温度变化对厌氧氨氧化反应的影响

对一套处理效率高、运行稳定的UASB．生物膜厌氧氨氧化反应器进行了温度变化的实验研究。实验结果表明,厌氧氨氧化反应对温度变化比较敏感,温度从31℃下降到17℃后,反应器内的厌氧氨氧化活性受到显著抑制,氨氮、亚硝酸盐氮和总氮的平均去除率迅速从97．0％、94．1％、86．0％下降为46．2％、41．8％、35．5％。当历时2个月反应器温度逐渐从17℃升高到31℃时,反应器内高效厌氧氨氧化活性逐渐得到恢复。反应器在17℃停止运行2个月后,直接升温至31℃再次运行,仅仅需要17d时间,反应器内厌氧氨氧化高活性就得到恢复,氨氮、亚硝酸盐氮和总氮的最高去除率达到99．4％、90．6％和85．0％。厌氧氨氧化反应的最佳温度应为31℃。     

不同好氧预处理方式对餐厨垃圾产甲烷的影响

为了研究不同好氧预处理方式对餐厨垃圾厌氧消化产甲烷的影响,通过建立3个模拟厌氧生物反应器,研究了传统厌氧生物反应器C1、上层好氧预处理-厌氧生物反应器C2和底部好氧预处理-厌氧生物反应器C3 3种不同操作条件下的产甲烷过程.结果表明,挥发性有机酸的累积使C1始终处于产甲烷滞后阶段;而C2、C3的好氧预处理通过加快易水解酸化组分和过量挥发性有机酸的好氧降解,有效缓解了酸性抑制,产甲烷滞后时间明显缩短至10 d内.第32天C2停止上层曝气后,在27 d内甲烷浓度达到了50％以上,同时,产甲烷速率迅速上升,并在第81天可达到峰值773 mL/(kg·d).C3在第11天停止底部曝气后,虽然经过22 d的时间甲烷浓度即上升至50％,但之后产甲烷速率经历回落阶段后再次逐渐上升,在实验结束时仅达到517 mL/(kg·d).上层曝气的好氧预处理方式所需曝气时间相对较长,但其产甲烷启动快,与底部曝气相比,其后期的甲烷化过程更稳定并可达到较高的产甲烷速率.     

湿地稻-鸭复合生态种养对甲烷菌种群数量影响的研究

采用厌氧培养箱技术．用最大或然数计数(MPN)法测定稻一鸭复合种养对水稻不同生育期土壤中的产甲烷菌种群数量的影响。结果表明,稻田土壤中产甲烷菌数量的变化规律与稻田甲烷排放的季节变化规律基本一致,早稻田土壤中菌数高峰期出现在孕穗期．晚稻田土壤中菌数高峰期出现在分蘖盛期。实行稻-鸭复合种养,显著降低了稻田土壤中甲烷细菌种群的数量。特别是减少了甲烷排放高峰期的甲烷细菌憨量。早稻田和晚稻田产甲烷菌种群数量分别比对照田降低20%-96．9％和94．3％～95．8％,且两系统土壤中甲烷细菌数量的差异达1％的显著水平。     

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。     

污泥的高温微好氧消化-厌氧消化工艺研究

城市污泥含有大量有机物和病原菌,需要稳定化处理。采用新型工艺高温微好氧与中温厌氧两级消化工艺(ATMD-MAD)处理城市污泥,与全程厌氧消化工艺(MAD)相比,不仅回收能源气体甲烷,而且缩短稳定化停留时间。55℃高温微好氧消化停留时间为2 d,后接35℃中温厌氧消化共运行24 d。结果表明,在ATMD-MAD系统中污泥的挥发性悬浮固体VSS去除率能在22 d时达到污泥稳定化要求的40%以上。ATMD-MAD工艺的单位VSS甲烷产量最高为496 m L/g VSS高于MAD工艺。在消化的前14天,可溶性挥发有机酸VFA在ATMD-MAD系统中的总量比MAD高出20%;在消化的第2天,ATMD-MAD系统中可溶性COD(SCOD)高出MAD工艺43.8%。ORP的变化反映了ATMD-MAD工艺保持了较好的厌氧状态,消化开始时的头2天限量曝气并没有给厌氧带来冲击。     

