城市生物质废物厌氧消化前后粒径分布特征解析

在稳定运行的城市生物质废物厌氧消化中试研究结果基础上,对基质及消化液的有机物粒径分布特征进行解析。在反应器有机负荷为2.4、6.0和8.0 kg VS/(m3·d),停留时间为50、20和15 d 3个状态下,反应器对城市生物质废物有良好的去除效果,VS去除率均在60%以上。其中粒径96μm的大颗粒有机物去除率均在80%以上,负荷及停留时间对大颗粒有机物的去除效果没有表现出明显影响;随着负荷的增加及停留时间的缩短,消化液中粒径范围0.45~74μm的有机物及溶解性有机物的含量增加,去除率降低;研究结果表明,在传统的厌氧消化条件下,对于本研究中的城市生物质废物而言有机物的酶解过程是主要限速步骤。     

ANAMMOX与反硝化协同作用及氮素负荷研究

向成功启动并稳定运行630 d后的UASB生物膜反应器系统连续添加有机物,分析其对厌氧氨氧化反应脱氮效果的影响,并进行氮素浓度负荷试验.在厌氧氨氧化反应器系统中连续投加有机COD(葡萄糖),系统运行稳定,有机COD(葡萄糖)存在对系统去除氮素能力影响不大,有机COD去除率达到92.0%,仅用23 d,在同一反应器系统中成功实现了厌氧氨氧化与反硝化协同作用脱氮.氮素浓度负荷试验阶段,进水氨氮(NH 4-N)、亚硝氮(NO-2-N)以及总氮(TN)浓度负荷分别从0.063 kg/(m3·d)和0.063 kg/(m3·d)和0.126 kg/(m3·d)提升到了0.239 kg/(m3·d)、0.315 kg/(m3·d)和0.554 kg/(m3·d),相应去除率分别为84.0%、93.0%和85.0%,厌氧氨氧化工艺的UASB生物膜反应器对氮素浓度负荷仍有很大提升空间.     

推流式反应器厌氧消化浮萍和猪粪混合物

使用带隔板的推流式反应器(体积约为4 m3),对浮萍与猪粪(干重比1:1,湿重比7:1)的混合物、猪粪进行为期50 d的中温厌氧消化产气性能比较研究,结果表明,在有机负荷为3.5 g(VS)/(L·d)时,浮萍与猪粪(干重比1:1,湿重比7:1)混合物的VS产气率为0.31 L/g,COD转化率为63.2％,反应器容积产气率为1.00 m3/(m3·d)；猪粪的VS产气率为0.28 L/g,COD转化率为57.1％,反应器容积产气率为0.71m3/(m3·d).进料COD和SS的平均浓度分别为19.19 g/L和14.28 g/L,推流式反应器对其平均去除率分别为59.7％和68.7％.由此说明,带隔板的推流式厌氧反应器对浮萍和猪粪的混合物有较好的厌氧消化能力,浮萍与猪粪混合物的厌氧消化性能优于猪粪.     

IC厌氧反应器处理垃圾渗滤液

在(35±1)℃条件下,采用IC厌氧反应器对天津大港垃圾焚烧厂垃圾渗滤液进行处理,研究了COD的去除效果、容积负荷、沼气产量和污泥的颗粒化,分析了循环比、上升流速对反应器的影响.结果表明,厌氧反应器经60 d的启动运行后,达到300 m3/d的设计水量,进水容积负荷达到17.7 kg COD/(m3·d),水力停留时间3.7d,COD去除率高于80％,出水挥发酸(VFA)低于l 500 mg/L,平均每去除1 kg COD产沼气0.42 m3,适宜的上升流速和循环比为2.0 ～5.0 m/h、8∶1 ～20∶1.启动结束后,厌氧消化污泥明显出现颗粒化,颗粒污泥的沉降速度达到了67.5 ～ 96.0 m/h,0.3～1.0 mm的颗粒污泥量占有74％.     

厌氧折流板反应器处理低浓度废水的运行特性研究

接种厌氧絮状污泥,采用厌氧折流板反应器在中温下进行了处理低浓度废水的试验研究.结果表明,厌氧折流板反应器有效去除了废水中的有机物,平均去除率稳定在80%以上;启动迅速,在35 d内完成,启动性能较EGSB优;水力负荷起着重要的作用;在提高负荷阶段的初期,反应器COD去除率有较大波动,随着负荷的加大,这一现象逐渐消失;在容积负荷小于2.15 kg COD/m3·d时,进水容积负荷与基质去除负荷率之间具有明显的线性正比关系;反应器的前面隔室对有机物的去除起到主要作用;在长期运行的处理低浓度废水的ABR反应器中存在产酸相和产甲烷相的自然分离现象.     

