竹叶与餐厨垃圾厌氧共消化工艺

将黄金竹和毛竹的竹叶分别与餐厨垃圾厌氧共消化,通过分析消化过程中的产气量、pH、COD、NH4+-N和VFAs变化,探讨添加不同竹叶对餐厨垃圾厌氧消化效果的影响.实验结果表明,添加毛竹叶显著增强了餐厨垃圾的厌氧消化能力.毛竹叶+餐厨垃圾组的总产气量是餐厨垃圾对照组单独厌氧消化总产气量的3.28倍,甲烷总产量为10.1 L,COD去除率高达83.0％.而添加黄金竹叶对餐厨垃圾厌氧消化的影响则不明显,可能因为黄金竹叶在消化过程中释放了大量挥发性脂肪酸(VFAs),造成体系酸中毒.     

氧化铁对不同有机负荷下餐厨垃圾厌氧消化产气的影响

进行了餐厨垃圾(FW)和接种污泥(Ⅰ)基于不同VS比(分别为FW/I=1,FW/I=3,FW/I=5)下的中温厌氧消化实验,对比了不同有机负荷下未添加氧化铁和添加氧化铁对餐厨垃圾厌氧消化产气的影响。结果表明,在FW/I=1时,餐厨垃圾厌氧消化体系的产气情况主要由接种污泥决定,添加氧化铁仅能在较小的程度上促进体系产甲烷能力提升;而在FW/I=3时,添加氧化铁可以帮助餐厨垃圾厌氧消化体系从低速产甲烷过程快速进入高速产甲烷,快速降解有机质实现稳定化;而对于FW/I=5时添加氧化铁可以解除由于有机负荷过高造成的酸抑制并恢复体系的产甲烷能力。因此,在实际应用厌氧消化技术处理餐厨垃圾中可以通过添加氧化铁来提高其有机负荷(OLR),提高处理效率,保证餐厨垃圾厌氧消化的正常运行和促进甲烷的产生。     

猪粪与污泥不同配比对其厌氧共消化与微生物多样性的影响

研究采用猪粪与城市污水厂脱水污泥以5种不同VS比例(1∶0,2∶1,1∶1,1∶2和0∶1)进行中温厌氧消化实验,以研究反应器在不同配比下的产甲烷特性,同时结合16S rRNA扩增子测序技术分析了消化过程中微生物组成的多样性变化。实验结果表明,添加猪粪能明显提升消化效率,当猪粪与污泥以2∶1混合消化时甲烷累计产量最高可达684L·kg-1VS,比污泥单独消化提升了120%。2∶1组的VS去除率可达63.1%,且运行稳定,没有出现明显的酸抑制现象。随着猪粪的添加,优势菌种演替为Bacteroides、Clostridium、Methanosaeta和Methanosarcina。冗余分析结果表明共消化组中甲烷产生主要以氢营养型途径为主。添加猪粪参与共消化能明显提高微生物群落多样性,促进菌种间的协同作用,从而提升有机质转化效率。     

零价铁对餐厨垃圾厌氧消化产甲烷的影响研究

针对餐厨垃圾厌氧消化酸抑制而造成的消化效率低和产气量低等问题,在中温((37±1)℃)条件下,通过向厌氧消化器中投加不同量的零价铁(Fe~0),考察其对餐厨垃圾厌氧消化过程中pH、挥发性脂肪酸(VFAs)、日产气量、COD及累计产气量的影响。结果表明,投加1 000mg/L Fe~0对餐厨垃圾厌氧消化酸抑制的缓冲作用最好,可保证厌氧系统的稳定及最佳运行,第10天的VFAs转化率比对照组(CK组)提高了36.21%;COD去除率比CK组高13.10百分点;日产气量峰值为1 728mL;25d的累积产气量为10 108mL,比CK组高35.01%。     

渗滤液添加量对餐饮垃圾厌氧消化的影响机制

系统地研究了渗滤液添加量对于餐饮垃圾厌氧消化产气过程的影响,结果分析表明,餐饮垃圾与渗滤液联合厌氧消化,可以有效地缓解酸抑制现象,增强厌氧消化系统的稳定性,提高沼气产率。当餐饮垃圾负荷为40 g·L~(-1),渗滤液与水的比例为1.227∶1,将厌氧消化原液的氨氮调节至2 000 mg·L~(-1)时,厌氧消化效果最好。沼气产率可达到840 m L·g~(-1)(以TS计),甲烷产率可达到375 m L·g~(-1),累积沼气产量达到理论值的94.32%,累积甲烷产量达到理论值的74.77%。     

