微量Co对餐厨垃圾厌氧消化的影响研究

针对餐厨垃圾厌氧消化酸抑制而造成的消化效率低和产气量低等问题,采用中温(35℃)厌氧消化研究了微量Co对餐厨垃圾厌氧消化过程中的pH值、挥发性脂肪酸(VFA)、COD、产气速率及产气量的影响。结果表明:投加0.25~2.00 mg/(L·d)的微量Co均可以改善餐厨垃圾单相厌氧消化酸抑制的现象。至第25 d反应结束,C1~C4组(Co投加量分别为0.25 mg/(d·L)、0.50 mg/(d·L)、1.00mg/(d·L)和2.00 mg/(d·L))的COD的去除率分别比CK(对照)组的高5.75%、10.91%、7.97%和4.74%。CK的产气速率峰值和累积产气量分别为867 mL/(d·L)和13 798 mL/L,C1~C4处理的产气速率峰值分别为2 143 mL/(d·L)、3 193 mL/(d·L)、2 204 mL/(d·L)和2 510mL/(d·L),其累积产气量分别达到19 244 mL/L、24 433 mL/L、20 264mL/L和16 989 mL/L。C1~C4的产气速率峰值及累积产气量分别比CK的高147.17%~268.28%和23.13%~77.08%。其中,投加0.50mg/(d·L)的微量Co对餐厨垃圾厌氧消化酸抑制的缓冲作用最好且其COD去除率、产气速率峰值和累积产气量最高。因此,投加0.25~2.00 mg/(d·L)的微量Co均有利于缓解餐厨垃圾单相厌氧消化酸抑制的发生并提高厌氧消化效率和产气效率。     

微量金属强化餐厨垃圾厌氧消化优化条件研究

采用L9(34)正交试验,研究了CoCl2·6H2O、FeCl2 ·4H2O及NiCl2·6H2O投加量对餐厨垃圾厌氧消化总固体(TS)、挥发性固体(VS)和COD减量及累积产气量的影响,确定了三因素的主次顺序及最优工艺条件.结果表明,当CoCl2·6H2O、FeCl2·4H2O及NiCl2·6H2O的投加量分别为0.1 mg/(L·d)、1 mg/(L·d)和0.4 mg/(L·d)时,餐厨垃圾厌氧消化减量及产气效果均最优.在此条件下,经过25 d单相厌氧消化,餐厨垃圾厌氧消化TS、VS、COD的去除率及累积产气量分别达到46.04％、61.02％、58.24％和27 433 mL/L,比不投加微量金属的处理分别高16.98％、28.12％、27.84％和48.63％.Co、Fe和Ni的投加量对餐厨垃圾厌氧消化TS、VS和COD去除率及累积产气量均有显著影响,其中Co的影响达到极显著水平;Co、Fe和Ni对餐厨垃圾厌氧消化减量及产气效率影响的主次顺序及显著性从大到小均为Co、Ni、Fe.     

餐厨垃圾厌氧干发酵处理产甲烷潜力及动力学研究

研究采用中温厌氧干发酵反应器,针对餐厨垃圾厌氧干发酵过程中p H,VFA,COD和产气量的变化,结合修正Gompertz方程分析厌氧干发酵产甲烷的动力学过程。在中温厌氧干发酵系统负荷和初始条件下,分析厌氧干发酵产甲烷过程变化,建立厌氧干发酵产甲烷模型,对其预测和试验验证及误差进行分析。结果表明,在中温厌氧干发酵过程中p H先下降后上升,VFA浓度先增加后减少,COD去除率保持在76.02%~90.28%之间;修正Gompertz动力学模型,可以较好地分析餐厨垃圾厌氧干发酵产甲烷过程(决定系数R~20.99),经拟合,具有较高的产甲烷能力,且与试验结果显著相关;在检验水平a=0.05条件下,其方差分析的P值为0.938,大于0.05的显著性,表明模型能较好地预测厌氧干发酵累积产甲烷量。     

利用普通反硝化活性污泥快速启动厌氧氨氧化试验

采用有效容积为6.3 L的上流式流化床接种普通污泥,进行了厌氧氨氧化反应器的启动,研究了先富集反硝化污泥再启动厌氧氨氧化反应器的过程特征。首先投配硝氮质量浓度70 mg/L、以葡萄糖为碳源、COD为200 mg/L的模拟废水增强污泥的反硝化能力。运行6 d后,出水硝氮质量浓度在10 mg/L左右,反应器对硝氮的去除率稳定在80%以上,污泥具有较高的反硝化活性。随后投配氨氮质量浓度50~60 mg/L、亚硝氮质量浓度30~58 mg/L的废水进行厌氧氨氧化菌培养。培养一开始出水氨氮质量浓度就比进水低,第31 d氨氮的去除率达到50%以上。逐步提高进水氨氮和亚硝酸氮质量浓度,从100 mg/L、140 mg/L、200 mg/L到420 mg/L,氨氮和亚硝氮去除率亦不断提高。第40 d后,反应器氨氮去除量、亚硝氮去除量和硝氮增加量之比在1∶(1.3±0.2)∶(0.3±0.1)范围内小幅波动,表明厌氧氨氧化反应已经成为反应器内的主导脱氮反应。经过76 d的培养,在进水氨氮和亚硝氮质量浓度分别为405.23 mg/L和488.24 mg/L时,反应器对它们的去除率达到80%和95.22%,最大氮去除速率为0.93 kg/(m3·d)。研究表明,采用上流式流化反应器先富集反硝化菌再培养厌氧氨氧化菌和采用逐步提高进水负荷的启动策略,对于快速培养高活性Anammox污泥、启动反应器是有效的。     

