FeCl_3及AlCl_3对中温厌氧消化系统产生H_2S的抑制作用

以某污水处理厂初沉污泥和生物污泥为研究对象,研究了Fe Cl_3及Al Cl_3不同投加浓度对污泥中温厌氧消化系统硫化氢产生的抑制作用,利用16S r DNA高通量测序技术及定量PCR技术分析了消化污泥中硫酸盐还原菌的变化。结果表明,Fe Cl_3及Al Cl_3的投加对污泥厌氧消化系统中H_2S的产生都具有抑制作用,Fe Cl_3的抑制效果优于Al Cl_3。随Fe Cl_3及Al Cl_3投加浓度的增加沼气中H_2S浓度下降,Fe Cl_3投加浓度为150 mg/L时,H_2S含量降至零;通过分析硫酸盐还原菌的序列数并采用定量PCR测定样品中的dsr B基因拷贝数,投加Fe Cl_3及Al Cl_3的消化系统的硫酸盐还原菌数量在实验第9天大幅降低,这与该系统硫化氢浓度变化规律一致,可以推断,Fe Cl_3及Al Cl_3对硫酸盐还原菌的抑制是沼气中硫化氢含量降低的重要原因之一。     

厌氧消化工艺的金属抑制现象

厌氧消化是一种非常有用的废物处理方式,既能实现污染控制,又可回收能源,具有多种优势。而金属抑制是导致厌氧消化工艺运行不稳定的重要原因之一。综述了厌氧消化工艺金属抑制相关研究进展,分析了抑制机制,总结了其影响因素,并提出了解毒对策。分析表明,由于所用接种污泥、废物成分、试验条件和方法各不相同,金属抑制效应也各异。微生物驯化以及在厌氧消化前采取沉淀、吸附和螯合等方法,可减弱金属的抑制作用,从而显著改善废物处理的效率。     

对厌氧消化中硫化氢毒性的控制

在厌氧消化处理高浓度硫酸盐废水时，不但存在硫酸盐还原菌与产甲烷菌之间发生基质竞争的问题，而且硫酸盐还原菌将硫酸盐还原时产生的硫化氢对产甲烷菌产生毒性作用。作者介绍了硫化氢对产甲烷菌产生毒性作用的动力学方程，并详细分析了在厌氧消化条件下，硫化氢对产甲烷菌产生毒性作用的机理，重点阐述了用气体吹脱法、化学沉淀法和生物除硫法三种控制硫化氢毒性的方法。     

9种抗生素对污泥高温厌氧消化的急性抑制

通过急性抑制实验方法评价了9种抗生素（2种氨基糖苷类抗生素核糖霉素、链霉素,2种大环内酯类抗生素红霉素、螺旋霉素,2种四环素类抗生素四环素、土霉素,以及林可霉素、氯霉素和头孢唑啉）在2种浓度(25 mg·L-1和50 mg·L-1)水平下对污泥高温（55 ℃）厌氧消化的急性抑制效果。结果表明,土霉素与链霉素在2种浓度水平下均未对高温厌氧消化产生急性抑制,而四环素与核糖霉素仅在50 mg·L-1水平下导致甲烷累计产量分别下降了36.13%和17.50%。头孢唑啉、林可霉素、红霉素、螺旋霉素和氯霉素在25 mg·L-1浓度水平下即表现出较强的急性抑制效果,其中25 mg·L-1的林可霉素和氯霉素暴露系统中甲烷的累计产量分别下降了29.39%和19.88%,50 mg·L-1浓度水平下进一步降低到51.27%和49.46%。而头孢唑啉、红霉素和螺旋霉素在25 mg·L-1和50 mg·L-1浓度水平下表现出相似的急性抑制效果,累计甲烷产量分别降低了43.03%～47.49%、40.60%～44.91%和54.61%～55.69%。高温厌氧消化前后挥发性有机酸的变化表明,林可霉素主要通过抑制丁酸互营氧化菌活性降低乙酸产量从而降低甲烷产量,50 mg·L-1的核糖霉素主要抑制乙酸型产甲烷古菌活性,而红霉素、螺旋霉素、氯霉素、头孢唑啉和四环素可同时抑制产甲烷古菌和丁酸互营氧化菌活性。     

