PEF技术在污泥厌氧消化处理中的应用研究

高压脉冲电场技术作为新型的污泥厌氧消化预处理手段,被国外学者广泛关注。高压脉冲电场可有效改善污泥的理化性质,提高污泥中溶解性物质的浓度,强化污泥的厌氧消化过程和产甲烷效率,并且可以作为外加的电子供体用于反硝化脱氮,但是其处理效果受多种因素的影响,只有在各因素协调配合的条件下,对污泥的预处理效果才能达到最佳。鉴于国内PEF技术在污泥预处理过程中的应用研究尚处于萌芽阶段,通过查阅大量的国内外文献,着重介绍了高压脉冲电场处理污泥的作用机理,分析了各个反应器控制参数对高压脉冲电场污泥预处理效果的影响。在今后的研究工作中应针对其作用机理、影响因素及相关运行设备进行更加深入的探讨研发,为实际生产工作提供科学指导依据。     

以脱水污泥为接种污泥促进好氧污泥颗粒化

以脱水造粒形成的物理颗粒污泥为接种污泥,明显提高了好氧污泥颗粒化速度.研究结果表明：在第20d,接种物理颗粒污泥的R2中90%以上的污泥粒径即大于0.2mm,而接种絮状污泥的R1中只有26.7%.颗粒化过程中,接种物理颗粒污泥的R2中SVI始终小于80mL/g沉降性能良好,第25d时污泥浓度为6300mg/L,而R1为3200mg/L.脱水过程未对污泥活性造成明显影响,培养期间两者COD去除率均大于90%,但培养后期R2中TN的去除率约为70%,明显优于R1的55%,其主要原因为R2中的污泥粒径大于R1.经过5d的曝气剪切后仍有39.8%的物理颗粒污泥大于0.2mm,为颗粒化提供了大量诱导核,同时物理颗粒污泥内部营养传输孔道的形成与EPS的內源消化和反硝化产气有关.     

厌氧消化过程稳定性与微生物群落的相关性

为探析厌氧消化过程稳定性与微生物群落的相关性,在餐厨垃圾厌氧消化反应器中引入负荷扰动以诱导不同的运行状态,理化分析和高通量测序相结合用于研究各个状态下的状态参数响应及微生物群落动态.结果表明,均衡的群落结构保证了反应器的稳定运行,稳定状态下反应器的甲烷产率和挥发性固体（VS）去除率分别高达（0.50±0.01）LCH₄/gVS和（89.58±0.08）%.高负荷下产酸细菌（柔膜菌门、放线菌门）大量增殖,诱导互养脂肪酸降解菌（梭菌纲）的相对丰度剧增,然而与之互营的氢型产甲烷菌的丰度和活性却下降了.产甲烷菌与互养脂肪酸降解菌的失衡导致它们不能有效的互养合作,从而引起挥发性脂肪酸（VFA）积累和过程失稳.积累的VFA和氨使比乙酸产甲烷活性（SAMA）和比产甲烷活性（SMA）分别下降60.12%和72.51%,进一步加剧了过程失稳.扰动停止后,尽管反应器恢复了原有运行条件和性能,但微生物群落达到了新的平衡.     

油脂去除对餐厨垃圾压滤液厌氧消化的影响

采用常温（25℃）厌氧消化工艺,通过设计两种不同的进料浓度和4个处理方式,研究了油脂的去除对餐厨垃圾压滤液厌氧消化产沼气的影响,并考察了消化过程中典型工艺参数pH值、挥发性脂肪酸（VFA）、CODCr、总磷等的变化规律.试验结果表明油脂对餐厨垃圾压滤液厌氧消化的产气前期有一定的抑制作用,但是整体抑制不明显.处理T1（未隔油餐厨垃圾滤液800 mL）、T2（隔油餐厨垃圾滤液800 mL）、T3（未隔油餐厨垃圾滤液500 mL）、T4（隔油餐厨垃圾滤液500 mL）的产气总量分别为：84357、55539、45031和31033 mL,其中T1的产气总量是T2的1.52倍;T3的产气总量是T4的1.45倍,结果表明餐厨垃圾滤液不需要经过隔油处理而直接可以用于厌氧消化产沼气.同时,当压滤液低浓度（T3、T4）时,产气差异小;高浓度（T1、T2）时,产气差异大.此外,在整个厌氧消化过程中,处理T1、T2、T3和T4的CODCr总去除率分别为80.44%、78.53%、79.67%和80.7%.     