Fenton法降解餐厨垃圾废水恶臭的试验研究

基于Fenton法对水中有机污染物的强氧化能力,研究其对餐厨垃圾废水中恶臭物质的去除条件及降解特性.采用GC-MS分流进样(分流比5∶1)的方法,对目标物质进行分离,并选择离子(SIM)模式检测.餐厨垃圾废水各目标污染物质分离情况良好,共检出20种挥发性有机恶臭污染物,其总质量浓度为8.60 mg/m3.通过单因素试验,研究H2O2、Fe2+投加量、pH值、氧化时间对恶臭物质(以甲硫醇、乙酸乙酯和二硫化碳为代表)的去除效果;并利用正交试验进一步确定以上因素的影响程度,从而得出Fenton氧化试验的最佳反应条件:反应初始pH=5,H2O2投加量为0.98 mol/L,Fe2+投加量为10 g/L,反应进行120 min.此时目标分析物质总降解率达99.6％,水样臭阈值降低了 97％以上.试验结果满足环境恶臭污染物无组织排放限值,该法对高效降解餐厨垃圾废水异味具有参考价值.     

餐厨垃圾两相厌氧发酵工艺恶臭排放特征

为了研究餐厨垃圾两相厌氧发酵工艺的恶臭排放特征,以餐厨垃圾为发酵底物进行了中试规模的两相连续式厌氧发酵试验,对主要工艺单元,如餐厨垃圾堆放点和破碎点、酸化出料、产甲烷出料及产甲烷反应器排气口的臭气进行采集,采用三点比较式臭袋法分析臭气浓度,采用冷阱富集-GC/MS技术分析恶臭物质组成和质量浓度。结果表明:5个单元的恶臭污染都较严重,其中酸化出料、产甲烷出料和产甲烷反应器排气口的臭气浓度都达到了104级;5个单元共检出含氧类、芳香烃、硫化物、萜烯类和卤代烃5类29种物质,各单元总检出质量浓度分别为0.751 mg/m3、1.274 mg/m3、5.540 mg/m3、22.011mg/m3和38.548 mg/m3,其中硫化氢、柠檬烯、乙醛、丙醛和二氯甲烷的检出质量浓度较高;结合各组分的阈稀释倍数筛选出该工艺的主要致臭物质为硫化氢、乙硫醇、乙硫醚、甲硫醇、乙醛和丁醛;通过对各组分的健康风险分析,初步识别出该工艺健康风险较大的物质为硫化氢和丁醛,释放风险最大的单元为产甲烷反应器排气口。     

餐厨垃圾固渣厌氧发酵产甲烷潜力及Logistic动力学研究

为考察餐厨垃圾经提炼生物柴油处理后的固渣厌氧生物处理的可行性,在中温条件下,研究固渣批式厌氧发酵的产气特性和物质转化过程,并结合Logistic方程分析该固渣厌氧消化产甲烷的动力学过程.结果表明,该固渣具有较高的厌氧发酵产甲烷潜力,在2:1的物料比条件下,单位质量固渣产气效率最高,甲烷产量达633 NmL/gVS.稳定状态下,Logistic方程可以较好地分析餐厨垃圾固渣厌氧发酵产甲烷过程(决定系数R2＞ 0.99),经过拟合,产甲烷潜力为661.33NmL/g VS,最大产甲烷速率为106.78 NmL/(g VS-d),无滞后期,与试验结果基本一致.随底物负荷提高,总挥发性脂肪酸和氨氨的质量浓度分别达到14 800 mg/L、2 500 mg/L,pH值降至5.0左右,产甲烷菌活性受到总挥发性脂肪酸(VFAs)、高浓度氨氮(NH4+-N)及低pH值的严重抑制.     

