油脂对污泥和餐厨垃圾厌氧消化的影响

探究了油脂对污泥和餐厨垃圾厌氧消化性能的影响。结果表明,油脂对污泥和餐厨垃圾厌氧消化的影响与油脂的含量相关。当油脂质量分数由0提高至30%时,生物气的产量(以挥发性悬浮固体VSS计)也由385 m L/g提高至489 m L/g,然而继续升高油脂含量会抑制生物产气。机理分析表明,适当提高油脂含量能够提高有机物的溶出、VSS的减量以及挥发性脂肪酸(VFA)的积累,从而为微生物提供了良好的条件。过高含量的油脂会抑制有机物溶出和VFA的积累。     

荆门市静脉产业园餐厨垃圾、市政污泥联合发酵系统主要监控指标及控制措施

荆门市静脉产业园餐厨垃圾、市政污泥采用联合发酵工艺,结合厌氧发酵机理。本文分析了餐厨垃圾、市政污泥联合发酵系统运行过程中温度、pH值、有机负荷、C/N、Na^+、VFA、VFA/碱度等关键影响因子,并提出了相应控制措施来确保联合发酵系统安全、稳定、高效的运行。     

C/N对颗粒污泥快速培养及性能的影响

好氧颗粒污泥由于良好的沉降性,高生物量以及兼具好氧、厌氧的微环境等特点而引起关注。污水进水碳/氮(C/N)是影响好氧颗粒污泥的快速培养及性能的一个重要因素。本文探究了C/N对颗粒污泥快速培养及性能的影响。结果表明过低或过高C/N不易快速形成颗粒污泥,最佳C/N为8。当C/N由2增加至8时,SVI降低,MLSS升高,而继续增加C/N至15时,SVI升高,MLSS降低。当C/N为8时,颗粒污泥对COD、磷酸盐和总氮的去除效率分别为89%、95%和81.6%。     

超声破解耦合蛋白酶强化污泥厌氧产甲烷的研究

本文在厌氧反应器探究了超声破解对生物酶强化污泥厌氧消化的影响,实验结果表明超声能促进生物酶强化污泥厌氧发酵生产挥发性脂肪酸,且最佳的超声能量密度为0.9kW/L,相应的VFA的产量为2596mg/L是空白组的1.5倍。超声能量密度对VFA的组分影响不明显。超声能够促进污泥中溶解性化学需氧量,溶解性蛋白质和多糖的增加,为后续产酸菌提供了发酵基质。     

生物硫铁复合材料对水中U(Ⅵ)的去除性能及作用机理

目前,生物材料处理含铀废水已成为研究热点,为此,对硫酸盐还原菌(SRB)产生的生物材料的性能进行研究。通过接种硫酸盐还原菌制备了生物硫铁复合材料,探讨了p H值、U(VI)初始质量浓度和温度对生物硫铁去除U(VI)的影响,对比了硫铁、活性生物硫铁和硫酸盐还原菌(SRB)对U(VI)的去除效果。采用环境扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、高分辨率透射电镜(TEM)-X射线能谱(EDS)分析了生物硫铁结构特性及其对U(VI)的去除机理。结果表明,当初始p H值为7.5、温度为35℃,U(VI)初始质量浓度为7.2 mg/L、生物硫铁投加量为0.1 g时对U(VI)的去除效果最好,12 h完成反应,去除率达99.5%。活性生物硫铁除U(VI)效果优于硫铁和SRB,表明活性生物硫铁中硫铁化合物和SRB同时对U(VI)产生吸附与还原作用,具有速度快、效率高等优点。生物硫铁中的硫铁化合物为无定形态和不规则角柱体,角柱体厚度为20~150 nm,长度为200 nm~1μm。TEM-EDS分析表明,生物硫铁除U(VI)机理有胞外吸附与胞内积累,铀占总元素的质量分数为9.70%,特征峰明显,生物硫铁具有良好的U(VI)去除能力。FTIR分析表明,与U(VI)作用的基团主要有羟基、羧基、磷酸基和C=O、C—N、P—O。     

二次回归正交旋转组合优化硫酸盐还原菌处理高浓度含铬废水研究

从皮革工业园区沉淀池污泥中分离出对六价铬有高耐受性和强还原力的硫酸盐还原菌(SRB),经形态特征观察、常规生理生化测定、16S r DNA测序和系统进化树构建,确定为脱硫弧菌属(Desulfovibrio)。选取1株SRB降铬菌株(CR-1)为研究对象,运用单因素试验研究温度(X1)、p H值(X2)和菌废比(X3)等条件对CR-1去除Cr(VI)的影响。在单因素试验的基础上,运用二次回归正交旋转组合对Cr(VI)去除条件进行优化,并建立正交回归模型。结果表明,当温度为35℃、p H值为7.1、菌废比为1∶4时,Cr(VI)去除率最佳,理论值可达到99.9%。根据方程估算降铬菌株CR-1的最大Cr(VI)还原量为201.98 mg/L,实际24 h内对Cr(VI)还原量为187.4 mg/L,动力学方程估算的最大还原量与实际还原量相差14.58 mg/L,表明菌株CR-1的降铬能力较好。     

