Chemical and spectroscopic characterization of organic matter during the anaerobic digestion and successive composting of pig slurry

In this work, anaerobic digestion of pig slurry and successive composting of the digestate after centrifugation were studied by means of chemical analysis, FTIR and fluorescence spectroscopy as excitation–emission matrix (EEM). Chemical analysis highlighted the organic matter transformation occurring during the processes. A decrease of volatile solids and total organic carbon were observed in the digestate with respect to the fresh pig slurry as a consequence of the consumption of sugars, proteins, amino acids and fatty acids used by microorganisms as a C source. Water Extractable Organic Matter (WEOM) was obtained for all samples and fractionated into a hydrophilic and a hydrophobic fraction. The highest WEOM value was found in the pig slurry indicating a high content of labile organic C. The digestate centrifuged and the digestate composted showed lower hydrophilic and higher hydrophobic contents because of the decrease of labile C. Total phenolic content was lower in the digestate with respect to fresh pig slurry sample (36.7%) as a consequence of phenolic compounds degradation. The strong decrease of total reducing sugars in the digestate (76.6%) as compared to pig slurry confirmed that anaerobic process proceed mainly through consumption of sugars which represent a readily available energy source for microbial activity. FTIR spectra of pig slurry showed bands indicative of proteins and carbohydrates. A drop of aliphatic structures and a decrease of polysaccharides was observed after the anaerobic process along with the increase of the peak in the aromatic region. The composted substrate showed an increase of aromatic and a relative decrease of polysaccharides. EEM spectra provided tryptophan:fulvic-like fluorescence ratios which increased from fresh substrate to digestate because of the OM decompostion. Composted substrate presented the lowest ratio due to the humification process.     

假单胞菌好氧降解四溴双酚A的特性

为了解四溴双酚A(TBBPA)的好氧降解特性,采用选择富集法从活性污泥中分离出一株能够高效降解四溴双酚A的菌株。根据其形态、生理生化特性及16S rDNA核苷酸序列分析,该菌株被鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。研究结果表明,该菌株可通过好氧共代谢方式实现四溴双酚A的降解,葡萄糖是四溴双酚A降解的最佳碳源,其最优降解条件为葡萄糖8 g/L,牛肉膏0.5 g/L,pH值为7.0,培养温度为35℃,摇床转速为150 r/min。在该条件下其生物降解过程符合一级动力学模型,6 d后的降解率高达95.6%。LC-MS结果表明,四溴双酚A在好氧降解过程中会生成异丙苯酚类物质。     

共代谢膜生物反应器法处理二甲基亚砜废水

采用蔗糖作为共代谢基质与一体式好氧膜生物反应器（MBR）工艺相结合处理二甲基亚砜（DMSO）废水。考察了装置的污泥驯化效果、DMSO去除率、污泥的性能、HRT和冲击负荷对DMSO去除率的影响。试验结果表明：驯化第29天,DMSO去除率达98.5%,表明MBR内的污泥已驯化成功;在MBR运行的正式期,当DMSO处于高负荷状态时,DMSO去除率较低;随蔗糖加入量的增加,DMSO去除率逐渐提高,最终恢复到DMSO高负荷冲击前的DMSO去除效果;正常运行时,装置进水ρ（DMSO）=257~1 448 mg/L（平均值为718 mg/L）、出水ρ（DMSO）=6~22 mg/L（平均值为7 mg/L）,DMSO去除率为96.4%~99.6%（平均值为98.9%）;在MBR运行的正式期,污泥体积指数小于100 mL/g,表明污泥的沉降性能较好,MLVSS/MLSS较高,表明污泥的活性高,MBR内MLSS的平均值为5.52 g/L,MLVSS的平均值为4.78 g/L;MBR适宜的HRT为12 h。     

季铵化合物对好氧活性污泥吸附Ni2+的影响研究

以季铵化合物中最具潜在影响力、毒性较大的苄基季铵盐(BAC)为模型物,进行了BAC对好氧活性污泥吸附Ni2+的影响研究.结果表明,当反应液初始pH≤3时,不同浓度的BAC对好氧活性污泥吸附Ni2+的影响较小,当初始pH在3～9时,不同浓度的BAC对Ni2+吸附的抑制影响顺序为100 mg/L＞20 mg/L＞0 mg/...     

