分析,得到水葫芦与生活垃圾联合发酵制沼气的较优工艺条件为:系统总固体含量23%,发酵母液添加比例100%,水葫芦添加比例5%。     

UBF两相生物反应器对渗滤液水质的稳定化作用

为解决渗滤液直接回灌型垃圾填埋反应器(R1)的酸化问题,利用厌氧污泥复合床(UBF)和卫生填埋反应器组合为垃圾两相厌氧消化系统(R2)对垃圾降解。结果表明,与渗滤液直接回灌的R1生物反应器系统相比,UBF型两相厌氧生物反应器系统对渗滤液中有机物质的去除率更高,COD降至24600mg/L,NH3-N浓度保持在1130mg/L,pH值始终维持在7.26,为垃圾渗滤液的后续处理工艺提供了方便。此外,UBF型两相厌氧生物反应器产气性能更好,累积产气量是R1的3.06倍。     

垃圾渗滤液的生物降解特性与动态模型实验研究

应用微生物耗氧速率测定法对不同来源不同季节垃圾渗滤液的生物降解特性进行了比较评估 ,并采用经过长期驯化的厌氧 好氧废水生物处理模型系统对被评估为难生物降解的一种渗滤液进行了动态模拟运行试验。研究结果表明 ,不同来源的污泥菌种及驯化前后均表现出不同的生化代谢活性。驯化污泥对 3种被测渗滤液的耗氧速率常数相差甚大 ,3种待测废水分别被评估为易生物降解、难生物降解及不能被受试微生物降解等类别。当厌氧 好氧模型生物反应器系统进水CODCr、NH+4 N浓度分别为 3 0 18 9mg L、45 2 4mg L时出水质量可达到GB16889 1997排放标准。CODCr及NH+4 N总去除率分别为 78 9%和 75 8%。     

上下导气系统对生物反应器压实垃圾中渗滤液和填埋气迁移的影响研究

建立了2组实验室模拟填埋场生物反应器,利用上层和下层同时导排填埋气的方法,研究了填埋气和渗滤液在垃圾体中的产生和迁移情况.并在考虑渗滤液回灌的情况下,设置了C1(渗滤液回灌前加压)、C2(渗滤液回灌后加压)2组对照实验.结果表明,C1在加压后出现短暂的水位雍高现象并在第33 d后消失,而C2一直未出现水位雍高现象,上下同时导气系统能促进渗滤液和填埋气排出,#有效缓解和消除水位雍高.压力促使C1、C2的填埋气由往上迁移转变为往下迁移,C1经历了10 d的填埋气向下迁移准备期,而C2在回灌后填埋气直接往下迁移,回灌会促进孔隙通道打开,有利于气液向下排出.     

加速填埋场稳定化进程复合菌系的构建

针对传统的填埋场稳定化时间长等问题,采用生物强化技术以加速填埋场的稳定化进程.以反复筛选与多次传代培养的性能稳定的功能菌群为基础,通过研究不同组合的功能菌群对填埋场所产渗滤液及填埋垃圾稳定过程的影响,构建了一组能加速填埋场稳定化进程的复合菌系.结果表明,该复合菌系较其他组合功能菌群对渗滤液指标影响最大,渗滤液的产量、COD和氨氮影响最大,使各指标在填埋初期达到峰值后明显消减,分别在49,30和44d后持续低于其他各组,且氨氮浓度130d后低于10mg/L,达到国家生活垃圾填埋场污染控制标准(GB 16889-2008)规定的渗滤液氨氮排放标准.渗滤液累计产量、COD和氨氮总量在整个填埋周期较对照组分别减少了26.66%、26.59%和25.40%,降低了填埋场的污染负荷.该复合菌系对垃圾稳定化指标影响最大,至填埋结束时,填埋垃圾TOC 、TN和C/N较对照组分别低39.6%、18.95%和25.48%,垃圾沉降率和总有机质生物降解率分别较对照组提高了9.99%和26.23%.