厌氧接触式反应器预处理高浓度丙烯酸废水

采用厌氧接触式反应器,对自配丙烯酸(AA)废水进行预处理.反应器经污泥驯化稳定运行后,在HRT为12h,进水丙烯酸浓度为1000～3 000 mg/L,丙烯酸容积负荷为2～6 kg AA/(m3·d),污泥负荷为0.67～2.00kg AA/(kg VSS·d)的条件下,丙烯酸去除率达95%以上,出水丙烯酸浓度低于16...     

曝气生物滤池去除有机物及硝化氨氮的影响因素研究

采用以陶粒为填料的曝气生物滤池(BAF)处理低浓度生活污水,研究在气水比一定的条件下,水力负荷、有机负荷及氨氮负荷对BAF去除有机物及硝化氨氮的性能的影响.研究结果表明,当试验进水COD为105.8～156.6 mg/L,气水比为3:1的条件下,降解有机物的最佳水力负荷为1.35～1.68 m3/(m2·h),COD平均去除率为86.3%.氨氮负荷是影响反应器硝化性能的直接因素.当水力负荷为1.05 m3/(m2·h),平均进水COD为106.1 mg/L时,若使出水氨氮低于15 mg/L,则反应器能承受的最大进水氨氮负荷为0.5 kg/(m3·d)左右.并确立了相应的反应器动力学模型.     

餐厨垃圾高温厌氧消化

在中试规模下,研究餐厨垃圾高温厌氧消化试验,通过监测餐厨垃圾厌氧消化过程中产气量、气体组成等产气情况和消化液中pH值、SCOD、NH4+-N、VFAs等化学指标含量变化,确定餐厨垃圾厌氧消化的最大有机负荷,并分析餐厨垃圾高温厌氧消化技术的可行性,结果表明,在工程上餐厨垃圾单独进行高温厌氧消化产甲烷具有技术可行性,但难以保证系统长时间安全稳定运行;餐厨垃圾厌氧消化正常运行时最大有机负荷可达2.551 kg VS/(m3.d);当系统有机负荷为2.551 kg VS/(m3.d)时,每天每千克VS最高可产生甲烷量0.622 m3;氨氮对餐厨垃圾厌氧消化产甲烷影响明显;餐厨垃圾中固有Na+含量对厌氧消化产甲烷影响不明显。     

不同泥源对厌氧氨氧化反应器启动的影响

采用2套上流式生物膜反应器,分别接种少量厌氧氨氧化污泥和大量硝化污泥,考察其对厌氧氨氧化反应器启动的影响。污泥接种入反应器后,测得接种厌氧氨氧化污泥的反应器(R1)内MLSS为0.22 g/L,另一个反应器(R2)MLSS为2.7 g/L。与直接接种厌氧氨氧化污泥相比,R1经过72 d的运行才显现出厌氧氨氧化特性。经过114 d的培养,前者氮去除速率由0.23 kg/(m3.d)提升到5.29 kg/(m3.d),总氮去除率大于89%;R2的氮去除速率由0.01 kg/(m3.d)提升到1.1 kg/(m3.d),总氮去除率大于84.6%。说明普通污泥启动需要一个较长的筛选过程,直接接种少量的厌氧氨氧化污泥比接种普通的污泥能够更快启动厌氧氨氧化反应器。     

BLR厌氧反应器处理垃圾焚烧厂渗滤液工程运行效能

采用1 100 m3BLR(biogas-lift reactor)厌氧反应器对垃圾焚烧厂渗滤液进行工程化处置,接种污泥为消化污泥,正常运行温度控制在(33±2)℃,启动负荷为1 kg COD/(m3·d),120 d后容积负荷达到10 kg/(m3·d)并稳定运行,出水COD浓度为4 500~6 500 mg/L,COD去除率为88%~92%,出水VFA含量为200~600 mg/L,p H值稳定在7.4~7.7,出水SS含量为1 000 mg/L左右,并可观察到沉降性较好的颗粒化污泥。反应器运行初期将VFA/ALK控制在1.6以内,系统并未因VFA积累而酸化崩溃,运行后期VFA/ALK值小于0.3,系统稳定运行。运行过程中进水氨氮浓度从400 mg/L升高到2 200 mg/L,未发现氨氮对厌氧生物处理的明显抑制现象。垃圾渗滤液中平均每去除1 kg COD产生沼气量为0.32 m3。     

