畜禽粪便资源化利用技术和厌氧发酵法生物制氢

利用微生物在畜禽粪便处理的同时获得能源主要有2种方式,分别是厌氧产沼气和厌氧发酵法生物制氢。利用厌氧微生物处理畜禽粪便,在去除有机污染物的同时获得沼气是比较成熟的技术,而利用畜禽粪便厌氧发酵制氢的研究开展较晚,仍处于实验室研究阶段。但畜禽粪便资源化利用和发酵生物制氢技术发展迅速,而且可以有机结合。本文对两者的基本原理和最新研究进展进行了介绍,并对其发展前景进行了展望。     

超声波预处理对厌氧生物制氢的可行性探讨

由于能实现废弃物资源化,减少环境污染,制取清洁能源氢气,生物厌氧发酵制氢技术日益受到人们关注。在众多废水生化预处理技术中,超声波技术拥有高效氧化、焚烧、超临界氧化的特点,而且超声波操作简单,对设备的要求不高。本文阐述了厌氧发酵生物制氢的菌种来源、产氢机理及超声波技术在废水处理方面的应用。同时探讨了超声波预处理猪场废水对提高厌氧发酵生物产氢量的可行性,提出了优化性建议。     

沼气干式厌氧发酵技术研究

有机固体废弃物产量巨大,有机质含量高,直接排放将严重污染环境,采用厌氧发酵等生物手段可实现有机固体废弃物能源化利用,干式厌氧发酵技术在生物工程领域中起着尤其重要的作用,特别是在沼气和有机肥的生产利用方面。阐述了国内外干式厌氧发酵技术原理,分析了厌氧发酵过程中底物组成、底物预处理、接种物、有机负荷、p H、温度及搅拌等影响因素,探讨了该技术的应用现状,为深入研究干式厌氧发酵技术提供借鉴。     

生物质固体废物厌氧发酵过程中HS对产CH4作用研究进展

针对生物质固体废物量大面广,具有污染和资源利用双重特性,厌氧发酵能源化可促进其污染控制,且过程中部分有机成分在微生物作用下转化成腐殖质（HS）.通过分析厌氧发酵过程中HS转化规律、HS结构特征与氧化还原性能、腐殖质还原菌与产甲烷菌活性、产CH₄效率之间的响应关系和作用机制研究进展,总结凝练出生物质厌氧发酵系统内HS对CH₄的调控原理,为减少厌氧发酵系统内HS对产CH₄途径的抑制作用,提高发酵效率的技术研究提供理论支撑.     

餐厨垃圾综合资源化处理技术实例研究

在目前餐厨垃圾处理现状基础上,介绍了一种餐厨垃圾处理工艺,采用机械生物处理技术,包括收运系统、粉碎分选预处理、厌氧发酵生物处理、沼气热电联供、有机堆肥、废水处理、除臭系统多个环节,分离出油脂进行回收,垃圾厌氧发酵产生沼气发电,沼渣进行堆肥,以期实现餐厨垃圾减量化、无害化、资源化,解决"垃圾猪"、"地沟油"问题。     

对禽畜粪便处理的研究

采用厌氧发酵技术综合治理畜牧业污染。实验中,控制pH值在6.6～7.8进行牛粪的中温厌氧发酵研究,结果表明,牛粪经厌氧发酵,能产生清洁能源沼气,发酵液满足部分菌类的生长条件,可以用来进行禽畜粪便的深度处理。     

水生植物能源化利用技术与方法研究进展

水生植物资源极其丰富,在水体生态系统中起着举足轻重的作用,但其巨大的生物量会造成水体二次污染。文章介绍了水生植物资源化利用的现状,并重点综述了水生植物在厌氧发酵产气、微藻生物柴油及微生物燃料电池产电能源化利用的研究进展,为实现水生植物能源化发展提供可靠的依据。     

酒糟厌氧发酵-气化耦合制备燃气环境影响评价

厌氧发酵-气化耦合技术是一种高效的生物质燃气化技术,具备显著的能源转化优势。为准确评估厌氧发酵程度对该耦合系统环境效益的影响,利用全生命周期分析方法,通过Gabi软件对所建立的不同厌氧发酵时间下酒糟厌氧发酵-气化耦合制备燃气模型进行环境影响评价。结果表明：厌氧发酵-气化梯度耦合反应系统基于能量流产生的环境正面影响可抵消基于物质流产生的环境负面影响,从而使系统获得正面的综合环境效益。厌氧发酵时间为8 d时系统环境影响结果最优,其环境影响潜值为-2.02×10^-9。对厌氧发酵-气化耦合系统的耦合程度进行控制,可在优化系统能量收益的同时产生最有利的环境影响,从而为耦合技术的应用提供理论指导。     

