超声波预处理对厌氧生物制氢的可行性探讨

由于能实现废弃物资源化,减少环境污染,制取清洁能源氢气,生物厌氧发酵制氢技术日益受到人们关注。在众多废水生化预处理技术中,超声波技术拥有高效氧化、焚烧、超临界氧化的特点,而且超声波操作简单,对设备的要求不高。本文阐述了厌氧发酵生物制氢的菌种来源、产氢机理及超声波技术在废水处理方面的应用。同时探讨了超声波预处理猪场废水对提高厌氧发酵生物产氢量的可行性,提出了优化性建议。     

碱处理对厨余垃圾厌氧发酵产氢的强化研究

采用碱处理对厨余物进行产氢强化研究,考察了碱处理对厨余垃圾水解的促进作用、处理后厨余垃圾产氢情况、产氢过程中代谢产物的变化及代谢产物的主要来源等.结果表明,碱处理后厨余垃圾的水解效果得到提高,其中pH=13处理后的有机质总质量浓度和溶解性化学需氧量(SCOD)为1 896.49 mg/L和5 040.2 mg/L,分别比空白提高了2.67倍和1.08倍;经pH=12和13处理后的厨余垃圾产氢量有较大幅度提高,达到79.17 mL/gVSS和105.37 mL/gVSS,分别比空白提高了1.75倍和2.66倍,而且产氢量随碱处理pH值的升高而增加;厨余垃圾发酵后的代谢产物浓度反映出本试验为丁酸型发酵;对产氢过程中有机质代谢情况的研究表明,可溶性碳水化合物是产氢过程中微生物优先利用的底物.     

蓝藻定向发酵产丁酸的条件研究

以4种有机酸(乳酸、乙酸、丙酸、丁酸)对厌氧颗粒污泥进行胁迫处理,将胁迫后的污泥接种太湖蓝藻进行发酵产丁酸的实验,考察单一有机酸及混合有机酸胁迫对提高蓝藻厌氧发酵产丁酸的影响.结果表明,采用乳酸浓度2 g/L、乙酸浓度6 g/L、丙酸浓度5 g/L和丁酸浓度12 g/L的混合有机酸胁迫污泥后产丁酸效果最佳,获得的最大丁...     

应用生命周期模型评价餐厨垃圾处理技术

运用生命周期模型对餐厨垃圾常用处理技术——厌氧发酵、好氧堆肥、饲料化技术、生化处理机进行评价和筛选。结果表明,厌氧发酵、好氧堆肥、饲料化技术、小型生化处理机的环境影响潜力分别为1.35×10-3、4.42×10-3、3.78×10-2和1.18×10-2,单位处理成本为2.1、5.65、0.37和1.4元/（人.a）,综合评估得出厌氧发酵和饲料化是当前具有优势的餐厨垃圾处理技术。     

碱性条件促进太湖蓝藻厌氧发酵产挥发性脂肪酸

采用批式研究实验,考察了酸性(pH 5)、中性(pH 7)和碱性(pH 9)条件下,太湖蓝藻厌氧发酵产挥发性脂肪酸(volatile fatty acids,VFAs)过程中的产酸指标,酸分布及蓝藻有机成分降解的效果。结果表明,pH为9时VFAs产率最高,为0.274 g VFAs/g VS,VS降解率达到51.91%。蓝藻有机成分中蛋白质、碳水化合物、脂类降解率也在pH为9时达到最高,分别为53.2%、30%和40.6%。实验对蓝藻产酸效果与其他固废产酸效果进行了比较,比较结果说明,太湖蓝藻作为厌氧发酵原料生产挥发性脂肪酸具有可行性。     

餐厨垃圾厌氧发酵的系统影响因素

以餐厨垃圾和厌氧污泥为原料,考察了浆料浓度、加料方式、酸化形式对系统产气量、pH、挥发性脂肪酸的影响。结果表明,固液比为35%(质量分数)、分批次加料、预酸化对系统具有良好的作用,而且温度在55℃下的系统要优于其他温度下的系统。     