接种微生物与人粪便同步连续投加对好氧堆肥效果的影响

利用新型梨形筒式好氧堆肥反应器,在通风量为3．0L／min,搅拌频率为5min／h的条件下,就不接种微生物、接种土著菌种、枯草芽孢杆菌与酵母菌时人粪便连续投加好氧堆肥效果进行了对比。堆制20d即2个运行周期中各堆体的温度、含水率、COD、总氮、pH值与GI等的变化表明,接种微生物可以显著提高堆体的升温速率与堆体平均温度、COD降解率、Ct（P〈0．01）,堆肥可迅速达到完全腐熟。接种土著菌种效果最为明显（P〈0．01）,其后相继为枯草芽孢杆菌与酵母菌。接种土著菌种可使堆体温度在50℃以上维持18d,第8天COD降解率达到61．17％、总氮损失率为25．75％,第6天时GI达到108．22％。     

金属铁铝对混凝强化初沉污泥中温厌氧消化的影响

选取FeCl3和AlCl2·6H2O作为混凝剂对城市污水进行一级强化混凝处理,降低二级生物处理的进水负荷,减少污水生物处理系统的能量消耗。主要研究混凝过程投加的金属盐对一级强化混凝产生的初沉污泥中温厌氧消化的影响。和剩余污泥相比,初沉污泥更适合厌氧消化处理,污泥降解性能和产气性能更高。当采用城市污水一级强化混凝处理时,污泥中的金属和金属盐水解引起的pH降低,使混凝强化初沉污泥的厌氧消化受到一定抑制。随着污泥中铝含量的降低和铁含量的增加,厌氧消化的COD降解率和挥发性固体（Vs）降解率逐渐升高,生物气产量逐渐增大,产气速率加快。当混凝强化初沉污泥只含有铁时（铁含量为10．16mg／L）,混凝强化初沉污泥厌氧消化效果最好,产气稳定,而且产气速率高,生物气产量为237mL,生物气甲烷含量为55．5％,降解单位Vs产气量为0．80L／g,均高于其他含铝的混凝强化初沉污泥。污泥中的铁对初沉污泥厌氧消化的抑制作用远远小于铝的作用,说明铁盐适合用于城市污水的一级强化混凝处理。     

EGSB反应器处理产氢发酵液

以厌氧颗粒污泥为接种污泥,对厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器处理产氢发酵液的启动性能进行了研究。结果表明,在温度为（35±1）℃,水力停留时间（HRT）为6h的条件下,逐渐提高进水COD,经过40d连续运行,EGSB反应器启动成功。容积负荷达到14kgCOD／（m3·d）时,COD去除率约为80％,产气量为26．84L／d,甲烷含量为57．9％。     

一种新型可控堆肥反应器系统的快速厌氧堆肥研究

采用自制的好厌氧堆肥综合反应器系统进行厌氧堆肥实验。堆肥物料质量比为:污泥∶木屑∶聚丙稀酸钠(PAAS)=1∶0.15∶0.01,活性干酵母粉以50 mL/5 g的比例用5%生理盐水稀释后,按照5 g酵母粉/kg物料的比例掺入上述混合堆料中。研究表明,采用新型反应系统用于厌氧堆肥,能在21 d内完成一个堆肥周期,且堆肥过程各指标变化规律性强,堆肥效果稳定。     