CaO_2对污泥厌氧消化性能的影响

近年来,污泥厌氧消化得到了广泛关注,一方面能够实现污泥的减量化,另一方面又能得到有价值的消化产品。由于水解过程是限制厌氧反应的重要步骤,因此利用CaO_2强化污泥厌氧消化中水解和酸化过程。结果表明,适量的CaO_2的投加量能够显著促进污泥的水解和酸化过程,但对甲烷化有抑制作用。当CaO_2投加量为0.2g/g(污泥以挥发性悬浮固体(VSS)计)时,挥发性脂肪酸(VFA)的最大积累量为253.6mg/g,但CaO_2对VFA的组成影响不大。     

猪场废水的厌氧消化除磷机制

采用批式厌氧消化实验,研究了猪场废水厌氧消化过程中生物、物理和化学作用对磷去除的贡献。结果表明,厌氧消化6 d,灭菌的混合液几乎没有磷被去除;未灭菌的混合液,上清液总磷去除率为57.3%,且随着混合液总磷的减少,吸收液的磷逐渐增多,说明废水中的部分磷被转化成气态磷化合物并释放。将原水在4℃、厌氧条件下静置6 d,废水TP去除率为70.7%,说明物理沉降的除磷作用显著。对厌氧消化前后的污泥进行浸提,发现没有灭菌、灭菌混合液的污泥的Ca、Mg-RP(HCl-RP)含量分别增加93.4%和50.5%。由于没有灭菌的混合液的pH不断升高,灭菌的混合液的pH不断下降,说明生物的新陈代谢活动使得环境条件改变(pH增加)而有利于磷化合物沉淀的形成。实验表明,猪场废水厌氧消化过程中磷的去除是物理、化学及生物过程共同作用的结果。     

渗滤液添加量对餐饮垃圾厌氧消化的影响机制

系统地研究了渗滤液添加量对于餐饮垃圾厌氧消化产气过程的影响,结果分析表明,餐饮垃圾与渗滤液联合厌氧消化,可以有效地缓解酸抑制现象,增强厌氧消化系统的稳定性,提高沼气产率。当餐饮垃圾负荷为40 g·L-1,渗滤液与水的比例为1.227:1,将厌氧消化原液的氨氮调节至2 000 mg·L-1时,厌氧消化效果最好。沼气产率可达到840 mL·g-1 (以TS计),甲烷产率可达到375 mL·g-1,累积沼气产量达到理论值的94.32%,累积甲烷产量达到理论值的74.77%。     

富含腐殖酸还原混合菌的污泥厌氧降解对乙酰氨基酚的机制

以杭州市四堡污水处理厂的厌氧污泥为接种污泥,驯化富集了厌氧腐殖酸还原混合菌,加入不同的腐殖酸和碳源以优化驯化条件.结果表明,利用驯化厌氧污泥降解对乙酰氨基酚,1周降解时间内,驯化1个月的含腐殖酸还原混合菌群污泥比普通厌氧污泥降解率高34%,驯化半年的成熟厌氧污泥降解效果更好,降解率达90%以上.驯化厌氧污泥的最佳pH为7.0,Fe3 与腐殖酸同时存在时能进一步提高对乙酰氨基酚的厌氧生物降解效果.     

碳氮比对鸭粪中温厌氧消化的影响

在中温(35±1)℃、6%的料液浓度、pH为中性条件下,采用10 L玻璃瓶作为反应器对碳氮比(C/N)分别为15、20、25和35的4组鸭粪溶液进行厌氧消化实验,系统运行30 d,分析了厌氧消化过程中的COD(化学需氧量)、pH、VFA(挥发性脂肪酸)和产气量的变化。结果表明,碳氮比是影响鸭粪厌氧消化过程的重要因素,调节鸭粪碳氮比至25,可以使其厌氧消化获得最佳的产气效果,COD去除率为24.06%,原料干物质产气率为0.178 m3/kg,产气中甲烷含量为71.5%,产甲烷率为0.127 m3/kg。     

污泥加热预处理对中温厌氧消化的影响

对污泥加热预处理给中温厌氧混合消化和污泥单独消化带来的影响进行了研究.研究结果表明,污泥加热预处理有利于提高混合消化对 COD 的去除率,尤其是 SCOD 的去除率由 77%增长到 93%,但不利于 TS 和 VS 的去除;而对污泥单独消化,预处理则不利于有机物的去除.采用加热预处理后的污泥进样,混合消化和污泥单独消化的甲烷产气量均有所提高.     

