垃圾焚烧厂渗滤液厌氧处理的研究进展

焚烧是垃圾处理的主要方式,垃圾堆放贮存过程中产生的渗滤液具有高化学需氧量、高悬浮性固体和高盐分等特点,处理难度大,成本较高。厌氧消化是渗滤液处理的重要工艺,文中汇总了5种主流的厌氧工艺在垃圾焚烧厂渗滤液处理中的研究进展,分析了上流式厌氧污泥床（UASB）、膨胀颗粒污泥床（EGSB）和厌氧膜生物反应器（AnMBR）等工艺在处理垃圾渗滤液中的技术特点,探究了这些工艺的各种影响因素。针对碳酸钙沉淀导致管道堵塞,硫酸盐抑制微生物活性导致沼气产量下降,悬浮物浓度过高导致污泥流失等问题进行了分析。在文献分析的基础上,提出了厌氧工艺在垃圾焚烧厂渗滤液处理中的发展趋势,为工艺研究和技术开发提供新思路。     

添加垃圾渗滤液对厨余垃圾厌氧发酵产氢的影响

以厨余垃圾和垃圾渗滤液为原料,考察了垃圾渗滤液的不同添加量对厌氧消化稳定性及产氢气性能的影响。结果表明,在厨余垃圾中添加少量的垃圾渗滤液能缩短厌氧消化的延滞期而不影响其消化及产气性能,垃圾渗滤液浓度越高则越容易形成氨抑制,严重影响厌氧消化作用的进行。在40 g厨余原料中添加100 g垃圾渗滤液,其厌氧消化延滞期为6 h,氢气含量稳定在50%,最大产氢气速率为4.8 mL/(h.g),最终氢气产量为48.37 mL/g;添加200~500 g垃圾渗滤液均形成氨抑制,严重影响产气性能,产气速率均低于2.5 mL/(h.g),最终产气量为16~30 mL/g。     

200t/d餐厨垃圾厌氧产沼工程调试与运行分析

文章介绍了杭州市餐厨垃圾一期处理工程各工艺单元,分析了项目运行稳定性及存在问题,以期为后续其他餐厨垃圾处理工程提供经验借鉴。项目设计处理餐厨垃圾200 t/d,以"自动分选+三相提油+高效厌氧"为主要工艺路线。预处理自动分选系统可将餐厨垃圾中的塑料、金属和织物等杂质去除,三相提油系统将沥水及有机浆料中的油脂提取纯化制成毛油,经提油后有机浆料进入高效厌氧消化系统转化产生沼气和沼渣沼液。沼气用于发电上网,厌氧出水经固液分离产生的沼渣作填埋处置,沼液则进入填埋场渗滤液处理达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)排放要求,从而实现餐厨垃圾的无害化和资源化处理及利用。该项目处理餐厨垃圾200 t/d,产生沼气13 000 m~3/d,发电26 000 kW·h/d,提油系统毛油产量为5.3 t/d,油脂回收率达88%。     

餐厨垃圾高温厌氧消化连续运行性能：有机物转化效率、发酵稳定性与代谢活性

在高温 (50±1)℃条件下处理实际工程的餐厨垃圾,采用全混式厌氧反应器（CSTR）进行了80 d的连续试验。试验以水力停留时间（HRT）20 d启动,HRT 15 d连续运行,研究了反应器启动和运行期间的发酵特性,解析了餐厨垃圾厌氧消化运行稳定性和代谢活性。试验结果表明,在HRT 15 d、有机负荷（OLR）为7.3 kg_COD/(m³∙d)的条件下,容积产甲烷率为2.2 L/(L∙d),挥发性固体（VS）的甲烷产率达到480 L/kg_VS左右,有机物转化率约为95%。批次试验表明,高温产甲烷菌代谢乙酸能力较强,在适宜pH下可承受10 000 mg/L的乙酸浓度。餐厨垃圾的高温降解速率快,10 d达到90%的产气,有承受更高负荷的可能。系统pH稳定在7.6 ~ 7.7,总氨氮和自由氨浓度低于抑制水平。研究结果表明,餐厨垃圾的高温厌氧消化可实现较高的产气潜力和有机物去除率,系统稳定性好且有机物转化效率高,具有应用于工程高温餐厨垃圾厌氧处理的潜力。     

渗滤液流失造成的MSW填埋气潜能减量

中国城市生活垃圾(MSW)中易生物降解的有机质能产生大量可造成有机污染的渗滤液,这些渗滤液的流失对填埋垃圾的产气能力会产生不利影响,为了确定损失的这部分渗滤液的产气能力,对模拟填埋100 d的处于酸化阶段的渗滤液实施了70d的厌氧消化试验.试验过程中对渗滤液的产气量、甲烷含量、产沼气潜能、pH变化规律及COD去除率做了监测研究.结果表明,渗滤液沼气累积产量为34.55 ml/ml,甲烷浓度为65.0%,渗滤液产甲烷潜能为22.46 ml/g;pH值在开始两天下降至6.7,并在产气阶段逐渐上升到8.3;渗滤液的COD去除率为83.8%.基于对模拟填埋渗滤液的沼气潜能研究,一个开始填埋100d后的中国MSW填埋场流失的填埋气潜能已达到11.5%.     