猪粪与鲜红薯藤不同配比中温厌氧发酵特性

为了研究中温条件下猪粪与鲜红薯藤不同配比对厌氧发酵特性的影响及各指标的变化规律,在35℃恒温、总固体质量分数8%条件下,猪粪与鲜红薯藤按质量比2∶1、1∶2、1∶3进行厌氧发酵试验,试验结果用SPSS 22和Excel进行统计学分析。结果表明,猪粪与鲜红薯藤混合厌氧发酵最佳效果的配比是1∶2,其最大甲烷体积分数是56.5%,累计产气量为10 033 m L,这比2∶1和1∶3分别高出33.9%和17.8%。各组的累计产气量、挥发性脂肪酸(VFA)质量浓度和甲烷体积分数两两之间均出现显著性差异(p0.05)。各配比的p H值、VFA与甲烷体积分数之间呈动态相关。     

能源物质和接种物的投量对生物沥浸改善城市污泥脱水性能的影响

选用硫粉(S0)和黄铁矿粉(Fe S2)作为复合能源物质,以生物沥浸处理城市污泥脱水。通过正交试验分析了不同能源物质和接种物配比下的污泥脱水、沉降性能。结果表明:能源物质和接种物的合理配比为S0投量2 g/L、Fe S2投量6 g/L、接种物投量20%,在该投量下进行生物沥浸试验,污泥比阻由初始的3.35×1012m/kg降至3.90×1011m/kg,降幅达88.36%,污泥沉降率由68%升至78%;沥浸过程中污泥比阻、沉降率与p H值、ORP、Fe2+、Fe3+、总Fe和SO2-4质量浓度的变化同步,表明污泥脱水和沉降性能的改善是酸化、氧化和絮凝的协同作用所致;同时,细菌总数、总大肠菌群和粪大肠菌群的灭活率均在99%以上,表明生物沥浸还可高效杀灭病原微生物。     

缺氧颗粒污泥特性研究

采用SBR反应器在缺氧条件下培养颗粒污泥,并对其理化性质、生物组成以及反硝化活性进行了研究.研究表明,缺氧颗粒污泥的湿密度为1.003-1.021 g/cm3;VSS/SS在54%-68%.低于一般的好氧和厌氧颗粒污泥;颗粒沉速在8.4-108 m/h,高于普通活性污泥;颗粒污泥表面主要为短杆菌,细菌排列紧密,颗粒表面不平整,内部细菌较少,主要为杆菌,并且分布不连续.颗粒表面和内部均存在孔隙和空穴.缺氧颗粒污泥反硝化活性很好.NOx-N的最大比消耗速率(N/VSS)达到了0.092 mg(mg.h).     

Al-SBA-15有序介孔材料对溶液中诺氟沙星的吸附研究

以诺氟沙星(NOR)为目标有机物,对铝改性SBA-15(AlSBA-15)吸附水中有机污染物的特性进行了研究。采用直接合成法制备了Al-SBA-15,并通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、透射电镜(TEM)、X射线荧光光谱(XRF)及红外光谱(FT-IR)技术对样品进行了表征。结果表明,Al-SBA-15对NOR的吸附符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型。溶液p H值对Al-SBA-15吸附NOR的性能影响显著,中性p H值下吸附效果最佳,在p H=7条件下,AlSBA-15对诺氟沙星(初始质量浓度为20 mg/L,Al-SBA-15投加量为0.5 g/L)的吸附去除率和平衡吸附量分别为94.15%和37.66 mg/g。推测Al-SBA-15对NOR的吸附机理为表面络合和静电协同作用,且在低p H值或高p H值条件下,静电作用对吸附效果影响较大。     

基于动力学与混合核函数LS-SVM的厌氧发酵产气量预测模型研究

利用农业生产中产生的牲畜粪便牛粪和秸秆进行厌氧发酵试验,以产气量为参考指标,研究牛粪和秸秆厌氧发酵的产气量预测模型。试验过程中测量发酵物的氧化还原电位(ORP)、p H值、挥发性脂肪酸(VFA)、氨氮含量、化学需氧量(COD)、电导率及产气量,并用灰色关联分析法筛选出与产气量关联较强的参数,将筛选出的参数作为多项式核函数和高斯径向基核函数构建的混合核函数LS-SVM模型的输入量,训练出预测能力较强的混合核函数LS-SVM模型,然后在混合核函数LS-SVM模型中融入微生物动力学构建产气量预测模型,并用验证集验证模型性能。仿真结果表明,筛选得到关联较强的参数为ORP、p H值、VFA、氨氮含量;融入动力学的混合核函数LS-SVM模型与混合核函数LS-SVM模型相比,产气量的预测更准确,误差更小,最小误差减少了近一个数量级,试验证明该模型有效。     

