高温条件下EGSB处理酒精废水的流态及基质产沼气转化

通过流态实验,分析了EGSB反应器在高温条件下处理酒精废水的流态特征,考察了EGSB产沼气转化和基质降解能力。结果表明,EGSB的死区容积仅为4.47%,CSTR的串联数N为2.42,离散数D为0.286,反应器流态趋近于完全混合式。反应器运行第3~66天和第202~275天2个时间段标准状态下的沼气转化率分别为0.213 m3/kg COD和0.315 m3/kg COD,均低于理论沼气转化率。生物降解动力学分析表明,EGSB在高温条件下对基质的降解能力较强。     

上流式厌氧污泥床反应器处理饮料废水

通过监测西安可口可乐饮料有限公司污水处理站的上流式厌氧污泥床(UASB)反应器,探讨饮料废水厌氧处理过程中COD去除率、沼气组分、氢分压、出水挥发性脂肪酸、产甲烷活性以及污泥形态。结果表明,UASB反应器对饮料废水中的COD去除率达到84.55%,产生的沼气中甲烷组分含量高达74.5%。反应器内的氢分压仅2.5 Pa,为水解发酵和产氢产乙酸过程创造了良好的条件。UASB反应器中污泥具有较高的产甲烷活性,以乙酸、丙酸和丁酸为基质时,最大比产甲烷活性分别为407.14、331.74和241.27 m L CH4/(g VSS·d)。UASB反应器中的污泥形态主要为絮状,甲烷菌中的优势菌为甲烷丝菌,同时存在少量甲烷杆菌。针对该厂UASB反应器中污泥的现状,提出了影响颗粒化的因素和控制措施,为后期的运行和管理提供了参考依据。     

卧式厌氧消化反应器处理高含固污泥的特性研究

采用容积为200L的卧式厌氧消化反应器(以下简称卧式反应器),对高含固污泥(总固体(TS)≥10%(质量分数))的厌氧消化特性进行研究。通过序批运行、低负荷半连续运行、提负荷半连续运行逐步提高污泥TS从10.09%至12.58%,并对污泥颗粒的运动轨迹进行了计算机流体力学(CFD)模拟。结果表明,序批运行阶段污泥水解酸化特征显著;在低负荷半连续运行阶段,沼气产率平稳上升,在提负荷半连续运行阶段,沼气产率稳定在(0.359 2±0.011 0)m~3/(m~3·d),挥发性固体(VS)降解率稳定在22.05%±0.52%,高含固污泥在卧式反应器中厌氧消化产气性和稳定性良好。CFD模拟结果显示,污泥颗粒在卧式反应器中得到充分混合,卧式反应器运行稳定后,污泥厌氧消化剩余能量可达2.42MJ/(m~3·d),经济效益明显,具备良好的应用前景。     

污泥同时浓缩消化新型反应器的开发研究

针对污泥厌氧处理的问题,对污泥浓缩消化一体化反应器进行了开发研究,提出了ICSTD、MISTD和TISTD 3套反应器,反应器由内外2个反应室组成,采用沼气搅拌或机械搅拌。3套反应器的试验结果表明：在中温条件下,进泥含水率98.3%～99.8%,VS/TS 0.52～0.69时,排泥含水率87.4%～97.3%,VS/TS 0.23～0.51,产气量8.2～76.6 L/d,其浓缩和消化效果优于其他反应器。     

培养方式对废水脱氮与沼气脱硫污泥驯化影响

实验研究了底物、接种污泥和微生物生长方式对猪场废水脱氮和沼气脱硫耦联污泥驯化及活性恢复的影响,以解决快速富集培养废水脱氮与沼气脱硫微生物的问题。研究发现,就脱氮脱硫均达到60%的时间而言,接种厌氧污泥反应器为9 d,比接种好氧污泥反应器(18 d)和不接种污泥加填料反应器(21 d)更短。以含氮含硫废水为底物驯化时,接种厌氧污泥更有利于脱氮脱硫污泥的驯化;而同为接种好氧污泥时,以含氮含硫废水为底物的驯化方式更有利于脱氮脱硫污泥的驯化。污泥活性恢复实验中,以含氮废水+沼气(H2S)为底物培养驯化的污泥,硫转化活性恢复所用的时间为15 d,比含氮含硫废水为底物驯化污泥的活性恢复时间更长。     

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％.     

