温度对自养型同步脱氮工艺处理猪场废水厌氧消化液性能及微生物群落的影响

通过运行4个不同温度条件下(30、25、20和15℃)的自养型同步脱氮反应器,研究了不同温度下自养型同步脱氮工艺处理猪场废水厌氧消化液的性能差异及其微生物机制.结果表明,30℃条件下反应器脱氮性能最佳.当温度由30℃降为25℃时,反应器总氮去除率从73%降低到66%,总氮去除速率从2. 29 kg·(m~3·d)~(-1)降低到1. 72 kg·(m~3·d)~(-1),污泥的形态和粒径变化不明显(SMD由80. 85μm降为79. 95μm).当温度低于20℃时,总氮去除率降低到42%,总氮去除速率降低到1. 18 kg·(m~3·d)~(-1),同时发现污泥出现解体现象,粒径减小(SMD为63. 21μm).而当温度为15℃时,总氮去除率降低至37%,总氮去除速率低至1. 00 kg·(m~3·d)~(-1),反应器运行困难.微生物群落结构分析表明,温度对厌氧氨氧化细菌的影响明显大于氨氧化细菌,因此低温条件下反应器脱氮性能下降的主要原因是厌氧氨氧化细菌对温度更敏感.     

不同浓度养殖废水对青萍生长能力的影响

为了探讨废水浓度对青萍(Lemna minor)净化能力、生物质和能量积累能力的影响,以猪场养殖废水为供试废水,分析了在不同废水浓度下青萍对废水中总氮(TN)、氨氮和总磷(TP)的净化能力,青萍的生长情况,以及青萍中碳(C)、氮(N)、磷(P)元素含量和热值的变化情况。研究表明,青萍在1%浓度的废水中表现出最高的污染物净化能力。虽然青萍的C、N、P含量和热值均随废水浓度的增加而增加,但是由于相对增长率以1%的废水中生长的青萍最高,青萍的最高生产力、C和能量的固定能力均出现在1%废水浓度培养的青萍中,其次是5%废水浓度培养的青萍。多项式回归分析表明,可以使青萍获得最大C和能量固定能力的废水浓度为3.4%,对应的氨氮浓度为26 mg/L,TP浓度为3.4 mg/L。研究结果为进一步优化高生物质生产、高污染物去除率的养殖废水-浮萍培养体系提供了一定的基础。     

臭氧降解村镇垃圾中转站渗滤液中有机污染物的试验研究

村镇垃圾中转站渗滤液具有量小、分散、污染性强等特点.为控制其有机污染,本研究采用操作灵活、高效的臭氧法处理该渗滤液,考察了反应时间、臭氧投量、初始pH值、反应温度、双氧水投量对渗滤液中有机污染物降解的影响.结果表明:当反应时间为20 min、臭氧投量为1.24g·h-1、初始pH值为7.00、反应温度为25℃时,渗滤液色度(CN)和CODCr的去除率分别达83.57%、61.53%;在上述条件下,额外向反应体系中投入1 m L·L-1双氧水后,其色度、CODCr去除率分别提高了4.88%、14.23%.由于村镇渗滤液中大分子有机物的降解,反应60 min后BOD5/CODCr值从0.24提高到0.56,且由于矿化作用,HCO-3浓度增加了1297.89 mg·L-1.此外,紫外-可见光谱显示,臭氧能明显降低渗滤液的芳香性程度和腐殖化程度;三维荧光光谱表明,臭氧能快速氧化渗滤液中结构较为稳定的类富里酸,极大程度地降低渗滤液中有机污染物的分子缩合度和分子量.经估算,反应过程中药剂成本约7.37元·m~(-3).     