ABR厌氧氨氧化反硝化协同脱氮除碳研究

为明确厌氧氨氧化和反硝化协同脱氮除碳过程,采用ABR反应器控制进水氨氮和亚硝酸盐氮质量浓度分别为75 mg/L、110 mg/L,研究在不同进水COD浓度下脱氮除碳效果。结果表明,在ABR反应器的不同隔室脱氮除碳途径存在差异,低浓度COD(质量浓度120 mg/L)为Anammox菌和反硝化菌之间良好的协同作用提供了保障从而实现稳定高效脱氮除碳,TN和COD去除率分别在98%和79%以上,但在高进水COD(质量浓度120 mg/L)条件下,异养反硝化作用增强使得COD去除率可达到92%,Anammox受到限制致使总氮去除率降至70%。     

气升环流反应器处理去油脂餐厨垃圾废水

利用气升式环流反应器,处理某连续运行的处理去油脂餐厨垃圾废水的UASB反应塔厌氧出水。结果表明,当进水由易降解啤酒变为难降解的UASB出水时,进水基质突变以及葡萄糖效应等会导致出水COD出现跃升。稳定期,当进水有机物质量浓度和氨氮质量浓度分别为1 500 mg/L和390 mg/L左右,水力停留时间为1.5 d时,COD和NH+4-N去除率分别达到70%和88.6%。反应器内30~90 mg/L的游离氨会对硝化菌的新陈代谢产生明显的抑制作用。出水NH+4-N和COD浓度能够达到CJ 343—2010《污水排入城市下水道水质标准》B等级规定。     

家庭厨余垃圾分布式就地厌氧消化工艺及效果研究

针对厨余垃圾收运后集中处理模式的收集难、成本高的问题,设计了分布式就地厌氧消化工艺,用研制的设备进行半连续试验.运行80 d左右趋于稳定,稳定后的VS去除率高于60％;VS进料产气率、VS进料甲烷产率分别为0.444 m3/kg VS、0.245 m3/kg VS,VS去除产气率、VS去除甲烷产率分别为0.737 m3...     

稀土元素(La3+)对厨余垃圾暗发酵产氢性能影响研究

通过在厨余垃圾暗发酵产氢过程中添加不同质量浓度的稀土元素La3+,考察稀土元素对产氢性能的影响。结果表明,添加一定质量浓度的La3+能促进厨余垃圾产氢效率,而高质量浓度则有抑制效应。添加La3+质量浓度为0.5 mg/L时效果最佳,产氢量和总有机酸量达到最大,分别为43.11 mL/gVS和11 871.7 mg/L,分别是对照组的1.45倍和1.24倍。添加一定量的稀土元素也能同时促进产氢污泥的胞外多聚物的生成。     

采用Mg(OH)2调节pH值对富磷剩余污泥厌氧消化过程氮磷释放的影响

以A/O工艺排出的富磷剩余污泥为对象,通过两组厌氧消化反应器(1组目标,1组对照),对比研究了Mg(OH)2作为pH值调节剂对污泥厌氧消化过程氮磷释放的影响。结果表明,Mg(OH)2在促进污泥水解的同时,可以有效降低消化液中NH4+-N、PO34--P质量浓度。经过21 d消化,目标反应器中VSS比对照试验多削减10%,但上清液中NH4+-N、PO4--P质量浓度仅为对照的25%、10%。消化后污泥中灰分增加,导致污泥浓缩与脱水性能显著提高。     

复合式氧化沟工艺处理城市污水

为研究复合式氧化沟对有机废水的处理效能,利用有效容积为120 L的模型反应器,研究了复合式氧化沟工艺处理城市污水的特性.结果表明,当HRT从55 h逐步变为10 h的过程中,复合式氧化沟对生活污水的COD及BOD5去除率分别可以保持在86%和92%以上,对NH 4-N的去除率也达到了83%左右.在HRT为20 h和25 ℃左右的室温条件下,即使COD、BOD5和NH 4-N的质量浓度分别在125.30～492.00 mg/L、56.26～249.44 mg/L和20.00～32.91 mg/L较大范围内波动,系统对它们的去除率都能保持在90%以上,使出水COD、BOD-5和NH 4-N质量浓度分别维持在3.74～47.01 mg/L、0.93～11.45 mg/L和0.28～3.26 mg/L的范围,均达到国家要求的一级标准.因此,复合式氧化沟能有效去除污染物,且能较好地适应水质水量的变化,稳定性好,去除效率高,抗冲击负荷能力强.     

镍对栅藻深度处理生活污水的影响研究

将栅藻包埋固定在海藻酸钙凝胶珠中,对人工污水进行深度净化,研究其在不同质量浓度Ni2+条件下对污水中氨氮和正磷酸盐的净化效率,以及净化过程中藻类叶绿素a质量浓度、过氧化物酶(POD)活性变化和去污过程中藻细胞富集Ni2+的情况。结果表明,低质量浓度Ni2+可引起藻细胞应激性反应,光合活性提高,解毒机制增强,未影响氨氮和正磷酸盐的净化效率;高质量浓度Ni2+会造成藻细胞伤害,光合活性减弱,POD活性下降,氨氮和正磷酸盐的净化效率减小。Ni2+对栅藻深度处理生活污水影响程度依据其在水体中的质量浓度。