煤气废水中有机化合物的生物去除特征

好氧/缺氧/好氧生物处理系统是一种新型煤气废水二级处理工艺,该工艺通过改变微生物的生化环境,充分发挥各单元对有机化合物的降解功能,强化了有机化合物总体去除效果.主要采用气相色谱/质谱联用(GC/MS)测试方法,分析对比煤气废水进水及其系统各单元出水中有机化合物的成分,结合生物降解的特点,评价各单元对有机化合物的去除效果...     

添加不同量的腐殖酸对猪粪堆肥中主要养分变化的影响

腐殖酸是一种可以控制堆肥氮素损失的天然固定剂,通过研究腐殖酸对猪粪堆肥过程中主要养分含量变化的影响,确定了腐殖酸的最佳加入量.结果表明,加入5%含量(占鲜猪粪重)的腐殖酸最有利于发酵反应的进行,能够促进有机质的分解,有效控制氮素损失,可使速效钾含量增加,但对有效磷的转化能力影响不大;与其他处理相比,加入5%含量的腐殖酸...     

人粪便中温好氧堆肥过程的有机物降解特性研究

利用密闭式小型堆肥反应器,以锯末作为堆肥载体,采用批量反应的操作方式,在35℃的温控条件下进行了人粪便的中温好氧堆肥实验。结果表明,在14 d的堆肥反应周期内,粪便中以COD为参数的有机物去除率可达到70%左右,且在10～12 d内基本完成有机物降解。在中温条件下,堆体容易保持适宜的含水率和pH值,维持适宜微生物繁殖生长的条件。运用磷脂法进行堆肥过程中微生物总量的分析,表明在一个堆肥周期内,微生物经历了环境适应期、稳定增殖期、生物量下降期等3个阶段,这一微生物繁衍规律与有机物的去除密切相关。与高温堆肥相比,中温堆肥能够减少设备加热的能量消耗,是缺水地区人粪便处置的可选方法之一。     

2种反应器中好氧颗粒污泥培养的比较研究

以絮状活性污泥为接种污泥,采用人工配制的模拟生活污水,分别在气提式序批反应器(SBAR)和序批式活性污泥反应器(SBR)中成功地培养出了成熟的好氧颗粒污泥.SBAR和SBR中的好氧颗粒污泥都具有稳定的基本形态结构,其微生物主要由杆菌和球菌组成,对COD的去除率可达到93%左右.对NH+4-N的去除率可达到98%以上.SBAR中好氧颗粒污泥的粒径主要分布、污泥体积指数(SVI)、比耗氧速率(SOUR)、TN去除率和TP去除率分别为0.45～2.00 mm、19.97 mL/g、47.68 g/(kg·h)、82%和65%;而SBR中好氧颗粒污泥的粒径主要分布、SVI、SOUR、TN去除率和TP去除率分别为0.18～1.00 mm、29.12 mL/g、43.21 g/(kg·h)、58%和50%.相对而言,SBAR更有利于好氧颗粒污泥的培养和运行.     

颗粒化序列间歇式活性污泥反应器工艺处理化粪池污水

在序列间歇式活性污泥反应器(SBR)中成功培养出适应化粪池污水水质的好氧颗粒污泥.并将其应用于化粪池污水的处理.在好氧颗粒污泥培养的第15天左右,SBR中开始出现细小的颗粒,然后微生物在其上繁殖生长使颗粒逐渐增大而成熟;在第24天时,SBR中絮状活性污泥已基本实现了颗粒化.培养出的好氧颗粒污泥对化粪池污水有稳定的处理效果,在进水完全为化粪池污水时,COD、NH_4~+-N、TN的平均去除率分别为77%、61%、47%.但是,由于化粪池污水COD较低,因此无法维持较高的生物量,在后期的稳定运行过程中MLSS始终维持在2 500 mg/L左右.好氧颗粒污泥的同步硝化反硝化作用是其稳定脱氮的保证.     

ABR反应器的两种快速启动方法对比

ABR反应器的启动是ABR反应器能否高效稳定运行的关键,其影响因素很多。为了更好地实现ABR反应器的启动,提出了通过2种不同启动方法的对比,即1^#反应器采用好氧预挂膜的方法,2^#反应器采用低负荷启动法,得出的结论为,好氧预挂膜启动法的启动时间短,COD去除率高,出水pH稳定,颗粒状污泥生长情况较好,是一种可推广的启动方法。