固定化排硫硫杆菌对气体中H_2S去除特性

为提高生物滴滤塔净化气体中H_2S的运行效率,分别采用活性炭、陶粒、聚丙烯空心球3种填料,以排硫硫杆菌(Tiobacillus thioparus)接种生物滴滤塔处理含H_2S气体,研究了进气H_2S浓度、气体停留时间等参数对生物滴滤塔去除H_2S性能的影响。结果表明,采用排硫硫杆菌接种生物滴滤塔处理含H_2S气体,挂膜速度快,系统运行稳定且脱硫效率高。3种填料中活性炭填料脱硫效果最好,固定进气H_2S浓度1.5 g·m~(-3),停留时间高于23 s时,H_2S去除率可以达到94.4%以上,H_2S去除负荷达333.16 g·(m~3·h)~(-1)。动力学分析表明,活性炭生物滴滤塔最大H_2S去除负荷为666.7 g·(m~3·h)~(-1),饱和常数为0.87 g·m~(-3)。随着实验的进行,填料塔的压力降会因为生物膜的生长和单质硫的积累逐渐增加,严重时导致气体完全堵塞,需要进行鼓泡反冲以除去积累的单质硫。     

进料浓度对鸡粪连续中温厌氧消化的影响

针对高固体鸡粪厌氧消化运行困难问题,利用完全混合式厌氧反应器(CSTR),通过逐级提高进料总固体浓度(TS)的方法,研究不同进料TS((5.20±0.56)%、(7.24±0.36)%、(9.30±0.26)%和(6.22±0.26)%)的鸡粪连续中温厌氧消化效果。实验结果表明,进料TS由(5.20±0.56)%提高为(9.30±0.26)%,挥发性固体(VS)产气率由(0.64±0.05) L·g⁻¹下降为0.07 L·g⁻¹,有机物去除率明显减少,挥发性脂肪酸(VFAs)由(0.53±0.02) g·L⁻¹累积至(1.62±0.02) g·L⁻¹,总氨氮浓度(TAN)和游离氨浓度(FA)分别由(1.06±0.11) g·L⁻¹和(0.07±0.02) g·L^-1累积至3.40 g·L⁻¹和0.68 g·L⁻¹,消化过程受到氨抑制。采用Boltzmann模型对不同氨氮浓度下VS产甲烷率和VS去除率进行模拟,拟合结果表明,TAN升高所引发的FA持续累积导致高固体鸡粪厌氧消化氨抑制逐步形成,与VS产甲烷率相比,VS去除率对氨氮的抑制响应具有滞后性。降低进料TS至(6.22±0.26)%,氨抑制得到有效缓解,但反应器处于“抑制稳定状态”。因此,为保证反应器长期高效平稳运行,建议鸡粪连续中温厌氧消化的进料浓度不超过7.24%。研究为高固体鸡粪厌氧消化的工程化应用提供参考。     

2种载体对厌氧同步消化、反硝化的影响

驯化培养的厌氧消化菌和反硝化菌分别在以网格间距为180μm的不锈钢网和塑料网的载体上附着成膜,研究两种载体上附着微生物对厌氧同步消化和反硝化去除有机污染物和含氮污染物的影响。以不锈钢网为载体的系统,COD和NO-3-N的去除效率分别为66.7%~97.0%和89.0%~100%;以塑料网为载体的系统,COD和NO-3-N的去除效率分别为55.7%~97.0%和81.7%~98.4%。两系统对NH+4-N的去除效果不明显,但出水中NO-2-N没有明显积累;连续运行16 d后,不锈钢网和塑料网表面附着的微生物量分别为(0.0204±0.0022)g和(0.0305±0.0017)g。仅反硝化菌附着成膜时,塑料网为载体的系统对COD和NO-3-N的去除效果好于不锈钢网为载体的系统,但均低于厌氧消化菌和反硝化菌附着成膜时。研究结果表明,以可导电不锈钢网为载体的系统,厌氧同步消化和反硝化协同去除有机污染物和硝态氮污染物的能力要好于不导电塑料网为载体的系统。     

