天氧消化过程中温度骤降对酸化活动抑制性的研究

对于厌氧消化过程的酸化阶段,反应器内温度的快速下降将对碳水化合物的分解和产酸活动产生明显抑制。当温度依次从30℃下降到25、20和15℃时,反应器内厌氧微生物数量呈缓慢减少趋势,受温度影响不大;但是,厌氧酸化过程却明显表现出受到每一次骤然降温的影响,其碳水化合物的平均去除率随温度骤降从92％依次降低为84％、72％和25％,且最低分别达到78％、52％和10％。研究还表明,随着温度的骤降,厌氧酸化活动将立即受到强烈抑制,并需要一定的时间来恢复以适应发酵温度的改变。     

酸化餐厨垃圾厌氧消化产氢研究

分析了餐厨垃圾酸化过程中的pH、挥发性脂肪酸(VFA)产量及含水量等参数的变化,考察了酸化餐厨垃圾厌氧消化过程中的产氢情况,并探讨了调节初始pH对酸化餐厨垃圾产氢的影响.结果表明,餐厨垃圾的酸化是一个前期极为快速的过程,经过1d的酸化,新鲜餐厨垃圾的pH就从6.0左右下降到4.5左右,而后pH缓慢下降,经过5～6 d的酸化,pH下降到4.0以下;餐厨垃圾酸化过程中,产生的VFA主要是异戊酸,其浓度变化与VFA的浓度变化趋势较为一致;酸化时间为1、3、4、5、6d的餐厨垃圾体系产生的氢气的最高体积分数呈递减趋势,产氢量也呈现出相同的变化趋势;初始pH对酸化餐厨垃圾体系的产氢影响是很大的,调节到相同初始pH的不同体系,产氢的结果可以相近.因此,pH是酸化餐厨垃圾厌氧消化产氢过程中必须控制的关键因素之一.     

污泥厌氧消化过程中磷行为的数学模型研究进展

城市污水处理厂的剩余污泥在厌氧消化过程中会释放大量的磷,因此厌氧消化是潜在的可以实施磷回收的工艺。利用数学模型可更清楚地描述厌氧消化过程中生化和物理-化学反应过程。由国际水协会提出的厌氧消化模型1号(ADM1)没有包含对磷行为的描述。主要介绍了目前基于ADM1描述厌氧消化过程中针对磷的行为所作的修改与扩展,总结了与磷释放和沉淀有关的生化过程和物理-化学过程模型,最后在此基础上提出了相关的研究展望。     

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。     

餐厨垃圾单相厌氧酸化系统恢复参数

针对现今餐厨垃圾单相厌氧酸化系统缺乏有效的恢复性监控指标,提出可有效表征酸化系统恢复的监控指标。在中温条件下,连续对餐厨垃圾单相厌氧消化系统进行负荷冲击及恢复,分别对pH、沼气产率及成分、挥发性脂肪酸组成成分、总碱度(TA)和碳酸氢盐碱度(BA)及其组合指标进行监测分析。结果表明,传统单因子参数不能有效地指示系统恢复,选取VFA/BA和丙酸/乙酸的比值作为餐厨垃圾单相厌氧酸化系统恢复指示性参数。在酸化系统恢复过程中,当丙酸/乙酸≤1.4、VFA/BA≤0.4时,表明系统中各种挥发酸浓度值已恢复正常,且具有足够的缓冲能力,可提高反应器负荷,保证反应器恢复启动运行。     

热碱预处理和pH协同控制厌氧酸化产物及控制机理分析

通过调节系统pH对餐厨垃圾厌氧消化酸化产物进行实验研究的结果表明,当pH为4～5时,酸化产物中乙酸占总酸累积浓度的59.83%,丙酸所占比例最低,仅为3.94%,酸化产物组成最合理,对后续产甲烷过程有利,但此时,酸化产物累积量少,酸化效率低。实验结果表明,采用热碱预处理和控制系统pH相结合的方法能够同时提高餐厨垃圾厌氧消化酸化效率和优化酸化产物组成,该方法使总VFAs累积浓度提高了68%,且酸化产物组成合理。扫描电镜的微观分析结果显示,经热碱预处理的餐厨垃圾微观结构发生了明显改变,动力学分析结果也表明,经热碱预处理后的餐厨垃圾较未经处理的餐厨垃圾厌氧产酸速度更快。     