挥发性脂肪酸对厌氧干式发酵产甲烷的影响

为了提高中温干式厌氧间歇发酵效率,研究了发酵过程中间产物———挥发性脂肪酸对产甲烷的影响。实验分2批进行,第1批在牛粪发酵过程中分别添加乙酸、丙酸和丁酸,第2批发酵添加易产生挥发酸的厨余垃圾混合发酵。结果显示,添加单一挥发酸的发酵过程中,添加丙酸的产甲烷速度较慢,因为丙酸降解生成乙酸的速度较慢,减慢了甲烷的形成;混合发酵过程厨余垃圾产甲烷速度比牛粪快,发酵过程产生2个产气高峰;牛粪和厨余垃圾固体物质含量比在11∶1到5∶1范围内较好,比牛粪单独发酵产气多,产酸高但不酸败,产生的挥发酸主要是乙酸和丙酸,其中比例为7∶1混合发酵的产甲烷速率最大,为4.89 mL/(g VS·d)。实验表明,牛粪厌氧干式发酵过程添加一定量的厨余垃圾可加快挥发酸的产生并提高挥发酸产量,从而提高甲烷的产量,但是总挥发酸长时间超过10 000 mg/L,pH降到不适于产甲烷菌生长的范围时,将抑制甲烷的生成,挥发酸积累导致厌氧发酵酸败。     

不同园林废弃物对污泥和餐厨垃圾厌氧消化的影响

将甘蔗叶、小心叶薯和合欢按不同的物料配比加入到污泥和餐厨垃圾中,考察了3种园林废弃物对污泥和餐厨垃圾厌氧消化处理的影响.实验结果表明,添加小心叶薯、甘蔗叶和合欢可显著提高污泥厌氧消化的沼气总产量以及甲烷总产量.当污泥与甘蔗叶以5:3的湿质量比混合时厌氧消化效果最佳,此时沼气总产量、甲烷总产量分别为污泥对照组的22.4、37.7倍.然而,甘蔗叶对提高餐厨垃圾厌氧消化效果的作用有限,合欢对餐厨垃圾厌氧消化具有明显抑制作用,添加合欢后沼气总产量比餐厨对照组低48％.     

FeCl_3及AlCl_3对中温厌氧消化系统产生H_2S的抑制作用

以某污水处理厂初沉污泥和生物污泥为研究对象,研究了Fe Cl_3及Al Cl_3不同投加浓度对污泥中温厌氧消化系统硫化氢产生的抑制作用,利用16S r DNA高通量测序技术及定量PCR技术分析了消化污泥中硫酸盐还原菌的变化。结果表明,Fe Cl_3及Al Cl_3的投加对污泥厌氧消化系统中H_2S的产生都具有抑制作用,Fe Cl_3的抑制效果优于Al Cl_3。随Fe Cl_3及Al Cl_3投加浓度的增加沼气中H_2S浓度下降,Fe Cl_3投加浓度为150 mg/L时,H_2S含量降至零;通过分析硫酸盐还原菌的序列数并采用定量PCR测定样品中的dsr B基因拷贝数,投加Fe Cl_3及Al Cl_3的消化系统的硫酸盐还原菌数量在实验第9天大幅降低,这与该系统硫化氢浓度变化规律一致,可以推断,Fe Cl_3及Al Cl_3对硫酸盐还原菌的抑制是沼气中硫化氢含量降低的重要原因之一。     

餐厨垃圾两相与单相厌氧消化过程参数分析

在(55±0.2)℃温度下,以餐厨垃圾为原料,分别进行两相与单相厌氧消化实验,两相实验设置不同初始p H的反应组,比较两相与单相厌氧消化的产气效率、有机酸、营养物质和酶活性等的变化。结果表明,餐厨垃圾两相厌氧消化可以提高产甲烷效率,初始p H 8.5餐厨垃圾组的甲烷产量最高为178.3 m L/g COD,比单相厌氧消化提高了338%;另外,两相厌氧消化中氢气最高可达14.12 m L/g TS。餐厨垃圾两相厌氧消化产酸相的初始p H会影响产氢和产甲烷的效率,氢气和甲烷的产量随初始p H的升高而呈增加趋势。淀粉酶活性在两相实验组的产酸相及单相实验组均呈现先升后降的变化,最高活性分别为0.542 mg/(m L·min)和0.298 mg/(m L·min);蛋白酶活性在产酸相达到最高,为1.70μg/(m L·min);脱氢酶活性在初始p H为9.0的实验组达到最高,为145μg/(m L·h),分别是空白和单相实验组的113.3%和120.8%。     

