城市生活垃圾和污水厂剩余污泥联合厌氧消化产气性能研究

以城市生活垃圾和污水厂剩余污泥为消化原料,在中温(35℃)条件下,采用序批式厌氧消化方式,研究了生活垃圾和剩余污泥不同混合比例下的厌氧消化产气性能,以及不同原料配比对厌氧消化过程及消化效率的影响。按照生活垃圾和剩余污泥VS比分别为1∶0(R1),2∶1(R2),1∶1(R3),1∶2(R4)和0∶1(R5),试验设置了5个试验组。研究结果表明:两种物料混合后有助于提高消化效果和产气性能,其中,当城市生活垃圾和剩余污泥VS比为2∶1时,系统厌氧消化效果最好,VS去除率为35.98%,单位VS产气量为348.84 m L/g,产气中甲烷含量为53.8%,消化时间较单纯生活垃圾厌氧消化缩短了9 d。说明一定比例的生活垃圾和剩余污泥联合厌氧消化是提高厌氧消化效率的有效途径。     

不同预处理剩余污泥的中温厌氧消化试验研究

设计单因素试验,考察了热处理时间和碱投加量对剩余污泥有机质溶出和厌氧消化产沼气的影响。结果表明:加热和碱预处理均可明显地促进有机质溶解和提高厌氧产气效率;与原污泥相比,高温处理20 min后,剩余污泥可溶性有机质和累积厌氧产气量达到最高,分别为2 550 mg/kg和3 275.33 mL,较对照污泥分别增加了7.4倍和34.15%;高浓度CaO(6%和10%)处理后,剩余污泥中STOC浓度分别达到3 280 mg/kg和3 340mg/kg,较对照污泥STOC浓度(305 mg/kg)提高了9.75和9.95倍;CaO预处理对污泥厌氧消化影响较复杂,表现为低浓度促进产气和高浓度抑制产气;2%CaO处理下,累积产气量比对照提高了39.87%;6%和10%CaO处理下,累积产气量低于对照污泥。     

稻草与猪粪连续混合厌氧消化制备生物燃气研究

以挥发性固体(VS)比1∶1的稻草与猪粪为混合原料,采用40 L有机玻璃反应器进行连续厌氧消化,考察不同有机负荷率(OLR)(3~12 kg VS/(m3·d))及温度(55℃、35℃)对厌氧消化性能及稳定性的影响。结果表明:高温消化在整个OLR范围内,池容产气逐渐增大,最大达到4.98 m3/(m3·d),平均原料产气率为439 L/(kg VS);中温消化在OLR为12 kg VS/(m3·d)时出现严重的挥发性脂肪酸(VFAs)抑制,在稳定运行的OLR范围(3~8 kg VS/(m3·d))内,池容产气率逐渐增大,最大达到3.45 m3/(m3·d),平均原料产气率为413 L/(kg VS);用p H值判断厌氧消化系统的稳定性可能不够灵敏或具有滞后性,VFAs、碱度以及p H连续变化的监测对于诊断消化系统可能存在的不稳定因素较为有效;在高有机负荷条件下易出现污泥膨胀,中温消化系统更易形成。     

畜禽粪便、污泥、农村垃圾中温联合厌氧消化技术研究

利用中温厌氧消化工艺,在CSTR反应器内对畜禽粪便、污水处理厂污泥及农村生活垃圾3种原料进行联合厌氧消化试验研究,重点探讨了3种原料的配比问题。结果表明,在温度为37℃,停留时间为20 d,粪便、污泥、垃圾TS之比为6∶3∶1,容积负荷为3.61 g/(L.d)的条件下,系统稳定性和处理效果都比较理想,单位VS的产气率为0.36～0.39 L/g,VS去除率为45.1%～49.4%。     

