生物质能利用技术-厌氧消化技术的研究新进展

厌氧消化技术是最重要的生物质能利用技术之一。厌氧消化技术是实现废物污染防治和能源回收利用的有效方法。本文综述了厌氧消化技术利用生物质废物回收利用生物质能的最新研究进展,分别介绍了生物质废物厌氧发酵产乳酸,氢气和甲烷的机理,研究现状和存在的问题,并对其进一步发展和未来的应用前景进行了分析和展望,为寻找适合中国的垃圾处理技术提供一些参考。     

不同底物条件下金属离子螯合剂对厌氧消化的影响

借助气相色谱分析,研究了金属离子螯合剂在不同有机酸存在时对厌氧消化的影响.结果表明,螯合剂A的添加可以有 效提高不同有机酸的甲烷产量和产甲烷速率,促进有机酸向甲烷的转化. 当螯合剂A的添加量为10μmoI/L时,丁酸、丙酸和乙酸的甲烷产量分别增加了19.8%、133.0%和45.2%.产甲烷的延滞期也明显缩短,最高产甲烷速率提高了4倍多.丁酸厌氧氧消化的4～8d间,丁酸降解率达56%,同时,气相色谱未检测到乙酸的累积,说明丁酸转化为乙酸后,乙酸很快被产甲烷菌利用.螯合剂A对有机酸产甲烷的促进作用可从酶学上得到支持,以乙酸为例,添加10μmoI/L螯合剂A时,污泥(vss)中辅酶F₄₂₀含量由空白实验的1.20μmoI/g提高到1.52μmoI/g.     

化肥行业中污水处理工程的设计与运行

介绍了化肥行业中污水的处理工艺,利用活性污泥在适宜的环境下（即曝气时）可去除COD,硝化茵可把氨氮氧化为NO2^-、NO3^-,以及在缺氧时（即推流时）反硝化菌可把NO2^-、NO3^-转化为N2,去除污染物,使处理后的污水出水水质达标排放。工程表明：处理后的污水出水水质能够达到《合成氨工业水污染物排放标准》GB13458—2001要求。     

有机垃圾单级高固体厌氧消化的中试实验

在中温(37℃)条件下,应用连续式单级高固体厌氧消化技术对有机垃圾进行了实验室规模的处理研究.结果表明:①根据产气量及pH值变化在时间上可划分为酸化阶段、恢复阶段、稳定阶段及过饱和阶段.②经过酸化的过程后,pH值最低达到5.6左右;在恢复阶段反应器内pH值随TS浓度的增加而稳定在6.8～7.8之间,产气量及甲烷气体浓度均增加;③稳定阶段有机垃圾消化反应总体运行状况良好,第125d出现最大日产气量.为91.86 L·d-1,此时消化液TS浓度为14.78%,甲烷气体的浓度50%一55%左右,HRT为20d,生物降解率为65.28%.④超负荷阶段,TS浓度达到17.71%,氨氮浓度为3770 mg·L-1,抑制了产甲烷杆菌的代谢,发酵液的PH值持续下降到5.8左右,生物降解率也下降到48.25%.     

重金属对猪场废水厌氧消化蓄积抑制

为了探明重金属离子在猪场废水厌氧消化中的蓄积抑制作用,用急性抑制试验法和蓄积抑制试验法,研究了Cu2+、Zn2+、Cr3+对厌氧消化的半抑制浓度和蓄积特性.结果表明,Cu2+、Zn2+、Cr3+对厌氧消化的半抑制浓度分别为1.26、1.79和2.10 mg·g+1(以VSS计),当Cu2+、Zn2+、Cr3+的浓度分别累积到1.92 mg·g-1,0.96 mg·g-1和2.24 mg·g-1(以VSS计)时,甲烷产生速率被抑制50%,说明Zn2+属于高度蓄积,Cu2+和Cr3+为明显蓄积.     