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。     

连续式两相厌氧消化的产气潜能

为了考察连续式两相厌氧消化过程及产酸相、产甲烷相最佳水力停留时间和产气潜能,并与序批式单相厌氧消化实验比较,采用生活垃圾、粪便、餐厨垃圾、污泥混合物料为消化原料,进行中温连续式两相厌氧消化和序批式单相厌氧消化实验。结果表明,单相厌氧消化产气潜能为242 m~3·t~(-1)TS,两相厌氧消化产气潜能达到380m~3·t~(-1)TS以上,提高了57.6%。两相厌氧消化最佳水力停留时间为14d,比单相厌氧消化的水力停留时间缩短了一半,并且连续式两相厌氧消化过程比单相厌氧消化具有更高的运行稳定性。     

矿化垃圾对污泥厌氧消化产甲烷的影响

在序批式厌氧反应器中探究了矿化垃圾对污泥厌氧消化产甲烷的影响。实验结果表明,矿化垃圾能够提高甲烷的产量并且提高甲烷的体积分数。当矿化垃圾投加量由0增加到5 g·L~(-1)时,甲烷的产量也由168.9 m L·(g VSS)-1(挥发性悬浮固体)增加到218.6 m L·(g VSS)-1,体积分数由60%增加至70%。然而继续提高矿化垃圾的投加量至7 g·L~(-1)对污泥厌氧消化造成一定的抑制作用。矿化垃圾的存在能够提高污泥中溶解性化学需氧量(SCOD)的溶出,挥发性脂肪酸的积累进而为产甲烷菌提供了充足的消化底物,从而提高了甲烷的产量。     

剩余活性污泥和厨余垃圾续批式混合中温消化试验研究

将加碱水解和未水解剩余活性污泥与厨余垃圾混合后进行序批式中温厌氧消化,对生化产甲烷势(BMP)进行了测定.剩余活性污泥的水解通过添加NaOH进行,合理的NaOH投量为40 mmol/L,在25 ℃和35 ℃下经过6 h的水解后SCOD水解率分别提高27.4%和31.1%.厨余垃圾、25℃和35℃下水解污泥的最终甲烷产量分别为607、284、312 mL/g(VS),两种水解污泥比未水解污泥分别高出43%、57.6%,水解污泥和厨余垃圾混合消化的可降解能力要优于未水解污泥和厨余垃圾的混合进料.     

厌氧消化污泥与菌渣对煤矸石特征污染物释放的原位控制效果研究

为评价厌氧消化污泥与菌渣对煤矸石特征污染物释放的原位控制效果,分别向煤矸石中添加厌氧消化污泥、菌渣、厌氧消化污泥与菌渣混合物,稳定、陈化30d后测定煤矸石浸出液pH、电导率(EC)、氧化还原电位(Eh)、总Fe、Fe~(2+)、SO_4~(2-)及煤矸石有效态Fe、Mn、Cu、Zn等指标进行控制效果研究。结果表明:(1)厌氧消化污泥、菌渣及其混合物的添加均能不同程度提高煤矸石浸出液pH。(2)厌氧消化污泥、菌渣及其混合物的添加均可不同程度降低煤矸石浸出液总Fe、Fe~(2+)、SO_4~(2-)及煤矸石有效态Fe,且厌氧消化污泥与菌渣混合组降低效果总体上最明显。(3)厌氧消化污泥、菌渣及其混合物对煤矸石中Mn、Zn、Cu释放的影响存在明显差别,其中厌氧消化污泥、厌氧消化污泥与菌渣混合组均增加煤矸石浸出液总Mn、总Zn及煤矸石有效态Mn、Zn;菌渣组、厌氧消化污泥与菌渣混合组均能有效降低煤矸石浸出液总Cu及煤矸石有效态Cu。     

餐余垃圾中高温高固体厌氧消化过程中的pH和氨氮抑制

以餐余垃圾作原料,进行连续式中温和高温高固体厌氧消化120 d。将厌氧消化过程分为适应阶段(0~15d),产气速率(GPR)持续上升;启动阶段(中温16~30 d,高温16~36 d),GPR开始下降;抑制阶段(中温31~67 d,高温37~67 d)GRP最小,平均为1.45 L·d-1和2.09 L·d-1;恢复及稳定阶段(68 d~120 d),GPR回升后达到稳定,平均分别为16.55 L·d-1和19.03 L·d-1。厌氧消化过程中主要存在2种抑制形式:p H抑制和游离氨(FA)抑制,2种温度下厌氧消化抑制情况类似,抑制阶段主要是p H抑制,稳定阶段主要是FA抑制,p H抑制较轻,中温厌氧消化稳定阶段的FA抑制比高温厌氧消化时严重。     

采用RT-PCR法解析餐厨垃圾厌氧消化微生物群落多样性

在中温条件下进行实验室规模的连续式餐厨垃圾厌氧消化试验。采用实时荧光定量PCR(RT-PCR)技术对餐厨垃圾单相厌氧消化失衡条件下系统内古菌和产甲烷菌的数量变化规律进行探析。结果表明,在厌氧消化系统从稳定期到抑制期的过程中,古菌和产甲烷菌的基因浓度都明显降低,其降幅达到70%~80%。2次冲击负荷试验过程中,产甲烷菌基因浓度降幅都大于古菌,说明在系统抑制过程中产甲烷菌相对于古菌来说受到的影响更大。当厌氧消化系统出现抑制状态时,产甲烷菌不能适应环境变化而大量死亡,导致系统平衡被破坏。     