中药渣不同有机负荷厌氧发酵工艺参数分析

以人参、赤芍和桂皮等混合中药渣为发酵原料,采用全混式厌氧反应器,在中温(35±1)℃,通过半连续厌氧发酵工艺,研究其发酵过程中不同有机负荷,沼气日产气量、甲烷含量、p H值、挥发性有机酸(VFA)和总无机碳(TIC)等参数变化相互关系。结果表明:厌氧消化过程呈现5个阶段,即发酵启动期、增长期、稳定期、超负荷期和恢复期;反应器高效稳定运行可承受的中药渣最大有机负荷为8.0 g TS·(L·d)-1,系统p H值稳定在7.0左右,沼气日产气量8.38 L,容积产气率为1.68 L·(d·L)-1,原料产沼气能力262 m L·(TS g·d)-1,VS去除率为20.69%。有机负荷为10.0 g TS·(L·d)-1时超负荷运行,沼气产量急剧下降,系统运行稳定性被破坏。因此,在中药渣厌氧消化过程中一定要控制有机负荷在最佳数值,实时监测反应器运行过程中的各参数变化,及时做出调整,保证工程的高效稳定运行。     

高氨氮对厌氧生物法处理城市垃圾渗沥液的影响

研究了高浓度氨氮对厌氧膜生物法处理城市垃圾渗沥液的影响。结果表明，COD去除率、沼气产量、沼气产率、辅酶F420和最大比产甲烷活性均随氨氮浓度的增加而减小；当氨氮浓度〈3600mg/L时，不会对厌氧膜生物反应器的运行产生明显的影响；氨氮对厌氧污泥产甲烷活性的50％抑制浓度为4350mg／L；高浓度氨氮会造成系统VFA浓度增加；当氨氮浓度由4800mg／L降低到2000mg/L后，受重度抑制的厌氧微生物的活性可以在20d里恢复到未受抑制时的活性水平。     

机械淋滤-厌氧生物组合工艺处理有机生活垃圾中试研究

采用机械淋滤/厌氧生物组合工艺,充分发挥机械淋滤反应器的水解酸化功能和厌氧生物反应器的产甲烷功能,对有机生活垃圾进行了中试规模处理。厌氧生物反应器经过接种,15 d驯化完成。厌氧反应器出水回流淋洗水量对机械淋滤反应器运行特征有较大影响,当回流淋洗水量为3.0 m3/d时,淋滤液COD、VFA第8天时浓度分别为41 000 kg/L和2 000 kg/L。对机械淋滤反应器/厌氧反应器组合工艺进行了多批次实验,每吨有机生活垃圾平均产生沼气87.2 m3,甲烷含量稳定在75%,平均产沼系数为0.46 m3/kg COD,厌氧生物反应器出水COD平均值为560 mg/L,在对有机生活垃圾处理的同时实现有机生活垃圾资源化利用。     

内循环（IC）厌氧反应器处理糖蜜酒精废水的研究

糖蜜酒精废水由于含有高浓度的COD和硫酸盐,一般厌氧反应器无法有效处理.研究了IC反应器处理糖蜜酒精废水的效果.考察其COD及硫酸盐的去除率、沼气的产量和组分等.结果表明,反应器对于COD为5000～10 000 mg/L的中、高浓度废水去除效果良好,当COD在20 000～30 000 mg/L时,在适应了1～2个停留时间后,去除效果达到稳定,去除率在90%左右.实验中最高容积负荷提升至40 kg COD/m3·d左右.本研究中所用的糖蜜酒精废水的COD/SO24-的平均值为61.9,未对反应器的处理效果及产气量产生影响.     