搅拌对污泥厌氧消化过程中污泥形态及微生物活性的影响

搅拌对污泥厌氧消化过程中的物料传质具有非常重要的作用,为进一步了解搅拌对厌氧消化微观环境的影响,考察了污泥厌氧消化过程中搅拌和无搅拌条件下污泥形态、微生物活性及分布的变化。采用吖啶橙染色法对微生物中的RNA、DNA染色,通过染色情况分析微生物活性的空间分布。结果表明,搅拌系统中污泥絮体结构松散,粒径细小,但具有良好的沉降性能;搅拌系统中RNA/DNA(以荧光的相对面积表征)和脱氢酶活性均高于无搅拌系统,说明适度搅拌可以提高污泥厌氧消化系统中微生物活性。RNA/DNA与传统脱氢酶的测试结果基本一致,但前者测试过程简单、结果直观且可获得微生物活性的空间分布特性,因此可用于微生物活性的评估。     

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.     

城市污水厂污泥两相厌氧消化工艺与传统厌氧消化工艺的比较研究

本文以高温酸化——中温甲烷化两相厌氯消化工艺为主,对城市污水厂污泥进行了两相厌氧消化工艺与传统厌氧消化工艺的比较研究。结果表明,在总停留时间均为10天的情况下,两相消化工艺对VSS的去除率比中温传统消化工艺提高50％左右,比高温传统消化工艺提高35％左右。高温酸化0.5天后,中温甲烷化8.5天,即可达到中温传统法20天的处理效果。另外,该两相厌氧工艺对大肠杆菌群和粪源大肠杆菌群的灭活量在2～3个数量级,灭菌效果优于中温传统法,且产甲烷反应器中保持较高的缓冲能力。因而,高温酸化——中温甲烷化两相厌氧消化工艺可达到对城市污水厂污泥的稳定和灭菌,是一种高效可靠的新型污泥处理工艺,具有较大的实用价值。     

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。     

啤酒废水常温厌氧消化启动及运行实验

采用自行设计的复合式厌氧反应器在常温下对啤酒废水进行了厌氧发酵产沼气的实验研究,将进水COD控制在5 000 mg/L左右,采取逐步缩短HRT的方法来提高进水有机负荷,结果表明,启动运行41 d之后,产气量上升速度加快,反应器成功启动运行;在稳定运行过程中,随着负荷的升高,产气量呈阶梯式渐次上升,COD去除率保持在90%以上,出水pH值维持在7.0左右,TSS去除率达到60%以上,出水水质较好,说明该反应器具有较好的厌氧消化处理有机废水的能力。     

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。     

碱解+低温水热预处理改善剩余污泥中温厌氧消化性能工艺

以城市污水厂剩余活性污泥为对象,研究在不同碱解药剂和剂量以及不同水热预处理温度和水热时间下"碱解+低温水热预处理"的破胞效果。通过对预处理泥样进行中温((35±1)℃)厌氧消化生物化学甲烷势(biochemical methane potential,BMP)实验来评价该预处理工艺对中温厌氧消化性能的影响。实验结果表明,SCOD的溶出效果及VSS的减量化程度随着加碱剂量、水热温度的增加而呈现先升高后略有下降的趋势,且在碱解条件为0.05 g NaOH/g TS和水热条件为70℃、9 h时的预处理条件下破胞效果最为显著;在该预处理条件下,SCOD的溶出率可达52.3%,VSS的降解率达到33.3%。BMP实验结果显示,在最佳预处理条件下,与对照组相比,TCOD去除率提高了77.1%,甲烷产气量是对照组的2.7倍,甲烷产气率可达354 mL CH4/g VS。     