微波高温热解污水污泥各态产物特性分析

将SiC及污泥本身的热解固体残留物分别添加到污泥中,实现污泥在微波场中的快速升温及高温热解,并对其液、气、固3态产物的特性及再利用价值加以分析.实验表明: 添加SiC及固体残留物的污泥微波高温热解液态产物的热值可以达到37 MJ/kg以上,多环芳烃(PAHs)含量低于5.37%; 气态产物中H2和CO的体积分数在54%以上,热值达到9 420 kJ/m3; 添加热解固体残留物的污泥微波热解固态产物的比表面积达到305 m2/g.污泥微波热解产物的特性为其用作燃料和吸附剂提供了可能.     

两株壬基酚和双酚A高效降解菌株的筛选和降解特性

以桂林市上窑污水处理厂污泥脱水车间剩余污泥、上窑堆肥厂的堆肥堆料和桂林雁山镇森林土壤为菌源进行驯化,分离纯化并筛选得到2株能分别以壬基酚(NP)和双酚A(BPA)为唯一碳源和能源生长的降解菌株N-1和B-1。通过对菌株的16S r DNA序列同源性分析,初步鉴定N-1和B-1菌分别为Cupriavidus(贪铜菌属)、Acinetobacter(不动杆菌属)。通过两菌株分别降解NP和BPA的单因素实验,确定了降解动力学以及时间、温度、p H值对降解过程的影响。研究结果表明,细菌N-1,B-1的最佳初始目标污染物质量浓度为5~10 mg/L,降解40 h,N-1去除率可达49.63%,B-1去除率可达62.34%。细菌N-1对NP的去除半衰期t1/2为41.44~48.02 h;B-1对BPA的去除半衰期t1/2为35.23~37.33 h。细菌N-1,B-1的最佳降解温度均为30℃,最佳p H值均在6.5~7.5之间,即两种细菌在中温、中性条件下对NP和BPA降解效果最佳。     

改性柚皮对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以柚子皮为原料,经乙醇处理,得到改性柚皮吸附剂,并将其用于对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附,研究了吸附剂用量、温度、水样初始p H值、Cr(Ⅵ)初始质量浓度、吸附时间等对水溶液中Cr(Ⅵ)吸附效果的影响。结果表明,各因素中p H值对改性柚皮吸附Cr(Ⅵ)的影响较大。对初始质量浓度为20 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,改性柚皮投加量为20 g/L、温度为25℃、水样初始p H=1时,吸附420 min后,Cr(Ⅵ)的去除率达99%以上。Freundlich吸附等温模型和二级吸附动力学模型可以很好地对改性柚皮的吸附过程进行线性拟合,决定系数R2分别为0.975 1和0.996 6。     

剪切力对好氧颗粒污泥的影响及其脱氮除磷特性研究

以普通絮状活性污泥为接种污泥,以人工配制模拟生活污水为进水,采用有机负荷调控法,在SBR反应器内培养富含聚磷菌的好氧颗粒污泥,研究剪切力对好氧颗粒污泥理化特性及生物学特性的影响,并探讨好氧颗粒污泥的同步脱氮除磷特性.首先SBR以厌氧/好氧方式运行,采用有机负荷调控法培养出富含聚磷菌的好氧颗粒污泥,其粒径在1.0～2.0 mm,SVI在20～22 mL/g,MLVSS/MLSS为91.0％,活性污泥比耗氧速率(SOUR)为45.32 mg/(g·h).颗粒污泥具有良好的沉降性能和较高的生物量,磷酸盐去除率为78％ ～ 99％.然后通过控制搅拌机转速研究4种不同剪切力(以剪切应力表示为0.120 N/m2、0.151 N/m2、0.184 N/m2、0.220 N/m2)条件下好氧颗粒污泥的颗粒化进程、颗粒污泥形态及生物活性.结果表明,当剪切力在0.120-0.220 N/m2之间时,剪切力越大,培养出的好氧颗粒污泥的结构越密实,形状越规则,生物活性越强;在一定范围内(0.120～0.184N/m2),剪切力越大,污泥的颗粒化进程越快,培养出的颗粒污泥的粒径越大;但当剪切力为0.220 N/m2时,污泥的颗粒化进程反而变慢,培养出的较大的颗粒污泥解体,颗粒污泥的粒径反而变小.最后采用逐渐增加进水NH;-N负荷的方法诱导具有同步脱氮除磷能力的好氧颗粒污泥,25d后,SBR对NH4+-N、TN、PO3-4--P的去除率分别达到99.7％、89.8％及94.5％.     