Pilot-scale demonstration of a two-stage methanotrophic bioreactor for biodegradation of trichloroethylene in groundwater

A two-stage methanotrophic bioreactor system was developed for remediation of water contaminated with TCE and other chlorinated, volatile, aliphatic hydrocarbons. The first stage of the reactor was a suspended-growth culture vessel using a bubbleless methane-transfer device. The second stage was a plug-flow bioreactor supplied with contaminated groundwater and cell suspension from the culture vessel. The test objectives were to determine the applicability of microbial culture conditions reported in the literature for continuous, pilot-scale TCE treatment; the technical feasibility of plug-flow bioreactor design for treatment of TCE; and the projected economic competitiveness of the technology considering the cost of methane for growth of methanotrophs. The methanotrophic organism used in the study was Methylosinus trichosporium OB3b. Information on system operation was obtained in bench tests prior to conducting the pilot tests. In bench- and pilot-scale tests, variability in the degree of TCE degradation and difficulty in maintaining the microbial culture activity led to short periods of satisfactory biotreatment. Further development of the microbial culture system will be required for long-term operation. During transient periods of high TCE degradation activity, the bioreactor concept proved feasible by exhibiting both a high degree of TCE biodegradation (typically about 90% at influent TCE concentrations of 0.5-4 ppm) and a close approximation to first-order reactor kinetics throughout the length of the reactor. Actual methane usage in the pilot-scale reactor resulted in projected methane costs of $0.33 per 1000 gallons of water treated. This cost theoretically would be reduced by system modifications. The theoretical minimum methane cost was approximately $0.05 per 1000 gallons.     

UASB反应器处理链霉素废水启动及运行性能

采用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器处理链霉素生产废水,研究了中温条件下反应器启动和稳定运行中废水处理性能及厌氧污泥颗粒化过程。结果表明,通过逐步提高链霉素废水进水比例和负荷,可以实现UASB反应器的启动和稳定运行,并对高浓度链霉素实际废水具有良好的处理性能,COD去除率稳定在80%以上,COD去除负荷达7.2 kg/(m3·d),CH4产生量达到6.2 L/d。UASB反应器启动运行过程中,链霉素废水对污泥活性具有抑制影响,造成短期反应器运行性能明显下降,而后很快恢复。同时高负荷链霉素废水造成甲烷产率降低。污泥性状变化显著,污泥形态逐渐转变为颗粒态,污泥粒径增大,出现大量0.5~1.0 mm颗粒污泥,污泥VSS/SS比值升高,污泥沉降性明显增强,比产甲烷活性显著升高,表明污泥开始实现颗粒化。     

添加NaOH对水生植物固体厌氧发酵产甲烷的作用

为了提高木质纤维素生物质的甲烷产率,固体厌氧发酵以及预处理技术得到了广泛应用。本研究以水生植物菹草为例,探讨了厌氧固体发酵同步碱处理提高甲烷产率的可行性。采用2种来源的微生物(厌氧污泥和牛粪),初始生物质浓度为20%TS(total solid,总固体重量),考察不同的NaOH添加量(基于反应体系总TS 0%、2.0%、3.5%和5.0%)对菹草厌氧发酵产气和固体水解效率的影响。结果表明,与对照实验组相比,初始NaOH加入量为3.5%时,接种污泥和牛粪的实验组中甲烷总产量分别为787.1 mL和1 165.4 mL,与对照实验组相比(619.1 mL和834.8 mL),分别提高了27.1%和39.6%,而且接种牛粪的实验组中单位挥发性固体(VS)产甲烷率最高,为186.5 mL/g。对发酵后的木质纤维素残渣组分进行分析,结果表明,NaOH有助于促进菹草中纤维素及半纤维素的分解,以及木质素结构的破坏,从而提高了菹草厌氧发酵产气产甲烷效率。     

生产性IC反应器厌氧颗粒污泥的生物学特征

IC反应器以絮状污泥接种用于处理酒糟废水,运行至第180d时分别测定反应器第1、第2反应室颗粒污泥的VSS、产甲烷活性、胞外多聚物和辅酶F420等各项生物学指标。结果表明反应器内颗粒污泥具有较强活性,反应器COD去除率基本稳定在95%以上,出水COD不超过1000mg/L。     