生物法降解养殖场臭气中H_2S的反应器启动

畜禽养殖场臭气成分复杂,完全去除较为困难。生物法是目前应用较广泛的脱臭方法,其中能否将生物膜附着在填料上是影响生物法去除恶臭气体效率的重要因素。本实验采用定时定量投加Na2S的方式驯化活性污泥,并选用MLSS浓度和SO42-浓度增量变化2个指标作为污泥驯化成熟的指标,比传统的以MLSS作为污泥驯化成熟的指标更准确。采用循环污泥的挂膜方式,运行2 d后,通入新鲜的空气和H2S气体,2周后反应器启动成功。     

亚硫酸盐、硫化物对厌氧消化的影响

通过人工模拟试验和用两相厌氧工艺处理造纸废水试验,探讨不同浓度SO_3~(2-)和S~(2-)对厌氧消化的影响.结果表明,当[S0_3~(2-)]<0.254g/L时对厌氧消化无明显影响,当[SO_3~(2-)]>0.508g/L时出现抑制现象.而硫化物在不超过0.0656g/L时对厌氧消化无影响,超过0.164g/L时出现明显的抑制现象,一般可通过污泥驯化提高微生物对硫化物的耐毒性.     

稀硫酸预处理对稻草厌氧消化的影响

以稻草为对象,研究了热稀硫酸预处理后对厌氧消化过程中的COD、pH、挥发性脂肪酸(VFA)、产气量及产气速率的影响。结果表明,以1.0%、1.5%和2.0%稀硫酸溶液预处理后,稻草厌氧消化系统总产气量分别提高了34%、125%和66%,甲烷产量分别提高了61.5%、215.1%和113.9%,挥发性固体(VS)去除率分别提高了15.5%、22.4%和17.6%,COD去除率分别提高了47.1%、57.4%和53.9%。浓度1.5%稀硫酸预处理对稻草厌氧消化效果最佳。     

畜禽废弃物厌氧消化过程的氨氮抑制及其应对措施研究进展

氨氮抑制是造成畜禽养殖废弃物厌氧消化处理效率低和运行稳定性差的主要因素之一。在总结国内外研究进展的基础上,简述了氨氮的来源及抑制阈值,剖析了氨氮抑制的机理及其影响因素,从氨氮的缓冲和微生物驯化2 个方面总结了氨氮抑制的应对措施。建议重点加强畜禽养殖废弃物厌氧消化过程中氨氮释放规律、“氨氮-VFAs-碳酸盐”三元缓冲体系的调控模式、氨氮抑制的微生物学机制等方面的研究,以期为提高畜禽养殖废弃物厌氧消化工程的处理效率和运行稳定性提供参考。     

稀盐酸预处理对稻草厌氧消化的影响

为探明稀酸预处理对稻草厌氧消化的影响,采用不同浓度的稀盐酸溶液对稻草进行了浸泡预处理,并在完全混合厌氧消化条件下,研究了稻草厌氧发酵过程中的产气量、甲烷含量,发酵液中COD、pH值及挥发性脂肪酸(VFA)的变化情况.结果表明,增大稀盐酸溶液浓度会提高稻草厌氧消化反应的效果.分别经4%、8%和12%的稀盐酸溶液浸泡预处理...     

超声波预处理对牛粪厌氧消化的影响

以牛粪为研究对象,考察超声波预处理对牛粪厌氧消化的影响。结果表明,适宜强度的超声波预处理对牛粪厌氧消化有一定促进作用。与未经预处理牛粪相比,在100、175、250W超声波预处理下牛粪厌氧消化的最高产气速率从127.02mL/d分别提高到179.26、212.73、298.71mL/d,累计产气量从1 674.18mL分别提高到2 279.81、2 508.05、2 730.66mL,消化液达到最低pH的时间从30d分别缩短至25、15、10d;消化液最大溶解性COD从14 881mg/L分别提高到16 450、17 080、19 250mg/L,牛粪挥发性固体的生物降解率从44.7%分别提高到55.4%、57.3%、61.7%。超声波强度过大将对微生物造成破坏,降低生物反应活性,从而抑制牛粪厌氧消化。经325W超声波预处理后,牛粪厌氧消化的最高产气速率、累计产气量等参数均不及未经预处理牛粪。在未来实际应用中,应注意控制超声波强度,以达到最优预处理效果。