生物炭理化特性及其对厌氧消化效率提升的研究进展

厌氧消化被广泛应用于餐厨垃圾、有机废弃物和高浓度废水等的资源化处理,但实际应用中,厌氧消化常由于易酸化、氨氮抑制和产甲烷菌对环境因素敏感等原因,造成消化过程不稳定、产甲烷率低等问题。生物炭具备制备简单、原料来源广泛和成本低廉等优点,将其添加至厌氧消化系统中,可维持体系稳定运行和提升厌氧消化产甲烷效率。介绍了生物炭的制备方法和理化特征,并从生物炭提升厌氧消化系统缓冲能力、吸附抑制剂从而缓解氨氮抑制及其作为微生物载体等方面,对生物炭促进厌氧消化的效果和机理进行了综述。     

餐厨垃圾厌氧消化过程氨氮抑制及缓解办法综述

"湿热预处理+厌氧消化"是我国餐厨垃圾处理的主流工艺路线。经湿热预处理后,固形物的C/N下降,导致厌氧消化反应器出现氨氮抑制而不能稳定运行,严重时甚至出现运行失败。因此,寻找并提出有效缓解氨氮抑制的方法和途径,对于餐厨垃圾厌氧消化的正常稳定运行具有重要意义。通过文献调研阐明了餐厨垃圾厌氧消化出现氨氮抑制的微生物机理,总结了缓解氨氮抑制的相关方法,包括提高物料C/N、运行参数优化、氨氮去除和微生物驯化,提出了未来缓解氨氮抑制的研究方向,为餐厨垃圾处理的实际工艺改进提供科学思路。     

基于鸡粪的厌氧共消化产沼技术的不足与改进

单独利用鸡粪进行厌氧消化产沼因C/N值低、氨抑制等问题,将不利于消化和产甲烷过程。采用厌氧共消化产沼技术,通过添加单种或多种有机含量高但氮含量低的废弃物与鸡粪进行混合消化,不仅平衡了消化底物的营养,也提高了氨抑制的阈值,有利于提高产沼和产甲烷效率。提出了耦合氨抑制解除方法和厌氧共消化产沼技术解决共消化体系中鸡粪占比不高问题的研究方向。     

零价铁对厌氧消化过程中氨氮抑制解除的影响

氨氮抑制是影响高含固有机固体废弃物厌氧消化产甲烷效率的重要因素.本研究通过实验室批量实验,考察了微米级零价铁对剩余污泥、热水解污泥厌氧消化的影响以及对高氨氮抑制解除的影响.结果表明,投加4 g·L~(-1)和10 g·L~(-1)零价铁对剩余污泥、热水解污泥厌氧消化过程中的产甲烷速率、迟滞时间和产甲烷潜势等动力学特征均未有影响.但是,在高氨氮抑制的厌氧消化过程中, 4 g·L~(-1)和10 g·L~(-1)的零价铁投加可使厌氧消化受氨氮抑制的产甲烷迟滞时间由对照组的18.61 d分别缩短为17.22 d和16.18 d,最大产甲烷速率(以VS计)由对照组的6.34 mL·(d·g)~(-1)提升为7.84 mL·(d·g)~(-1)和7.39 mL·(d·g)~(-1).零价铁并未通过化学反应对厌氧消化的pH缓冲体系产生直接影响,而是使氨氮抑制后的产甲烷优势古菌Methanosarcina的相对丰度(27 d)由对照组的30.71%提升到53.50%和60.30%.本研究证明了零价铁并不能提升污泥产甲烷潜势,而只是在受抑制影响的厌氧消化过程中,刺激产甲烷微生物的代谢活性,强化如氨氮抑制影响的快速解除.     

有机固体废物固态厌氧消化处理的研究现状与进展

有机固体废物的固态厌氧消化处理是一种在固体含量很高的条件下进行厌氧发酵,同时产生沼气的处理方法,该方法能够实现废弃物污染防治和综合利用的目标.文中介绍了有机固体废物固态厌氧消化的研究状况,并且展望了其固态厌氧消化的研究前景.      