餐厨垃圾高温产甲烷的高盐度抑制及恢复性研究

为了研究餐厨垃圾高温(55℃)厌氧消化条件下,高浓度Na Cl对产甲烷的抑制及除盐后的产甲烷恢复情况,建立了4组血清瓶实验分别研究在较低Na Cl质量浓度(5 g/L,A组)、Na Cl质量浓度突然增加(20 g/L,B组)以及在不同的高浓度Na Cl抑制时间后采取除盐处理(C、D组)对餐厨垃圾产甲烷的影响。结果表明,当Na Cl质量浓度为5 g/L时,高温厌氧消化甲烷产量和浓度在前期逐渐上升,最高分别可以达到27 m L/d和71.3%;当Na Cl浓度升高至20 g/L后,甲烷产量在2 d之内迅速下降,之后逐渐降低,甲烷日产量低于1 m L/d,产甲烷抑制作用明显;而在Na Cl质量浓度由20 g/L降低至5 g/L之后,甲烷产量又有不同程度的恢复,其中在高浓度Na Cl条件下5 d之后降低其浓度的C组实验相比15 d之后才降低浓度的D组实验甲烷产量恢复效果要好;同时甲烷浓度的变化也受到Na Cl浓度变化的影响,Na Cl浓度增大会导致产气中甲烷浓度降至30%~35%,而减小Na Cl浓度之后,甲烷浓度可以恢复至50%~58%。     

鸡粪与城市生物垃圾联合中温厌氧消化研究

在中温下,对不同质量比的鸡粪与城市生物垃圾的厌氧消化处理效果进行了为期50 d的实验.结果表明:(1)鸡粪与城市生物垃圾质量比为1/1、1/2和2/1时的累计产气量最终分别为420、480、460 mL/g(以每克挥发性固体计),高于纯城市生物垃圾(410 mL/g);(2)至产气停止为止,纯城市生物垃圾、纯鸡粪、鸡粪与城市生物垃圾质量比为1/1、1/2和2/1时的甲烷平均体积分数分别为56.6%、56.6%、58.1%、56.2%、56.1%}(3)鸡粪和城市生物垃圾联合厌氧消化缩短了厌氧消化的时间,更利于沼气的产生;(4)纯城市生物垃圾、纯鸡粪、鸡粪与城市生物垃圾质量比为1/1、1/2和2/1时的厌氧消化最终的生物降解率分别为64.6%、67.4%、65.5%、68.7%和70.6%,联合厌氧消化最终的生物降解率均高于纯城市生物垃圾.     

催化湿式氧化法处理垃圾渗滤液

以北京某垃圾转运站的垃圾渗滤液原液为研究对象,采用催化湿式氧化技术进行实验研究。实验以Fe~(2+)为催化剂,H_2O_2为氧化剂,在反应釜中高温高压处理转运站的渗滤液。同时,实验分别研究了反应温度、反应时间、催化剂种类和添加量等几种因素对渗滤液处理效果的影响。结果表明,当反应温度达到120℃,反应60 min时,在Fe~(2+)催化条件下,按初始COD和Fe~(2+)质量比为6投加催化剂,初始COD和H_2O_2当量比为1投加氧化剂,反应出水的COD去除率达到91%。     

某城市污水处理厂废水化学除磷沉淀特性及影响因素

通过对西安市某污水处理厂进水、厌氧池上清液、二沉池出水、污泥浓缩水、污泥脱水进行Fe CI_3·6H_2O、PAC除磷实验,并以Fe CI_3·6H_2O为沉淀剂对厌氧池上清液从p H、Fe/P摩尔比、腐殖酸、挥发性脂肪酸(VFA)等因素进行批次实验分析磷去除状况。实验显示,三氯化铁、PAC对进水除磷效果不佳,厌氧池上清液用Fe CI_3·6H_2O为沉淀剂时磷去除率较低,二沉池出水、污泥浓缩水以及污泥脱水用Fe CI_3·6H_2O、PAC时其正磷去除率均可达到80%左右。通过对比不同p H值、Fe/P摩尔比、腐殖酸和VFA浓度对厌氧池上清液除磷效果的影响,结果表明,在p H=4~5,Fe/P=1.3时磷的去除效果达到78%以上,腐殖酸浓度对磷去除率影响不大,VFA在低于10 mg/L和高于60 mg/L时对磷去除率影响较大。