厌氧处理制药产生的废渣和污水研究

在探索厌氧处理制药产生的废渣和污水研究中,以中国A制药厂的药渣和中国B制药厂的污水为原料,研究制药废渣和污水的厌氧产气能力.结果表明:药渣TS产气率为205.6 mL/g～223.59 mL/g,VS产气率为221.3 mL/g～239.5 mL/g,有机物降解率为40％左右,系统中不存在产气抑制物;制药污水的TS产气率为403.9 mL/g～409.2 mL/g,VS产气率为563.4 mL/g～ 578.6 mL/g,COD降解率85％以上.药渣沼气和污水沼气的CH4浓度分别为54.6％～60.7％和52.3％ ～56.8％.     

城市生活垃圾填埋产沼的模拟实验

通过城市生活垃圾的填埋降解模拟实验，研究了不同温度、不同垃圾成份对垃圾降解及填埋气产生过程的影响。实验结果表明：增加温度及在填埋垃圾中添加污泥，可加快填埋垃圾的降解与填埋气的产生，实验期间累计产气量分别比对照组提高2．04和3．4倍；以厨余垃圾为主的样品垃圾，其产气过程的显著特征是产气速率衰减较快，这与国外文献报道有较大差异。对我国城市生活垃圾，填埋封场后产气量的快速衰减，是填埋气利用规划设计应该考虑的问题。     

秸秆干发酵沼气增产研究

研究了复合菌剂预处理秸秆和添加沼气发酵促进剂对秸秆干发酵的影响.结果表明,秸秆经菌剂预处理后的产气量比不加菌剂预处理(对照)提高29.54%;在菌剂预处理过的秸秆中加入促进剂,其产气量比对照提高35.28%,比单纯菌剂预处理提高4.43%.另外,菌剂预处理过的秸秆的TOC降解率和纤维素降解率分别比对照高136.32%和47.68%;秸秆经菌剂预处理后再添加促进剂的TOC降解率、纤维素降解率分别比对照高169.58%和49.62%,比单纯菌剂预处理高14.07%和3.36%.图2表1参8     

T-S模糊神经网络在厌氧反应器预测中的应用

3个厌氧反应器运行稳定后,用三氯甲烷和2、4-二硝基酚作为毒物负荷对它们进行了冲击试验.利用负荷冲击试验所得的数据集建立了T-S模糊神经网络,并用其预测了反应器的容积产气率、挥发性脂肪酸和CH4体积含量.研究结果表明,基于某一反应器建立的T-S模糊神经网络可以很好地预测毒物负荷冲击下该反应器的容积产气率、挥发性脂肪酸和CH4变化规律,实测值与预测值的相关系数均＞0.850;但是基于某一反应器建立的模糊神经网络用来预测其他反应器时,其预测能力较差,预测值和实测值的相关系数基本上＜0.500.     

污泥和香蕉秸秆的配比对其厌氧消化特性的影响

城市污水处理厂污泥与香蕉秸秆以不同配比(质量比1∶0、2∶1、3∶1、1∶1、1∶3、1∶2和0∶1)进行中温((35±1)℃)厌氧消化实验,研究了不同配比下的产气特性,并考察了消化过程中消化液的挥发性脂肪酸(VFA)、溶解性化学需氧量(SCOD)、溶解性蛋白质、溶解性多糖以及总固体(TS)和挥发性固体(VS)的变化。结果表明:(1)污泥与香蕉秸秆进行混合厌氧消化可以明显提高系统的产气量。当污泥和香蕉秸秆的配比为1∶2时,累积产气量可达到339.12L/kg,分别比污泥和香蕉秸秆单独消化时提高了17.36%、31.25%。(2)当污泥与香蕉秸秆配比为1∶2时,TS、VS、SCOD、溶解性蛋白质和溶解性多糖的去除率都达到最大,分别为37.50%、22.66%、70.25%、58.71%、85.39%,此厌氧消化系统的稳定性良好。     

Clostridium papyrosolvens厌氧发酵产氢研究

采用分批培养研究了从高浓度厌氧产氢活性污泥中筛选的优势菌种Clostridium papyrosolvens的发酵产氢能力.结果表明:该菌有较强的高糖耐受性和耐酸性,当葡萄糖浓度为30 g/L、pH阶段性控制在4.5时,发酵44 h葡萄糖消耗率为83.7%,总产气量达到3 081.3 mL/L,最高产气率为187.5 mL L-1 h-1,氢气含量为67.5%,比产氢率达1.06 mol(H2)/mol(葡萄糖).研究中选用了廉价的发酵产氢培养基,以玉米浆为氮源,以还原铁粉作氧化还原电位控制剂,省去了牛肉膏、蛋白胨等昂贵氮源以及L-半胱氨酸、维生素、无机离子等高成本组分,显著降低了纯菌发酵的培养基成本,获得了较好的产氢效果.图5表2参23     