厌氧发酵产沼气研究趋势的文献计量分析

沼气作为一种可再生生物质能源,对于解决世界能源紧缺问题具有重要意义,因而厌氧发酵产沼气技术受到人们越来越多的关注。文章从文献计量角度定量分析厌氧发酵产沼气研究趋势。数据来源于Web of Science中Science Citation Index-Expended以及Derwent Innovations Index数据库,并对1992-2009年间该库收录的相关文献及相关专利进行计量分析。结果表明:近年来,厌氧发酵产沼气领域发文量显著增长。统计时间范围内,美国发文量居榜首。研究机构中,俄罗斯科学研究院发文量位列第一。环境、生物、能源相关学科是厌氧发酵产沼气的主流领域。学术期刊主要有Bioresource Technology、Water Research、Applied and Environmental Microbiology。此外,关键词分析结果表明:反应过程、反应器、预处理、混合发酵等研究方向成为近18年内的研究热点。     

湿地水生植物的水质净化与资源化利用

介绍了湿地中水生植物的水质净化机理以及水生植物的生长、收割对水质净化效果的影响。对收获后大量水生植物的处置和资源化利用途径进行了综述,认为利用水生植物进行厌氧发酵制取清洁生物质能源是一种环保、经济、可行的方法,并探讨了水生植物成分对厌氧发酵特性的影响。     

双氧水对废水化学需氧量测定的影响

废水中双氧水的存在影响化学需氧量的测定，其浓度增大，影响愈明显。加氢氧化钠碱化，对废水中低浓度双氧水分解作用不大，不能使用溶液碱化的方法去除废水中低浓度的双氧水。     

反渗透在环境工程中的应用

阐述了反渗透膜的分离机理(氢键理论,优先吸附-毛细管流动模型,溶解-扩散模型,等),反渗透膜技术在环境工程(重金属废水,垃圾渗滤液和印染废水处理)中的应用,以及膜集成工艺处理废水的概况,并对反渗透膜技术的研究和发展方向进行了展望。     

应用质子变化滴定测量法监测氨氧化的化学计量关系

开发了一套监测批式废水生物处理系统质子变化的自动滴定测量装置.装置由批式反应器、数据自动采集与保存系统和药品自动投加系统组成.通过实际测量活性污泥氨氧化反应中氢离子产生量与氨消耗量的化学计量比值,考察自动滴定测量装置的测试精度.在1L的反应器中改变氨氮浓度(以N计)分别为1.67、3.33、8.33、16.66和30.00mg/L下实测比值与其理论值十分接近,相对误差在2.09%～6.34%之间;保持氨氮浓度16.66mg/L,在1、2、3和4L的反应器中实测比值相对误差在2.09%～-18.57%之间,随反应器体积增大而明显增大.反应器系统中的碳酸氢盐和氨盐缓冲体系,特别是在较大容积反应器中的滴定动态效应是导致测试误差的重要原因.研究成果为滴定测量方法在废水生物处理过程中监测质子变化提供了一种重要方法.     

发酵生物制氢反应器研究进展

发酵法生物制氢受到广泛关注。在发酵细菌制氢过程中,反应器的设计和运行模式对产氢量和产氢速率具有重要影响。暗发酵生物制氢反应器主要包括序批式制氢反应器和连续流制氢反应器,其中序批式制氢反应器操作简单和容易控制,主要用于实验室研究;从经济性和实用性的角度考虑,连续流制氢反应器是实现工程应用的关键。文章综述了影响发酵制氢的影响因素:菌种准备、环境条件、营养条件和一些其他因素等。并分析了几种常用连续流发酵制氢反应器类型及其应用状况。     