淘米水内在发酵特性与VFAs的量化关系变化规律

为了研究餐厨类废弃物定向产挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acids,VFAs)的基质释放机理,将淘米水作为单一研究对象,探究其分别在原始状态和不同p H值下VS、SCOD、氨氮、可溶性糖与VFAs之间的量化关系和关联程度。结果表明,淘米水原始状态下有机质转化为VFAs的转化率较低,调节p H值使内在发酵特性含量和VFAs总量有显著增加,其中p H=7对其影响最大,VFAs产率(以VS计)为267. 14 mg/g,VFAs/SCOD比值为55. 84%,氨氮溶出量(以VS计) 20. 24 mg/g,可溶性糖转化率为88. 3%。VS和SCOD与VFAs关联程度大,其次是氨氮、可溶性糖,VFAs大部分由有机质水解产生,少部分来自氨氮溶出、可溶性糖转化。p H值不会改变量化和关联趋势,但使产酸天数和发酵周期提前。     

反硝化生物滤池亚硝酸盐积累特性的研究

采用小试装置的上向流石英砂反硝化生物滤池,进行碳源、碳氮比、滤速3个因素正交试验,考察反硝化生物滤池中亚硝酸盐的积累量和积累位置情况。结果表明,低滤速(0.5 m/h)出水亚硝酸盐积累率之和高于高滤速(10 m/h)。葡萄糖、甲醇、乙酸钠分别为碳源时,反硝化生物滤池的内部最大积累率分别出现在反硝化生物滤池进水端120~190 cm,80~140 cm,0~40 cm的滤层。滤池内部亚硝酸盐积累率的正交试验极差分析,极差值R_(C/N)R_(滤速)R_(碳源类型)。C/N因素对反硝化生物滤池内部亚硝酸盐积累影响显著。葡萄糖、甲醇、乙酸钠分别为碳源时出水亚硝酸盐积累率之和分别19.2%,10.8%,4.5%。     

SO2-4对厌氧折流板反应器中颗粒污泥性能的影响

利用取自厌氧折流板反应器中的颗粒污泥,通过间歇试验,研究不同质量浓度的SO2-4对厌氧颗粒污泥性能的影响.结果表明,SO2-4对厌氧颗粒污泥性能的影响具有多重性,当SO2-4质量浓度≤3 000 mg/L时,SO2-4对颗粒污泥的厌氧生物降解过程有促进作用;当SO2-4质量浓度>3 000 mg/L时,SO2-4对颗粒污泥的厌氧生物降解过程有抑制作用,且抑制作用随SO2-4质量浓度的提高而迅速增大.当颗粒污泥有机负荷为4 kg COD/(m3·d)、COD与SO2-4质量浓度比为2.7～4、SO2-4质量浓度为2 000～3 000 mg/L时,ABR反应器运行效果最佳,此时系统COD去除率和出水碱度分别稳定在85%和2 500 mg/L以上;出水挥发酸(VFA)在200 mg/L以下;污泥比产甲烷活性(SMA)最高;SO2-4的去除效果最佳.本研究为用厌氧生物处理高浓度硫酸盐废水提供必要依据.     

饮用水反硝化脱氮方法研究

为去除饮用水中的硝酸盐氮(NO3ˉ-N)，采用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器和固定化微生物进行异养反硝化；自制固定化反硝化菌涂层电极和生物电化学脱氮装置，并用于自养反硝化。试验结果表明。若以甲醇为碳源。当碳氮比(C／N)≥1．o时，室温下经UASB处理4h，NO3ˉ-N去除率为97．7％；若以乙酸为碳源。当C／N≥1．0时，30C下经固定化微生物处理6h，N03ˉ-N去除率为98．6％；在无外加碳源的条件下处理东湖现场水样，30C下经60h后。N03ˉ-N去除率达93．5％。生物电化学脱氮装置可迅速建立自养反硝化菌所需的厌氧环境，水样在室温下经72h处理，脱氮率达96．3％。     

絮凝剂聚丙烯酰胺对高固体污泥厌氧消化的影响

以高固污泥为研究对象,探究了聚丙烯酰胺(PAM)对高固污泥厌氧消化产气的影响。实验结果表明,低浓度的PAM对污泥消化影响不明显,但当PAM质量浓度(以总固体SS计)超过20 g/kg时,PAM的存在会严重抑制污泥消化,并且当PAM的质量浓度由20 g/kg增加至80 g/kg时,污泥的最大甲烷产量(以VSS计)由184.4 m L/g下降至72.9 m L/g,溶解性化学需氧量(SCOD)最大质量浓度由20.1 g/L下降至8.5g/L。PAM的存在增加了分子间的团聚性,进而减少了发酵微生物与消化基质的接触。