污泥两相厌氧处理技术的实际应用及探讨

介绍污泥两相厌氧处理技术的发展状况以及相对污泥单相厌氧处理技术的优点所在,并以大连夏家河污泥厂为例,对以污泥两相厌氧处理技术为基础的技术改造进行选型和节能量的计算,并在能耗、产气量、产气周期等方面对改造前和改造后进行了详细的对比,最后得出结论污泥两相厌氧技术相对之前广泛应用的污泥单相厌氧处理技术,具有很大的优势,值得广泛推广。     

组合碱预处理对玉米秸秆厌氧消化的影响

为提高玉米秸秆厌氧消化的产气量及产气效率,采用不同质量分数的组合碱(质量比为2∶1的NaOH和Ca(OH)2)对其进行预处理,经过3 d的预处理后,考察组合碱对玉米秸秆成分及厌氧消化产沼气的影响。结果表明,组合碱预处理能有效缩短消化启动时间,并不同程度提高秸秆的产沼气能力。其中质量分数为3%的组合碱处理组产气状况最好,消化60 d后的总产气量可达24035 m L,日均产气率为400.58 m L/d,总固体产气率、挥发性固体产气率分别为358.73 m L/g和369.77 m L/g,在相应的厌氧消化时间内有效提高了玉米秸秆的厌氧消化效率。     

狼尾草高底物同步糖化乙醇发酵全残留物产甲烷特性研究

以汽爆狼尾草的高底物浓度乙醇发酵全残留物为底物,进行甲烷潜力测试(BMP)以及单相全混式连续搅拌反应器(CSTR)厌氧消化实验,以验证乙醇发酵全残留物的产甲烷特性及残留物中各组分在生产清洁能源甲烷时的底物贡献率。经过50 d的BMP实验,甲烷产量最终达到884 mL,相应的甲烷产率为390.6 mL/g VS,其中纤维素和半纤维素在第10天达到产气高峰,累计产气量占全残留物累计产气量的48.2%,小分子酸和酶与酵母在第2天达到产气高峰,其产气量分别占全残留物累计产气量的22.4%和26.4%。随后使用CSTR反应器进行单相厌氧消化,有机负荷从1.5 g VS/(L·d)逐渐提升至3.5 g VS/(L·d),最终获得457.1 L/kg VS的甲烷产率和47.3%的挥发性固体(VS)去除率。结果表明:狼尾草作为一种木质纤维素原料,在获得满足工业蒸馏需求的乙醇浓度后,其发酵全残留物仍可作为良好的底物通过厌氧消化制取甲烷,不仅减少工艺的环境排放负荷,而且可提高原料的利用率。     

餐厨垃圾厌氧消化工艺研究

为了提高餐厨垃圾的厌氧消化效率,对餐厨垃圾序批式厌氧消化(BT)、半连续厌氧消化(SCT)、固液两相厌氧消化(SLT)进行了比选研究。研究结果表明,SLT生产系统有效提高了厌氧消化效率,单位沼气产量与甲烷含量也都显著提高,SLT,SCT及BT的单位VS最大沼气日产量分别为430,270 m L和150 m L,最高甲烷含量分别为68%,57%和50%;SLT的产酸效率及有机酸利用率均显著提高,有机负荷率较SCT提高50%,能够达到9 g/(L·d)。餐厨垃圾的SLT工艺有机负荷及消化效率较SCT及BT工艺均有大幅提高。     

水葫芦固液分离后残渣连续干发酵的研究

以水葫芦为原料进行固液分离,在室温条件下,采用批量连续发酵工艺对水葫芦残渣进行发酵产沼气的试验,试验发酵HRT(水力滞留时间)为30 d。采用500 ml发酵装置30套,每天投料100 g,试验共进行90 d。试验结果表明,经过1个周期(30 d)的运行后,发酵液日产气量较稳定,TS产气率为181 L/kg,VS产气率为237L/kg,甲烷体积分数达55%～59%。发酵后的有机物可以制成有机肥料,便于运输。连续发酵工艺克服了单相发酵过程中因水葫芦含水量高,造成体积膨大、池容产气率低、发酵周期长、出料不便、易结壳、沼渣综合利用困难等问题,也克服了两相消化过程中的酸化阶段消耗大量的水等问题。     