厌氧消化过程氨抑制研究进展

厌氧消化作为一种可获得能源的可持续生物处理技术,在实际工程中得到了广泛应用。在厌氧消化过程中,氨抑制被认为是影响其整体效能的重要因素。虽然氮是厌氧消化系统中微生物新陈代谢所必须的元素,但是厌氧消化体系中过高的氨氮往往会抑制微生物的正常生命活动,尤其是产甲烷菌。重点介绍了国内外厌氧消化氨抑制最新的机理研究,详细阐述了其主要的影响因素和消除措施,包括微生物驯化、p H值调节、温度控制及C/N比调节等,为厌氧消化技术工程应用的未来研究提供一定的借鉴和参考。     

西北畜牧业废弃厌氧资源化利用的研究

西北地区畜牧业发展迅速导致畜牧废弃物的处理是一大难题。探究了温度和pH对西北畜牧废弃物厌氧消化产甲烷的影响,并从挥发性有机酸(VFA),溶解性COD的变化等角度揭示了温度和pH对西北畜牧废弃物厌氧消化的影响机理。结果表明35℃时畜牧废弃物厌氧消化产甲烷的最佳温度,并且此时甲烷的积累量为2 875 m L,是15℃和25℃下甲烷积累量的1. 3和1. 1倍。pH 8是畜牧废弃物厌氧消化最佳pH,pH 9和pH10厌氧抑制甲烷菌活性,而pH 7对畜牧废弃物的水解影响较小。     

有机废弃物厌氧消化生产生物天然气技术的现状和展望

自沼气发现以来，有机物厌氧消化生产生物天然气由于其污染治理和能源回收的功能开拓了一个经久不衰的领域。有机废弃物厌氧消化过程的实现和发展依赖于工艺技术和基础理论的进步。本文从技术形式和理论出发，介绍有机废弃物厌氧消化生产生物天然气技术的现状并进行展望。首先介绍了当前主流厌氧消化技术，总结其设计和构型，阐述内在改进和变革思维：泥水分离的实现区分了第一代和第二代厌氧消化技术，而颗粒污泥的出现则发展了第三代厌氧消化技术。其次总结了现代厌氧消化技术理论和其对厌氧消化技术的推动作用，介绍一些加强厌氧消化策略：厌氧消化理论细化和种间电子传递的发现直接改变厌氧消化设计理念和运行形式。随后描述一些对厌氧消化具有强烈推动作用的新技术和新理念：机器学习有助于了解厌氧消化这一复杂黑箱，而合成生物学更将从概念上重新定义厌氧消化。最后对未来厌氧消化技术进行了展望：厌氧消化的发展将趋向于高效化、智能化、定制化，未来更将成为一个绿色平台，实现能源和物质的社会循环。     

规模化猪场原水氨氮对厌氧微生物活性的影响

通过厌氧毒性测定试验,研究模拟废水及猪场原水氨氮对厌氧微生物活性的影响。结果表明,模拟废水氨氮对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响具有多重性,当氨氮浓度低于400mg/L时,表现为促进产甲烷作用。当氨氮浓度为800mg/L时,开始表现为抑制产甲烷作用,并且随着氨氮浓度的升高,抑制作用增强。猪场原水在进水浓度下均表现为抑制作用。模拟废水50%抑制浓度为1900.1mg/L,猪场原水50%抑制浓度为1725.9mg/L;在相同的抑制程度下,模拟废水氨氮浓度均高于猪场原水,平均相差594.1mg/L。     

剩余污泥与餐厨垃圾协同厌氧消化研究进展

为了推进污水厂剩余污泥与餐厨垃圾协同厌氧消化在工程规模中的应用,提高其能源回收率,系统分析了协同厌氧消化机制、产物类型及其主要的影响因子,综述了协同厌氧消化中直接种间电子传递作用的重要研究进展,并展望了协同厌氧消化的未来研究方向,包括开发高效经济的原料预处理方式,表征基质降解特性,基于多组学联用技术理解微生物代谢调控,缓解消化体系中潜在抑制剂影响,原位耦联其他种类废弃物进一步提升消化性能和稳定性,以期为城镇有机固体废弃物的高效能源回收提供指导.