Co-inhibition of methanogens for methane mitigation in biodegradable wastes

The inhibition effects and mechanisms of chlorinated methane and acetylene on methanogenesis in the anaerobic digestion process of the biodegradable wastes were investigated.It was found that both chloroform and acetylene could effectively inhibit methanogens while the biodegradability of the wastes was not affected.Acetylene inhibited the activity of methanogens,while chloroform inhibited metabolic process of methanogenesis.A central composite design (CCD) and response surface regression analysis (RSREG) were employed to determine the optimum conditions and interaction effects of chloroform and acetylene in terms of inhibition efficiency,production of volatile fatty acids and molar ratio of propionic acid to acetic acid.Chloroform had significant effect on enhancing the production of VFA (F = 121.3;p<0.01),and acetylene promoted the inhibition efficiency (F = 99.15;p<0.05) more effectively than chloroform (F = 9.72;p>0.05).In addition,a maximum molar ratio of propionic acid to acetic acid of 1.208 was estimated under the optimum conditions of chloroform concentration of 9.05 mg/kg and acetylene concentration of 3.6×10-3 (V/V).Hence,methanogens in the wastes can be inhibited while the stabilization process of the biodegradable wastes can still work well,as propionic acid generated during the inhibition process could hardly be utilized by methanogens.     

江苏省城市污泥中多环芳烃的含量及其主要影响因素分析

采用高效液相色谱,对江苏省21家代表性城市污水处理厂污水污泥中多环芳烃含量进行了分析.结果发现,污泥中含有7-16种PAH化合物,都是以2(或3)个苯环的化合物为主,而难降解4-6个苯环的化合物所占质量分数均较低.但污水来源及其处理方式、污泥处理方法等均影响着污泥中PAHs的含量及组成,消化可明显降低污泥中PAHs的含量.污泥中∑PAHs总量在11.68-169.91 mg·kg-1,各污泥间含量差异显著;具有致癌性的PAHs含量在1.17-41.03 mg·kg-1,平均值为6.59mg·kg-1;被列入中国环境"优先污染物"的PAHs含量在4.07-59.06 mg-kg-1之间.其中萘是江苏城市污泥中均含有的PAHs化合物,而对于强致癌性化合物苯并(a)芘,其含量相对较低,在污泥中含量一般在0-2.20 mg·kg-1,平均含量为0.15mg·kg-1,远低于我国农用污泥控制标准的3.0 mg·kg-1.     

甲烷化出水循环量对固体废物厌氧水解的影响

在蔬菜花卉类废物的两相厌氧消化过程中,利用甲烷化出水循环至水解反应器凋控厌氧水解过程,以加速固相有机物的水解.比较甲烷化出水循环量分别为0.1、0.5、1.0、2.0 m3/(m3·d)时,水解环境(pH、碱度、ORP、氨氮浓度、还原糖浓度)、水解微生物量和水解效率(SCOD和还原糖的累计溶出量、水解速率常数)的变化,探讨了循环量对水解过程的影响.结果表明,甲烷化出水循环增强了水解环境的缓冲能力和稳定性,高循环量有利于微生物的合成代谢和生物量的增加,水解效率随循环量的增加而升高.该工艺运行9 d后,循环量为0.1、0.5、1.0、2.0 m3/(m3·d)时,水解液的SCOD(以VS计)累计溶出量分别达到334、407、413、581 mg/g,相应的一级动力学水解速率常数分别为0.065、0.083、0.089、0.105 d-1.     

超声波强化剩余活性污泥缺氧/好氧消化的研究

试验选取超声波声能密度,超声时间、超声间隔3个因素没计正交实验,研究了超声波对城市污水剩余活性污泥(WAS)的缺氧/好氧消化的作用.结果表明,经超声辐照的WAS缺氧/好氧消化9天后,MLVSS去除率最高达50.9%,比未经超声辐照的提高了14.4%.对实验结果的分析表明,超声波强化WAS的缺氧/好氧消化的最佧参数为:超...     

剩余污泥预处理技术概览

全球气候大会以及中国政府在CO2减排方面的承诺使剩余污泥厌氧消化产生能源这一老生常谈的问题再次受到关注.污泥生物细胞裂解/水解是限制厌氧消化效率的重要瓶颈,而污泥预处理技术可有效提高细胞破裂、水解效果,最大限度地发掘出剩余污泥中的有机能源.目前全球研发的污泥预处理技术多种多样,其中既有具备工程应用经验的超声波、聚焦脉冲...