微波辅助MgO/SBA-15预处理对玉米秸秆厌氧消化的影响

为探索微波辅助MgO/SBA-15预处理玉米秸秆对其厌氧消化产气的影响,采用Mg O/SBA-15对玉米秸秆进行预处理,并在中温条件下进行厌氧消化产气试验。试验结果表明:微波辅助Mg O/SBA-15预处理玉米秸秆能有效破坏其原始构态,提高纤维素回收率和底物的可生物降解性,为厌氧发酵产沼气奠定良好的基础。在MgO/SBA-15与干基质的质量比分别为0%、10%、20%的条件下,预处理后的玉米秸秆厌氧消化产气能力较未预处理组有较大提高,厌氧消化启动时间有所提前。与对照组相比,经10%和20%MgO/SBA-15预处理的玉米秸秆单位挥发性固体(volatile solid,VS)产气量分别可提高55.28%和41.00%;90%最大产气量厌氧消化时间分别缩短1d和0 d;VS减少率分别提高7.3%和4.1%。综合考察预处理效果、日产气量、累积产气量和厌氧消化启动时间,相比于质量比20%的MgO/SBA-15组,质量比为10%的Mg O/SBA-15预处理效果更好。     

我国城市生活垃圾厌氧消化处理的探讨

分析了我国城市生活垃圾处理现状及存在问题，探讨了以厌氧消化技术为主的城市生活垃圾处理方式，为解决我国的城市生活垃圾问题提供参考。     

超声波促进污泥厌氧消化的研究

介绍了超声波的作用机理，指出在污泥厌氧消化过程中，污泥水解是限速步骤，在厌氧消化前，对污泥进行超声波破解预处理，促使细胞壁破裂，细胞内含物溶出，可以加速污泥的水解过程，从而达到缩短消化时间，减少消化池容积，提高沼气产量的目的。     

Kinetics of anaerobic digestion

The basic chemical kinetic equations for anaerobic digestion have been solved to get closed form solutions for the substrate concentration and the concentration of anaerobes. Numerical calculations have been performed to obtain quantitative estimates for their time behaviour.     

基于渗滤液回流的干式厌氧发酵研究进展

基于渗滤液回流的干式厌氧发酵技术,为中国沼气事业的高速发展提供了可持续的废弃物处理方法。文章概述了基于渗滤液回流方式的干式厌氧发酵技术的研究进展,对于渗滤液回流的方式、阶段、比例和处理方式进行了比较,探讨了多种渗滤液回流干式发酵典型工艺及工程实例,并概述了干式厌氧发酵过程中优势菌群的特征及转变。研发适合处理我国城镇垃圾和有机农业废弃物的干式厌氧发酵工艺及成套化小型设备,开展基于渗滤液回流干发酵技术的试点工作,并在中央地方补贴等政策制定过程中统筹考虑。     

铜离子对猪粪厌氧消化性能的影响研究

在实验室条件下,研究了铜离子浓度为100⁶00μg/g时对猪粪厌氧消化性能的影响。结果表明:铜离子浓度为100～300μg/g时可提高甲烷产量,浓度为400～600μg/g时,则明显抑制甲烷产量;整个过程中,系统的pH值一直维持在6.5600μg/g时对猪粪厌氧消化性能的影响。结果表明:铜离子浓度为100～300μg/g时可提高甲烷产量,浓度为400～600μg/g时,则明显抑制甲烷产量;整个过程中,系统的pH值一直维持在6.5⁷.2,无明显酸化;当铜离子浓度为300μg/g时,COD去除率最大,达到68.23%。铜离子浓度对TS,VS去除率影响不明显,TS去除率为30%7.2,无明显酸化;当铜离子浓度为300μg/g时,COD去除率最大,达到68.23%。铜离子浓度对TS,VS去除率影响不明显,TS去除率为30%³5%,VS去除率为55%35%,VS去除率为55%⁶0%。不同重金属浓度的COD在前15 d内均达到较高值,这有利于反应高效进行,而氨氮(NH4+-N)一直处于升高状态,对反应中的产甲烷微生物造成抑制作用,最终导致消化系统氨中毒,使Cu400,Cu500,Cu600 3个处理的发酵罐产气提前结束。     