污泥活性炭处理染料废水的研究

采用污泥活性炭处理酸性品红模拟染料废水,研究了pH值、污泥活性炭投加量、温度、吸附时间等因素对染料废水的脱色率和COD去除率的影响。探讨了污泥活性炭处理染料废水的机理。实验结果表明:污泥活性炭表现出良好的吸附性能,随着酸性品红染料废水浓度的增加,脱色率先增大后减小,COD去除率的变化曲线与脱色率的曲线呈现相似的走势,但在脱色过程中,只有部分染料分子被吸附到污泥活性炭的结构中,另一部分脱色应归因于水溶液中的氢离子吸引染料分子中的碱性助色基团;随着污泥活性炭投加量的增加,脱色率逐渐增大,COD去除率一直减小;由于染料分子中的显色基团和助色基团与废水溶液中氢离子和氢氧根离子之间的相互作用,导致pH对处理效果的影响比较明显,脱色率和COD去除率均在pH为弱酸性范围内效果比较好;随水浴时间的增加,脱色率逐渐增加,COD去除率很低并一直减小;温度的升高使脱色率先增大后减小,COD去除率整体逐渐减小。通过正交试验得到最佳工艺参数为:pH值取5,水浴时间取6.5 h,水浴温度取20℃,染料废水浓度取2.5 mg/L,活性炭投加量取2.5 g,其脱色率为47.73%,COD去除率为62.62%。     

自由基对工业化纤废水氧化处理的研究

通过芬顿试剂氧化、次氯酸钠氧化、过氧化氢和光催化氧化方法对化纤废水进行了处理,并通过COD检测、紫外可见光光度计等方法对氧化效果进行分析。结果显示自由基氧化对化纤废水的色度减小非常明显,能使其色度从800多倍减少到10倍以下,COD值从3 550 mg/L降解到100 mg/L以下,透光率的变化率达到98.59%。化学处理工艺的探讨发现在pH值4～6,搅拌速度为1 500 r/min,处理30 min就能使废水的COD去除率达到95.67%;pH为4时过氧化氢的氧化效果最佳。利用过氧化氢和次氯酸钠的氧化获得了自由基氧化处理此类废水的基本原理,即自由基氧化和链式反应的持续发生造成了有机物的降解,少量自由基的生成某种程度上刺激了高级氧化反应的深入,同时极少量自由基的交联可能会湮灭氧化反应,不同类自由基之间形成竞争,可能影响其氧化性能的发挥,因此需要通过控制反应物的种类、用量和有效分离反应中间产物,可以达到高级氧化反应处理此种废水的最佳效果。     

超声波诱导催化氧化处理有机化学实验室废水的初步试验

采用超声波诱导催化氧化处理有机化学实验室废水,探讨了超声辐射时间等因素对有机化学实验室废水处理效果的影响,获得了最佳工艺条件：100mLCOD为4632mg／L的废水（初始pH值=3）在超声辐射反应时间50min,Fe^2＋离子浓度为100mg/L,H2O2浓度为800mg／L的条件下,COD去除率达到79％。     

固定化光合细菌处理豆制品废水产氢研究

以海藻酸钠做包埋材料制备的固定化光合细菌,可以在不同浓度豆制品废水中进行光照放氢。豆制品废水ＣＯＤ浓度在７５６０—１２６００ｍｇ／Ｌ时,可以维持稳定产气２６０ｈ以上,平均产气率为１４６．８—３５１．４ｍｌ／（Ｌ·ｄ）,气体中Ｈ２含量在６０％以上,废水ＣＯＤ去除率为６２．３％─７８．２％;当废水ＣＯＤ浓度在１２６０—５０４０ｍｇ／Ｌ时,可以维持产气９３ｈ,平均产气率为１２０．７—１４０．ｏｍｌ／（Ｌ·ｄ）,气体中Ｈ２含量在７５％以上,废水最终ＣＯＤ去除率为４１％─６０．３％。     

催化湿式氧化乐果农药废水及催化剂的研究

通过共沉淀法制备了用于湿式氧化乐果农药废水的Cu/Mn复合氧化物催化剂,研究了沉淀剂种类、沉淀温度、焙烧温度和活性组分配比等因素对Cu/Mn复合氧化物催化剂的活性及稳定性的影响,确定了最佳制备条件,利用BET比表面积测定和XRD对催化剂进行了表征。结果表明:优化条件制备的Cu/Mn复合氧化物催化剂催化湿式过氧化氢氧化处理乐果农药废水时,具有较高的催化活性和稳定性。催化剂用量以6 g/L,反应温度80℃,过氧化氢加入量为12.0 g/L,反应时间60 min,COD去除率为89.5%,活性组分溶出量较小。