油酸钠对餐厨垃圾两相厌氧发酵中利用乙酸产甲烷过程的影响

为了研究餐厨垃圾油脂中含有的长链脂肪酸(主要是油酸)对两相厌氧发酵中利用乙酸产甲烷过程的影响,采用中温(35±1)℃批式发酵,以浓度为10 g·L~(-1)的餐厨垃圾厌氧发酵产甲烷相出水为接种液,以乙酸为底物,考察了添加不同浓度油酸钠对累积甲烷产量、产甲烷古菌数量以及发酵过程中乙酸代谢和氢气分压的影响.结果表明:1产甲烷延滞期随油酸钠浓度增加而延长.2油酸钠浓度低于6.0 g·L~(-1)的处理组经过延滞期后乙酸代谢恢复正常,可以完全被转化为甲烷,且部分油酸钠也可被转化为甲烷;油酸钠浓度高于8.0 g·L~(-1)的处理组乙酸代谢受到严重抑制,只有少量甲烷生成;油酸钠生成中间代谢产物,且甲烷转化率为0.3油酸钠对厌氧发酵中产甲烷古菌有严重的抑制作用,产甲烷古菌数量大幅度减少是乙酸代谢过程受到抑制的主要原因.4油酸钠的添加量超过6.0 g·L~(-1)时,在发酵初期会引起产甲烷相中氢分压的升高,也证实了油酸钠对厌氧发酵的抑制作用.     

浮萍与奶牛粪混合厌氧干发酵研究

对浮萍和奶牛粪为发酵原料在中温条件下进行了半连续厌氧干发酵实验,研究物料配比对发酵过程的影响。实验设置奶牛粪与浮萍配比(质量比)分别为1.00∶0.33、1.00∶0.50、1.00∶0.67和1.00∶1.00,水力停留时间(HRT)均采用30d。结果表明,在HRT为30d条件下,奶牛粪与浮萍配比为1.00∶0.67时产气情况最佳,容积产气率和原料产气率(以挥发性固体(VS)计)分别为0.50L/(L·d)和0.33L/g。     

耐高浓度沼液产油小球藻的分离鉴定与特征分析

本研究从长期在空气中放置的沼液中分离得到1株可以耐受高浓度沼液的藻株,经形态和分子生物学方法鉴定为小球藻属的一种,命名为Chlorella sp.BWY-1.本研究所用的沼液来自于以固液分离后的猪场废水为发酵原料的沼气工程.与普通小球藻Chlorella regularis(FACHB-729)的对比研究表明,Chlorella sp.BWY-1在BG11和不同浓度的沼液中都有相对较强的生长速率、生物量积累能力和氮磷等污染物去除能力.Chlorella sp.BWY-1在BG11中有最高的生长速率和生物量生产力(324.40 mg·L-1,以dw计),但是其含油量和油脂生产力随着沼液浓度的增加而增加.在未稀释的沼液中Chlorella sp.BWY-1的含油量可达44.43%,油脂生产力达108.70 mg·L-1.分析结果表明该藻株在养殖废水处理和生物能源方面具有一定的应用潜力,可以结合固液分离、厌氧发酵等其他技术用于养殖场废水的处理和生物柴油的制取.     

中药渣微生物强化预处理效果及产气潜力

以天冬、防己和生地混合中药渣为发酵原料,分别采用固态(TS含量20%)和湿式(TS含量5%)2种发酵工艺,对经过微生物强化预处理的实验组药渣及未经过处理的对照组药渣进行沼气发酵,在35℃条件下,研究其产气潜力。在同为固态发酵工艺时,实验组药渣,产气量为1 900 mL,对照组药渣仅产气350 mL,固态发酵中实验组及对照组产气时间主要集中在前2天;而同为湿式发酵工艺时,实验组在整个实验周期产气共持续27 d,产气量为12 810 mL,对照组持续产气12 d,产气量为3 610 mL。实验结果表明,通过微生物的强化预处理均能大幅提高混合中药渣的产气率,混合中药渣经过预处理后采用湿式发酵工艺具有较好的产气潜力,其TS产气率为:0.346 m3/kg,而对照组TS产气率只有0.097 m3/kg,而固体发酵工艺并不适用于该混合中药渣的沼气发酵。     

蒸汽爆破对脱水污泥溶解性和厌氧消化性能的影响

利用蒸汽爆破装置对脱水污泥进行了预处理,研究蒸汽爆破对污泥溶解性和厌氧消化性能的影响。结果表明,经汽爆处理后污泥的絮体结构遭到部分破坏,1 MPa条件下的汽爆污泥液相中可溶性糖、挥发性脂肪酸和DNA的浓度较原污泥分别提高了806.38%、577.36%和300%,BOD5/TCOD上升了35.58%;厌氧消化过程中累积产气量和甲烷平均含量分别为320 m L和42.32%,比未处理污泥提高了611.11%和726.56%;VFAs和氨氮平均浓度分别达到107.0 mg/L和1 758.7 mg/L。同时,压强升高可进一步改善污泥溶解性和厌氧消化性能。