菠萝皮厌氧发酵产沼气的研究

介绍了以菠萝皮为原料,在25℃恒温条件下,采用批量发酵工艺,进行发酵产沼气实验,实验结果表明,菠萝皮可以作为沼气发酵原料,未加碱时产沼气潜力为574.81 mL/gTS,604.30mL/gVS,甲烷含量51.34%;而加碱时产沼气潜力为568.66 mL/gTS,597.84 mL/gVS,甲烷含量52.96%。     

Anaerobic digestion of slaughterhouse by-products

Anaerobic digestion of animal by-products was investigated in batch and semi-continuously fed, reactor experiments at 55 °C and for some experiments also at 37 °C. Separate or mixed by-products from pigs were tested. The methane potential measured by batch assays for meat- and bone flour, fat, blood, hair, meat, ribs, raw waste were: 225, 497, 487, 561, 582, 575, 359, 619 dm³ kg^?1 respectively, corresponding to 50–100% of the calculated theoretical methane potential. Dilution of the by-products had a positive effect on the specific methane yield with the highest dilutions giving the best results. High concentrations of long-chain fatty acids and ammonia in the by-products were found to inhibit the biogas process at concentrations higher than 5 g lipids dm^?3 and 7 g N dm^?3 respectively. Pretreatment (pasteurization: 70 °C, sterilization: 133 °C, and alkali hydrolysis (NaOH) had no effect on achieved methane yields. Mesophilic digestion was more stable than thermophilic digestion, and higher methane yield was noticed at high waste concentrations. The lower yield at thermophilic temperature and high waste concentration was due to ammonia inhibition. Co-digestion of 5% pork by-products mixed with pig manure at 37 °C showed 40% higher methane production compared to digestion of manure alone.     

厌氧消化过程氨抑制研究进展

随着厌氧消化理论研究的不断深入,厌氧消化工艺的研发和应用取得了迅速的发展,但处理效率低和!运行稳定性差是厌氧消化中普遍存在的问题,其中氨积累引发氨抑制是主要原因之一。文章简述了厌氧消化过程中氨抑制产生的机理及氨抑制的主要影响因素,介绍了氨抑制过程中微生物变化规律研究现状,总结了消除和缓解氨抑制的方法,并提出了厌氧消化氨抑制的重点研究方向。     

利用厌氧消化技术处理病死猪的工程应用

病死猪的无害化处理是大型养猪场面临的一大难题,该文以天津某生猪养殖场沼气工程为例,通过监测发酵原料中加入病死猪前后的沼气工程运行情况,探讨了利用厌氧消化技术处理病死猪的可行性问题。该工程日处理TS为3%的粪污约500 m3,处理猪场病死猪20~30头,鲜重为1.0~1.5 t。通过监测发现,病死猪作为发酵原料与猪粪污水混合后,系统运行稳定。与纯猪粪污水发酵相比:沼气日均产气量没有明显变化;沼气中甲烷含量提高约9%,达到67%左右;而沼气中硫化氢含量高出近一倍,达到0.67%左右,通过生物脱硫技术可降至0.01%左右。混合原料的发酵残渣经固液分离,沼渣中有机质含量为67.4%、总养分含量为12.6%,均高于国家有机肥标准。     

暗河式生物质产沼气技术的中试研究

简要地介绍了暗河式生物质产沼技术的原理和特点。研究小型暗河式沼气池以猪粪和青草为发酵原料，在适当pH值、总同体含量和碳氮比的条件下，沼气产量和单位池容产气率与温度之间的关系。