外循环式UASB反应器处理高浓度酒精废水

利用改进型上流式厌氧污泥床反应器在中温条件下处理高浓度酒精废水,研究反应器的启动影响因素及颗粒污泥形成过程,分析反应器运行特性。在容积负荷为10.39 kg COD/(m3.d),COD去除率达90.2%,VFA在300 mg/L以下,平均产气率为0.328 m3/kg COD,取得最佳的运行效果,为高浓度酒精废水的处理应用提供科学依据。     

Reduction of greenhouse gases from anaerobic piggery wastewater treatment by bromochloromethane in Taiwan

This work establishes methods of reducing the amount of methane produced from the anaerobic treatment of piggery wastewater by either reducing the storage time before solid/liquid separation or inhibiting the activity of methanogens in anaerobic wastewater treatment system. Experimental results showed these two methods can be adopted effectively to reduce methane production resulting from anaerobic piggery wastewater treatment. First, the wastewater must be processed using solid/liquid separation immediately after washing pig houses. This process can reduce by 62% the biogas production and indirectly decrease the methane production from the anaerobic wastewater treatment reactor. Second, adding 10 mg L(-1) bromochloromethane (BCM) daily into the anaerobic wastewater treatment reactor can significantly reduce the amount of biogas and methane produced during the anaerobic fermentation process. Furthermore, biogas production can be completely inhibited after 4 days. Adding BCM (< or =10 mg L(-1)) to wastewater only slightly affected the efficiency of the anaerobic wastewater treatment process. Results in this study can provide the basis for further research on reduction of the amount of methane produced from anaerobic wastewater treatments.     

Reduction of Greenhouse Gases from Anaerobic Piggery Wastewater Treatment by Bromochloromethane in Taiwan

Abstract

This work establishes methods of reducing the amount of methane produced from the anaerobic treatment of piggery wastewater by either reducing the storage time before solid/liquid separation or inhibiting the activity of methanogens in anaerobic wastewater treatment system. Experimental results showed these two methods can be adopted effectively to reduce methane production resulting from anaerobic piggery wastewater treatment. First, the wastewater must be processed using solid/liquid separation immediately after washing pig houses. This process can reduce by 62% the biogas production and indirectly decrease the methane production from the anaerobic wastewater treatment reactor. Second, adding 10 mg L^?1 bromochloromethane (BCM) daily into the anaerobic wastewater treatment reactor can significantly reduce the amount of biogas and methane produced during the anaerobic fermentation process. Furthermore, biogas production can be completely inhibited after 4 days. Adding BCM (≤10 mg L^?1) to wastewater only slightly affected the efficiency of the anaerobic wastewater treatment process. Results in this study can provide the basis for further research on reduction of the amount of methane produced from anaerobic wastewater treatments.     

生活垃圾卫生填埋场甲烷减排与控制技术研究

系统地研究了生物氧化、生物抑制和风力驱动准好氧填埋的生活垃圾卫生填埋场甲烷减排集成技术.研究表明,喷洒了NMS营养液(80 mL/kg)的矿化垃圾为甲烷氧化覆盖层,可以持续氧化甲烷,第23天后甲烷氧化率稳定在75%左右;当氯仿质量浓度为20 mg/kg或乙炔体积分数达到1.2%时,甲烷产量极少,产甲烷菌几乎被完全抑制;采用风帽技术的改进型准好氧填埋可以利用风速0.5 m/s的自然风,在不增加成本的前提下大幅减少甲烷排放.     

垂直厌氧折流板反应器处理树脂废水的中试研究

介绍了采用垂直厌氧折流板反应器(VABR)处理离子交换树脂生产废水的中试实验装置以及实验研究过程,并着重分析了COD容积负荷和盐分对COD的去除率及出水VFA的影响,并确定了该废水的厌氧产沼气率。研究结果表明,在中温(37±1℃)环境下,容积负荷在9 kg COD/(m3.d)左右时,HRT为24 h的条件下,VABR对COD的平均去除率保持在70%左右,平均每去除1 kg COD约产生沼气0.44 m3,且运行稳定。