基于温差的规模化生活垃圾干式厌氧发酵工艺的产气特征

以北京某生活垃圾干式厌氧发酵工程为对象,通过对厌氧发酵运行温度与环境气温之间的温差调控,分析了不同季节下中温干式厌氧发酵工艺的产气特征。结果表明,干式厌氧发酵运行温度受环境气温影响较大,夏季平均运行温度最高,VS产气率以夏季和秋季较高,容积有机负荷波动大,不同季节平均容积产气率从高到低依次为：夏季>春季>冬季>秋季。统计分析结果表明,该干式厌氧发酵工程的产气能力与运行温度显著相关(p<0.01),春、夏、冬3季的温差与VS产气率显著相关(p<0.05),秋季温差与缓冲能力显著相关(p<0.05)。因此,在具备较大pH缓冲能力的条件下,加强春秋季变温期的温差调控,通过加温和增加回流比等方式提升春秋季变温期、冬季低温期的厌氧运行温度,并提高夏季容积有机负荷,有助于提高该干式厌氧发酵工程的产气效能和运行稳定性。本研究结果可为工程规模干式厌氧发酵工艺的稳定运行及高效产沼气提供参考。     

耐酸厌氧消化污泥处理餐厨垃圾

采用耐酸驯化的厌氧消化污泥处理餐厨垃圾,在酸性条件下（pH=4．5）,对实验装置容积负荷从1．0kgVS／（m3·d）分9次逐级增加到5．0kgVS／（m3·d）的过程进行了跟踪监测,并较深入地研究了驯化污泥代谢活性和处理效果。实验结果表明,pH4．5的耐酸厌氧消化污泥,最佳投加负荷约为4．5kgVS／（m3·d）,此负荷下容积产气率,CH4含量平均值均达最大,分别为1．68m3／（m3·d）,75．0％。耐酸厌氧消化装置持续增料运行46d,产甲烷菌仍能保持较高的活性,其COD去除率范围为40．4％-75．0％,仍能保持pH7．2时处理效果的65．0％-91．8％,表明在低pH、低碱度下实现稳定的产甲烷过程是可行的。     

耐酸厌氧消化污泥处理餐厨垃圾简

采用耐酸驯化的厌氧消化污泥处理餐厨垃圾,在酸性条件下（pH=4.5）,对实验装置容积负荷从1.0 kg VS/（m³·d）分9次逐级增加到5.0 kg VS/（m³·d）的过程进行了跟踪监测,并较深入地研究了驯化污泥代谢活性和处理效果。实验结果表明,pH 4.5的耐酸厌氧消化污泥,最佳投加负荷约为4.5 kg VS/（m³·d）,此负荷下容积产气率,CH₄含量平均值均达最大,分别为1.68 m³/（m³·d）,75.0%。耐酸厌氧消化装置持续增料运行46 d,产甲烷菌仍能保持较高的活性,其COD去除率范围为40.4%~75.0%,仍能保持pH 7.2时处理效果的65.0%~91.8%,表明在低pH、低碱度下实现稳定的产甲烷过程是可行的。     

餐厨垃圾的高温厌氧消化处理研究

在55℃条件下,研究了餐厨垃圾高温厌氧消化过程中pH、VFA、总磷、产气量以及COD、TS和VS的变化,结果表明：在消化过程中pH先下降后上升,总VFA浓度增大,而其中游离态VFA浓度先增大后减少。消化过程总产气量为43 211 mL,整个过程消耗TS的平均产气率为158.98 mL/g TS,COD去除率为38.76％,总磷去除率达到98.87％,底物TS和VS去除率分别31.71％和50.24％。经过厌氧消化处理,沼渣中不含对人体和许多动物有害的沙门氏菌、痢疾杆菌、大肠杆菌及粪大肠杆菌,而富含有机质、氮、磷和钾等的营养物质和芽孢杆菌、防线菌等有益菌种。