耐酸厌氧消化污泥处理餐厨垃圾简

采用耐酸驯化的厌氧消化污泥处理餐厨垃圾，在酸性条件下（pH=4.5），对实验装置容积负荷从1.0 kg VS/（m³·d）分9次逐级增加到5.0 kg VS/（m³·d）的过程进行了跟踪监测，并较深入地研究了驯化污泥代谢活性和处理效果。实验结果表明，pH 4.5的耐酸厌氧消化污泥，最佳投加负荷约为4.5 kg VS/（m³·d），此负荷下容积产气率，CH₄含量平均值均达最大，分别为1.68 m³/（m³·d），75.0%。耐酸厌氧消化装置持续增料运行46 d，产甲烷菌仍能保持较高的活性，其COD去除率范围为40.4%~75.0%，仍能保持pH 7.2时处理效果的65.0%~91.8%，表明在低pH、低碱度下实现稳定的产甲烷过程是可行的。     

多级厌氧法处理螺旋霉素工业发酵菌渣效果的研究简

通过自主设计的多级厌氧反应器系统来考察半连续处理螺旋霉素工业发酵菌渣的效果。该系统总反应体积为44 L，由4个11 L的升流式厌氧反应罐组成，罐体间采用串联方式连接。121 d的连续运行周期分为3个阶段，各阶段的有机负荷率分别为1.27、1.82和2.73 kg COD/（m³·d）。全过程中主要监测了各级罐体的产气量和螺旋霉素的降解。结果表明，多级厌氧反应器系统启动初期会出现产气不稳定现象，经过2个月的运行之后系统达到稳定状态。在有机负荷达到2.73 kg COD/（m³·d）时，各级罐体仍能稳定运行，总产气的45%集中在1号罐。在系统启动初期，螺旋霉素不能被明显降解。运行约80 d后，整个体系达到了快速降解螺旋霉素的状态，在2.73 kg COD/（m³·d）的有机负荷率下，螺旋霉素降解率达到97%，同时可溶性COD降解率也达到了90%。     

青岛市餐厨垃圾与菜市场垃圾混合高温厌氧消化研究

在中试规模下,研究青岛市餐厨垃圾与菜市场垃圾混合(质量比1∶1)高温厌氧消化实验,通过监测厌氧消化过程中产气量、气体组成等产气情况和消化液中pH值、SCOD、NH3-H、VFAs含量和组分等化学指标变化,确定混合厌氧消化的最大有机负荷,并分析混合高温厌氧消化技术的可行性,结果表明,(1)青岛市餐厨垃圾与菜市场垃圾混合高温厌氧消化产甲烷具有技术可行性;(2)混合厌氧消化的最大有机负荷可达4.069 kg VS/(m3.d);(3)当系统最大有机负荷时,每天每千克VS最高可产生甲烷量0.346 m3;(4)混合厌氧消化可削减氨氮对餐厨垃圾单独厌氧消化产沼气的影响。     

UASB处理硫酸盐有机废水的启动

为了考察上流式厌氧污泥床反应器(UASB)处理含硫酸盐有机废水的特性,采用有效容积为10 L的UASB,研究了启动运行过程中COD和SO2-4降解情况、出水VFA和pH值、产气量及颗粒污泥比产甲烷活性(SMA)变化状况。结果表明,接种厌氧颗粒污泥,保持进水COD为1 500 mg/L,SO2-4浓度为100 mg/L,将HRT由24 h缩短至12 h以提高负荷,经历55 d成功启动了UASB反应器;当HRT为12 h,进水COD和SO2-4负荷为3.0 kg/(m3·d)和0.20 kg/(m3·d),COD和SO2-4的去除率分别达到80%和89%,出水VFA为3 mmol/L,产气量达9.5 L/d,颗粒污泥的SMA为86.4 mL/(g VSS·d)。     