厨余垃圾高固体厌氧消化处理中氨氮浓度变化及其影响

在中温(35℃)条件下,应用连续式单级高固体厌氧消化技术,研究氨氮浓度在厨余垃圾处理过程中的变化规律.结果表明,在系统稳定运行阶段,投料强度为150.0g/d,挥发性固体甲烷转化率近90%,有机负荷达到4.94kgVS/(m³·d),反应速率为1.48m3CH4/(m³·d),运行情况较为理想.反应运行80d,氨氮浓度超过1700mg/L时,系统呈现氨氮抑制状态,有机负荷为0.77kgVS/(m³·d),反应速率为0.39m3CH4/(m³·d),较稳定运行期大幅度下降.在此过程中,氨氮浓度从消化初期的420mg/L逐渐递增到3000mg/L左右,其中在稳定运行过程中增加速率较大,平均37.15mg/(L·d).同时,微生物经过长期驯化,对高浓度氨氮的抵抗能力增强,系统运行至190d时,氨氮浓度再次升高至3000mg/L,产气速率仍可维持在1.07m³CH4/(m³·d),系统状态较为良好.     

厨余垃圾与粪便现场处理工艺研究及设计

提供一套厨余垃圾与粪便的现场处理工艺,并根据单元小试研究数据研制出中试装置,用于模拟处理一个单元居民楼的厨余垃圾与粪便。设计处理量0. 2t d ,包括真空收集、固形物厌氧消化、消化污泥造粒制肥、混合污水的厌氧好氧处理等整套处理工艺,实现了厨余垃圾及粪便的源头收集、现场减量处理,同时可产出菌肥和沼气。     

有毒物冲击负荷对厌氧折流板反应器的影响

在16.2L厌氧折流板反应器（ABR）中,以五氯酚钠配水进行了毒物冲击负荷试验当进水COD为1100～1200mg/L,HRT为24h时,连续两大投加五氯酚钠 17.72、17.48mg/L,再以 1～2mg/L连续进水结果表明,ABR具有较强的抗毒物冲击自助,反应器后段 COD去除率在第6d可基本恢复到冲击前水平,整个系统活性恢复约需4周仲击负荷后系统微生物依次经历明显被抑制的阶段及其代谢活性恢复的阶段用COD去除率比值和COD_vfa与COD_filt值可以表征系统恢复的历程     

残渣吸着对消化道中土壤多环芳烃生物可给性体外测定的影响

用体外模拟方法研究了土壤中多环芳烃在消化过程中的释放,并验证了如下假设:消化过程释放出来的多环芳烃部分吸着在消化残渣相中,且该吸着可以影响多环芳烃生物可给性测定结果,研究结果表明,经消化释放出来的多环芳烃可以部分吸着在消化固相残渣中,就有机碳含量从2.87%到0.63%的四种土壤中的平均情况而言,多环芳烃残余固相上的吸着量占总可给态量的比率分别为:43.6%±14.3%(二氢苊),29.8%±24.6%(苊),43.1%±22.9%(芴),34.1%±25.8%(菲),14.0%±16.2%(蒽),25.2%±15.9%(荧蒽),33.4%±23.1%(芘),30.7%±26.6%(苯并葸)和29.1%±23.4%(芑),显然,忽略吸着现象将显著低估实际消化率,如果对吸着进行定量校正,则总多环芳烃的消化率分别从校正前的18.9%,12.2%,22.8%和33.4%增长到29.0%,29.3%,41.9%和37.6%,提升幅度在4.21%到10.1%之间.     

堆肥预处理对园林废弃物厌氧消化的影响

对经不同时间好氧堆肥预处理(0,3,5,7,9d)的园林植物废弃物进行厌氧消化实验,研究预处理时间对厌氧消化过程中产气量、甲烷含量、pH值、NH+4-N和SCOD等特性的影响。结果表明:堆肥预处理能够降解破坏木质素和碳水化合物之间的化学键及晶格结构,增加可溶性物质含量,提高厌氧消化产气量及甲烷含量,促进NH+4-N和SCOD去除。从提高园林植物废弃物产气量的角度看,以堆肥预处理7d为原料的反应器启动快,气体产量和甲烷含量最高,厌氧消化效果最好。     

黄酒加工废弃物资源化利用途径

黄酒作为一种保健饮品越来越得到青睐,黄酒糟作为黄酒副产物随其产量上升而增加,这一富含营养成分的高浓度有机质若不经妥当处理必将造成环境污染,且本身也是一种资源浪费。目前,处理黄酒糟较为普遍的方式为直接用作饲料,不仅未能高效利用酒糟中的营养成分,同时也未将其做无害化处理,依旧可能产生环境风险。从黄酒糟成分分析入手,并将其与酒精糟、甘蔗糟、白酒糟等进行比较分析后得出糟渣间成分的相似性与可比性,再借鉴国内外对各种糟渣的资源化处理方式,论述了几种可行的黄酒糟资源化途径,包括用作饲料、制取单细胞蛋白(SCP)、植物培养基、厌氧消化产氢产甲烷、成分提取等途径。