蓝藻与污泥混合厌氧发酵产沼气的初步研究

为了实现太湖蓝藻打捞后的快速处置，对厌氧颗粒污泥、消化污泥、剩余污泥与蓝藻混合厌氧发酵产沼气进行了研究。结果表明，蓝藻与污泥混合可以有效促进沼气发酵。在蓝藻与厌氧颗粒污泥物料比为6∶1时，产气效果最佳，沼气产率为73 mL/g VS，平均甲烷含量为69%，最大产气速率为138 mL/d，累计产甲烷量为50 mL CH₄/g干物质，分别是蓝藻与消化污泥、剩余污泥混合发酵时的1.5倍和2.3倍。厌氧颗粒污泥、消化污泥、剩余污泥与蓝藻混合，其VS降解率为11.40%～13.73 %，COD减少了27.97%～46.38%。厌氧发酵对蓝藻藻毒素的含量有较大影响，分别从356、366和244 μg/L降低到检测限5 μg/L 以下。     

水葫芦压榨液厌氧发酵及其发酵液对青菜种子发芽和生长的影响

研究了水葫芦压榨液厌氧发酵过程物质的变化,分析了水葫芦压榨液的发酵液(简称发酵液)对青菜种子发芽及后续生长的影响.结果表明,厌氧发酵能显著降低压榨液中的COD,在厌氧发酵结束时,COD从5 377.0mg/L下降到730.0mg/L,下降86.4%;TN从126.6 mg/L下降到79.7 mg/L,氮素流失37.0%,且主要发生在厌氧发酵初期;TP从31.1 mg/L下降到25.0 mg/L,下降19.6%;发酵液中悬浮物(SS)和可溶性固体(DS)分别下降到719、600 mg/L.分别用蒸馏水、水葫芦压榨液和各阶段的发酵液(发酵时间分别为6、20、27、30 d)进行青菜种子发芽试验(历时10 d),平均发芽率分别达到79%、54%、51%、82%、87%、89%.在10 d的青菜苗生长时间内,平均苗高与发酵时间呈显著正相关,说明发酵液具有作为植物液体肥料使用的潜力.     

农作物秸秆干式厌氧发酵实验研究

在温度32～35℃下，研究了小麦秸秆不同固含率和粒径范围的厌氧发酵过程。结果表明：无论产气量还是产酸和用酸平衡上，固含率25%是较适宜物料厌氧发酵的浓度，产气量249 mL/g；小麦秸秆在固含率15%～25%范围内，理论产气数值与实际气体量成线性相关，相关系数r=0.9842；3种不同粒径的产气量最大为＜0.5 cm，其次为1～2 cm，3～5 cm，考虑到粒径小容易酸化的原因，故选择秸秆厌氧发酵的粒径范围＜2 cm。     

紫外耦合游离亚硝酸强化剩余污泥厌氧发酵产酸研究

为打破传统厌氧发酵过程中污泥破壁溶胞困难和产酸效能低的瓶颈,探究了紫外光（UV）耦合游离亚硝酸（FNA）预处理对污泥发酵产酸的影响,并与热（H）和超声法（US）耦合FNA预处理进行了对比分析.结果表明,UV辅助FNA联合预处理（FNA-UV）对细胞破碎和胞外聚合物的剥离具有协同效应,·OH和·O₂^-作为反应中间体,其强度远高于其他预处理组（FNA-US和FNA-H）,与·NO,·NO₂及ONOO^-等中间产物共同促进了溶解性有机物的释放,溶解性碳水化合物和蛋白质含量相比FNA组分别提升60%和90%,进而为后续水解产酸过程提供了充足的底物.FNA-UV组短链脂肪酸（SCFAs）浓度于第4d达到峰值,为（201.8±4.8） mg COD/g VSS,相比FNA组提升67%,乙酸占比高达56.8%.通过发酵末期对各体系进行碳平衡分析表明,紫外耦合FNA预处理在污泥减量、溶解性有机物的释放与转化、SCFAs的产生方面具有重要作用.微生物群落分析表明,FNA-UV对功能菌群的富集发挥重要作用,表现为厌氧发酵菌和反硝化菌的有效增强,相比其他各组提升了23.7%~270.6%.