金属铁铝对混凝强化初沉污泥中温厌氧消化的影响简

选取FeCl₃和AlCl₃·6H₂O作为混凝剂对城市污水进行一级强化混凝处理，降低二级生物处理的进水负荷，减少污水生物处理系统的能量消耗。主要研究混凝过程投加的金属盐对一级强化混凝产生的初沉污泥中温厌氧消化的影响。和剩余污泥相比，初沉污泥更适合厌氧消化处理，污泥降解性能和产气性能更高。当采用城市污水一级强化混凝处理时，污泥中的金属和金属盐水解引起的pH降低，使混凝强化初沉污泥的厌氧消化受到一定抑制。随着污泥中铝含量的降低和铁含量的增加，厌氧消化的COD降解率和挥发性固体（VS）降解率逐渐升高，生物气产量逐渐增大，产气速率加快。当混凝强化初沉污泥只含有铁时（铁含量为10.16 mg/L），混凝强化初沉污泥厌氧消化效果最好，产气稳定，而且产气速率高，生物气产量为237 mL，生物气甲烷含量为55.5%，降解单位VS产气量为0.80 L/g，均高于其他含铝的混凝强化初沉污泥。污泥中的铁对初沉污泥厌氧消化的抑制作用远远小于铝的作用，说明铁盐适合用于城市污水的一级强化混凝处理。     

IC反应器处理高浓度硫酸盐废水的启动研究

采用木糖生产废水,进行了(IC)反应器处理高浓度硫酸盐有机废水的启动研究.结果表明,接种厌氧颗粒污泥,当进水COD/SO2-4值约为3.5时,控制COD负荷提高幅度为每次20%左右,经过26 d的驯化培养,COD和SO2-4负荷分别可达20 kg/(m3·d)和5.5 kg/(m3·d),COD去除率达到80%以上,硫...     

厌氧产氢ASBR对氮的脱除

在厌氧序批式人工有机污水生物产氢反应器(ASBR)中发现氮"丢失"现象,并对此产氢系统发生脱氮作用的机理和主要影响因素进行了研究。结果表明,在以葡萄糖为发酵底物的厌氧产氢系统中,微生物分别以铵和硫酸盐为电子供体和电子受体发生了硫酸盐型厌氧氨氧化;进水有机物负荷和pH主要通过影响不同种微生物的活性而影响脱氮性能,氨氮和硫酸盐的浓度直接与氮素去除率有关。在最大产氢能力为16 m3/(m3·d)、氢气体积百分比为65%的生物制氢系统中,最大脱氮效率约为64%。产氢效率与氮脱除率呈现负相关关系。研究表明,在控制条件下,可以实现高有机物废水厌氧脱除氨态氮,为生活污水直接厌氧脱氮开辟一条新途径。     

连续流气提式反应器中有机物去除和氮转化的行为

以城市污水为处理对象,以絮状污泥为接种污泥,在连续流气提式好氧颗粒污泥流化床(CAFB)反应器中成功培养得到好氧颗粒污泥.探讨了CAFB中颗粒污泥的形成过程、生物多样性、有机物的去除行为及氮转化特性.研究结果表明,CAFB运行第7天颗粒污泥占主要优势,系统中依次出现原、后生动物,表明颗粒污泥趋于成熟.CAFB反应器中培养的好氧颗粒污泥具有良好的COD及NH4+-N去除能力.稳定运行阶段,当进水的COD容积负荷在1.5 ～3.5 kg COD/(m3·d)的范围时,COD的去除负荷稳定在1.0～2.0 kg COD/(m3·d).控制水力停留时间为(4 ±0.25)h、溶解氧质量浓度为(5 ±0.5) mg/L,可达到最高的硝化效率,但此控制条件下反硝化作用不明显.分析认为,作为完全混合式反应器的CAFB,需要较严格的控制溶解氧才能实现同步硝化反硝化作用.     

Effects of sludge recirculation rate and mixing time on performance of a prototype single-stage anaerobic digester for conversion of food wastes to biogas and energy recovery

Food wastes have been recognized as the largest waste stream and accounts for 39.25 % of total municipal solid waste in Thailand. Chulalongkorn University has participated in the program of in situ energy recovery from food wastes under the Ministry of Energy (MOE), Thailand. This research aims to develop a prototype single-stage anaerobic digestion system for biogas production and energy recovery from food wastes inside Chulalongkorn University. Here, the effects of sludge recirculation rate and mixing time were investigated as the main key parameters for the system design and operation. From the results obtained in this study, it was found that the sludge recirculation rate of 100 % and the mixing time of 60 min per day were the most suitable design parameters to achieve high efficiencies in terms of chemical oxygen demand (COD), total solids (TS), and total volatile solid (TVS) removal and also biogas production by this prototype anaerobic digester. The obtained biogas production was found to be 0.71 m³/kg COD and the composition of methane was 61.6 %. Moreover, the efficiencies of COD removal were as high as 82.9 % and TVS removal could reach 83.9 % at the optimal condition. Therefore, the developed prototype single-stage anaerobic digester can be highly promising for university canteen application to recover energy from food wastes via biogas production.