COD/SO42-对青霉素菌渣厌氧消化影响

针对抗生素菌渣厌氧消化过程SO_4~(2-)的抑制问题,利用批试实验对不同COD/SO_4~(2-)比青霉素菌渣厌氧消化产气潜能以及产酸相物质利用特性进行了研究.结果表明,COD/SO_4~(2-)≥3时,微生物发生了适应性驯化,产气潜能在发酵10 d后逐渐恢复,累积产甲烷量(以TS计)超过208 m L·g-1,超过71%的COD转化为CH4;COD/SO_4~(2-)≤1.5时,产甲烷分别受到49%及完全抑制,有机物及SO_4~(2-)的去除率分别不足17%和5%,表明较高SO_4~(2-)负荷下产甲烷菌(MPB)及硫酸盐还原菌(SRB)同时发生抑制,COD平衡分析表明,转化为CH4的COD不足9.1%,而还原为SO_4~(2-)的COD保持在5.0%~9.0%,说明MPB比SRB对S2-的抑制更为敏感;S平衡分析表明,还原的SO_4~(2-)大部分以S2-的形式存在于发酵液中,少部分以H2S的形式存在于生物气中;产酸过程物质利用特性分析表明,溶解性蛋白质的甲烷化是在溶解性碳水化物甲烷化之后才开始.     

规模化沼气工程消化效率及碳减排核算

规模化沼气工程的产气核算尚无明确标准和评价方法,已严重影响政府补贴政策的落实,并一定程度上加大了沼气工程的运营压力。以山东民和沼气工程为案例,对原料及各级反应罐消化液的理化性质和产甲烷潜力进行了研究,提出了基于产甲烷潜力变化率的物料生物降解性变化率(biochemical degradation rate, BDR)间接核算法。该方法可对规模化大型沼气工程的沼气产量及碳减排进行核算。结果显示,基于BDR法核算的沼气产量与实际上报的沼气产量相差2.3%,碳减排量与监测报告中的数值相差6.3%。BDR法不仅能够准确地对沼气工程的产气量及碳减排进行核算,同时也可为产气的测量、报告与核证提供数据基础。该方法可满足当前沼气转型升级建设实行先建后补的政策投资需求。     

沈阳地区城市有机垃圾季节变化特性及其对产气影响

以沈阳市某小区城市有机垃圾(BMW)为研究对象,研究其季节特性及其在厌氧消化时产气方面的差异。结果表明,BMW总固体(TS)含量随季节变化明显,春、冬季高于夏、秋季,冬季最高,为17.55%(质量分数,下同),比夏季高3.31百分点,一年中的平均值为15.91%;挥发性固体(VS)含量随季节变化规律与TS相反,夏、秋季略高于春、冬季,夏季最高,为87.20%,春季最低,为85.08%,平均VS为86.10%,整体来看,VS随季节变化不明显。对分类后BMW进行厌氧消化,发现冬季BMW排放量少,但产气潜能却比夏季高8.5%。     

充填浆液的产气测试及对CO传感器监测的影响

针对采空区充填浆液因发生物化反应后产生干扰气体,引起矿用电化学CO传感器误报警的问题,基于浆液的氧化周期、产气特性、反应后成分的X射线衍射(XRD)及充填产生气体对矿用电化学CO传感器的交叉干扰等测试,研究煤矸石、粉煤灰、普通硅酸盐水泥和矿井水以65.5∶4.5∶10∶20比例配置成的充填浆液的产气特性,探究充填产生气体对矿用电化学CO传感器的影响特征。结果表明：采空区充填浆液在物化反应过程中会消耗O₂和CO₂,且会产生H₂、CO和CH₄;其中O₂和CO的体积分数变化与煤矸石氧化有关,CH₄的体积分数变化与煤矸石中甲烷解吸有关,CaO和CO₂的反应会导致CO₂体积分数的降低,粉煤灰中的铝粉在碱性环境中反应会产生H₂,且H₂是造成矿用电化学CO传感器误报警的主要因素,并对矿用电化学CO传感器检测结果呈正交叉干扰。