季节性城市生活垃圾成分分析及厌氧消化特性研究

城市生活垃圾的成分及特性随着季节和人类在不同季节的生活习惯而变化,针对我国北方城市研究了一年中不同季节的城市生活垃圾成分特点,对影响厌氧发酵过程的相关成分如总有机碳（TOC）、总氮（TN）、蛋白质、脂肪和还原糖等进行了测定分析。通过厌氧消化实验,测得不同季节城市生活垃圾pH值、日产气量、沼气甲烷含量、甲烷累积量、挥发性脂肪酸（VFAs）和氧化还原电位（ORP）等参数的变化规律,分析相应变化的影响因素。结果表明,二、三季度的含水率分别为64．81％和67．50％,高于一、四季度,一季度发酵原料中蛋白质和脂肪含量分别为12．56％和8．86％,明显高于其他3个季度。一季度甲烷累积量最高,达到17616mL,单位发酵原料的产气量为204．8mL／g,也是4个季度中最高的,说明蛋白质、脂肪等有机成分含量对厌氧发酵过程及结果影响比较明显。为进一步的城市生活垃圾厌氧消化制取生物燃气的工艺条件提供依据。     

不同粒径零价铁（ZVI）对污水污泥H_2S和CH_4释放速率的影响

考察了不同粒径零价铁（ZVI）,包括200目普通铁粉（200m-ZVI）、800目超细铁粉（800m-ZVI）和纳米铁粉（nZVI,粒径=20 nm）,对污水污泥的硫化氢和甲烷释放速率的影响。研究发现：（1）在22 d内,添加0.1%的200m-ZVI使污泥的硫化氢释放速率提高48.0%,而添加0.1%的800-ZVI和nZVI,则使污泥的硫化氢释放速率分别降低33.1%和77.1%;（2）不同粒径ZVI均可以提高污泥沼气中的甲烷浓度,且依次为nZVI〉800m-ZVI〉200m-ZVI;（3）在23 d内,添加0.1%的200m-ZVI和nZVI使污泥的甲烷累计产生量分别提高了15.5%和40.6%,而添加0.1%800m-ZVI则使甲烷产生量降低了12.5%。nZVI可以有效控制污泥的硫化氢释放,并显著提升污泥在厌氧发酵过程的产甲烷速率。     

不同粒径零价铁(ZVI)对污水污泥H2S和CH4释放速率的影响

考察了不同粒径零价铁(ZVI),包括200目普通铁粉(200m-ZVI)、800目超细铁粉(800m-ZVI)和纳米铁粉(nZVI,粒径=20 nm),对污水污泥的硫化氢和甲烷释放速率的影响。研究发现:(1)在22 d内,添加0.1%的200m-ZVI使污泥的硫化氢释放速率提高48.0%,而添加0.1%的800-ZVI和nZVI,则使污泥的硫化氢释放速率分别降低33.1%和77.1%;(2)不同粒径ZVI均可以提高污泥沼气中的甲烷浓度,且依次为nZVI>800m-ZVI>200m-ZVI;(3)在23 d内,添加0.1%的200m-ZVI和nZVI使污泥的甲烷累计产生量分别提高了15.5%和40.6%,而添加0.1%800m-ZVI则使甲烷产生量降低了12.5%。nZVI可以有效控制污泥的硫化氢释放,并显著提升污泥在厌氧发酵过程的产甲烷速率。     

料液浓度对鸭粪中温厌氧消化的影响

在中温35±1 ℃、pH为中性条件下,采用10 L玻璃瓶作为反应器对料液浓度分别为2%、6%、10%和15%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、pH、挥发性脂肪酸(VFA)和产气量的变化.结果表明,调节料液浓度至合适的水平对鸭粪厌氧消化过程非常重要,调节鸭粪进料浓度至6%,可...     

Anaerobic bioconversion of carbon dioxide to biogas in an upflow anaerobic sludge blanket reactor

The increasing concentration of carbon dioxide (CO2)--the most dominant component of greenhouse gases--in the atmosphere has been of growing concern for many years. Many methods focus on CO2 capture and storage and there is always the risk of CO2 release to the environment. In this study, a new method to convert CO2 to biogas with a high content of methane (CH4) in an anaerobic system with a lab-scale upflow anaerobic sludge blanket reactor at 35 degrees C was developed. In a series of experiments, the reactor was run with and without CO2-saturated solutions including volatile fatty acids (VFAs) as sources of hydrogen. The concentration of dissolved CO2 in the influent solutions was 2.2-6.1 g/L, with corresponding chemical oxygen demand (COD) values of 2.6-8.4 g/L for the solutions. Overall CO2 removal values of 2.7-20 g/day (49-88% conversion) were obtained for the organic loading rates (OLR) and CO2 loading rates of 8-36 gCOD/L day and 6-26 gCO2/L x day, respectively with CH4 purity of above 70%. Also, VFA and COD removal were in the range of 79-95% and 75-90%, respectively. Methanogenic activities of the cultures with the concentrations measured as volatile suspended solids (VSSs) were 0.12-0.40 L CH4/gVSS x d with the highest value for the system containing acetic acid. This anaerobic method can be applied to reduce CO2 emitted to the atmosphere from a wide variety of industrial point sources with a value-added product, CH4.     

城市污水处理厂甲烷的释放通量

通过对山东省济南市某城市污水处理厂所有处理单元的采样监测,分析研究了污水处理过程中CH4的释放通量。结果表明,该污水处理厂主要的CH4释放单元包括厌氧池、好氧池、缺氧池和二沉池,其中,厌氧池是最主要的CH4释放单元,释放量约占到全厂的50%。经测算,该污水处理厂每年释放CH4约12 600 kg,CH4的人均释放系数为31.5 g/(人.yr),每处理1 t污水释放CH4334.6 mg。COD浓度可能是影响厌氧池CH4产生和释放的重要因素,在实验监测范围内,高COD浓度可能会促进CH4的释放。     

渗滤液回流对不同填埋结构甲烷变化规律的影响研究

建立了大型模拟填埋试验装置,研究了渗滤液回流对不同填埋结构甲烷变化规律的影响.每周对填埋气体中甲烷浓度进行监测.结果表明:厌氧填埋中回流操作使甲烷浓度峰值提前了147 d,峰值为59.6%(体积分数,下同);准好氧填埋中回流操作使甲烷浓度峰值提前259 d,峰值为44.7%.回流操作使甲烷产气高峰提前,增加产气量,加快填埋垃圾稳定,减轻渗滤液污染.厌氧填埋中进行回流操作有利于甲烷的回收利用;准好氧填埋结构可有效减少甲烷的排放,减小对环境的危害.稳定期的垃圾填埋体进行回流产生一定的甲烷,但浓度较低,最高仅26.0%,没有利用价值.     

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。     

含固率对牛粪常温厌氧消化的影响

在常温、pH值为7.0下,采用10 L玻璃瓶作为反应器对含固率(TS)分别为2%、6%、10%和14%的4组牛粪溶液进行厌氧消化实验,系统运行48 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,进料TS是影响牛粪厌氧消化产气效果的重要因素,调节牛粪进料TS至10%,可以使其厌氧消化获得最佳的产气效果,COD去除率为24.6%,产气中甲烷含量为56.1%。     

低温等离子体催化氧化甲烷的实验研究

采用电容耦合等离子体和催化剂协同作用对干空气中的甲烷进行了氧化实验，并和没有放置催化剂时进行了对比，结果表明，放置催化剂后甲烷的分解效率明显提高，反应产物中CO2的选择性增加，副产物NO和NO2的浓度减少．反应所需的能耗降低。甲烷的最终氧化产物为CO、CO2和H2O。     

污泥与高浓度有机废物厌氧消化反应中的产气量

研究了高温／中温两相厌氧消化反应器系用以同时处理污泥与不同高浓度有机废物时产气及产甲烷的变化特性。结果表明，气体及甲烷主要是在第二段的中温消化反应器内产生。当中温消化反应器的有机负荷ＶＳ为１．６５￣３．１０ｋｇ／ｍ＾３ｄ时，稳态条件下的平均产气量为１．９５８￣４．０２０ｍ＾３／ｄ，气体中甲烷的平均组成为６５％￣７３％，甲烷的比产率为０．３９７￣０．５１１ｍ＾３／ｋｇＶＳ。