厌氧膜生物反应器处理有机垃圾渗滤液的COD去除率与膜过滤性能研究

考察厌氧膜生物反应器（AnMBR）在依次改变膜过滤通量[7 L/(m²∙h)、6 L/(m²∙h)、5 L/(m²∙h)、4 L/(m²∙h)]运行下处理实际有机垃圾渗滤液的膜过滤性能,分析了膜污染后污染物阻力分布状况。在水力停留时间（HRT）为10 d、固体停留时间（SRT）为100 d、有机负荷（OLR）为5 ~ 6 g-COD/(L∙d) 的条件下运行104 d。实验结果显示,化学需氧量（COD）的去除率可以达到90% ~ 93%,过滤通量增加后压缩泥饼层使COD去除率有所提高。在初始通量为6 L/(m²∙h) 下实现了较好的过滤性能,增加通量至7 L/(m²∙h) 后不可逆污染会快速形成,即使通量再降低至5 L/(m²∙h),甚至4 L/(m²∙h) 后,膜过滤性能仍较差。通过膜清洗测定过滤阻力分布,结果显示泥饼层阻力占总阻力的52%,是造成膜污染的主要因素。降低运行通量对不可逆污染恢复效果差,需及时进行化学清洗,可通过分析膜污染特征调整清洗策略,优化试剂使用量。     

生物反应器填埋场处理渗滤液的效能及产能特性研究

选用新型生物反应器填埋场(由卫生填埋场和产甲烷反应器组成),进行了渗滤液处理效能及产能特性研究。结果表明:新型生物反应器填埋场有助于渗滤液中有机物进行分相降解,在渗滤液的净化和填埋场垃圾的稳定化上优于渗滤液直接循环的填埋场。产甲烷反应器处理垃圾渗滤液时,在进水的VFA浓度大于3000mg/L条件下,CODCr去除率76%～94%;容积CODCr去除率0 88～4 85g/(L·d);容积沼气产率0 5～2 85L/(L·d)。     

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%。     

13．用逐次加料和连续流两种上流式厌氧污泥床反应器处理填埋渗出液

目前，收集和处理填埋渗出液是填埋场运行中一个最迫切的事情。可供选择的方案中的一个是用好氧或厌氧生物学工艺处理填埋渗出液。但厌氧处理方法更适宜于高浓填埋渗出液，因为它运行成本较低，产生有用的沼气，并产生无病原体的固体残余物，后者可用来做土地覆盖材料。关于填埋渗出液厌氧处理的报告很多，但探讨用逐次投料反应器的方式运行的高速率上流式厌氧污泥床反应器应用于处理填埋渗出液的报告却不多。     

垃圾渗滤液处理技术应用实例

结合工程实例,通过对“预处理+厌氧+膜生物反应器(MBR)+纳滤(NF)+反渗透(RO)”工艺系统及其处理效果进行研究分析,以促进该工艺在垃圾焚烧发电厂渗滤液处理领域的推广.     

分散原料沼气集中供气运行分析

我国规模化沼气工程存在原料单一、产气率低、装备落后等技术瓶颈,西南地区沼气原料来源分散、成分复杂,因此需要开发新的多种原料混合发酵的新模式来提高沼气工程厌氧消化效率。本工程通过全混式厌氧发酵两级工艺共同厌氧消化如秸秆和畜禽粪便等分散原料,形成新的沼气和发酵剩余物利用模式。结果表明,在30 d稳定运行期间,600 m³厌氧发酵罐每天可消纳猪粪7.9 t、浓污水8.2 t及农作物秸秆0.2 t,日产气量为900 m³,混合原料发酵的容积产气率达1.5 m³/(m³∙d)。     

微量元素对蔬菜废弃物厌氧消化的促进效果

以蔬菜废弃物为原料的厌氧消化系统,由于原料的易酸化特性,在高负荷条件下易失稳,而低负荷的运行会导致较低的池容产气率。本研究采用自行设计的70-L厌氧发酵罐,在中温35℃条件下进行蔬菜废弃物厌氧消化的连续冲击负荷试验,根据气体成分（CH₄）的变化规律,添加微量元素（Fe, Co, Ni）以调控消化过程,使其由失稳状态恢复至稳定状态,旨在提高高负荷厌氧发酵的稳定性。研究结果表明,蔬菜废弃物中温厌氧消化系统的有机负荷率增大至2.0 g VS/(L•d)时,CH₄含量由50%降至40%,从第103天开始连续添加5天微量元素（Fe, Co, Ni）后,CH₄含量迅速恢复至50% ~ 55%的稳定状态,池容产甲烷率由0.38 L/(L•d) 增大至0.6 L/(L•d)左右并保持稳定。停止添加微量元素后,继续增大有机负荷率,厌氧消化系统稳定运行83天。当运行至第195天时（3.0 g VS/(L•d)）,CH₄含量再次出现下降趋势,由58.9%降至53.4%,添加3天微量元素后,CH₄含量再次恢复到55%以上的稳定状态。微量元素的添加可有效提高蔬菜废弃物厌氧消化的稳定性,能够快速恢复失稳的系统。     

Integration of acidogenic and methanogenic processes for simultaneous production of biohydrogen and methane from wastewater treatment

Feasibility of integrating acidogenic and methanogenic processes for simultaneous production of biohydrogen (H₂) and methane (CH₄) was studied in two separate biofilm reactors from wastewater treatment. Acidogenic bioreactor (acidogenic sequencing batch biofilm reactor, AcSBBR) was operated with designed synthetic wastewater [organic loading rate (OLR) 4.75 kg COD/m³-day] under acidophilic conditions (pH 6.0) using selectively enriched acidogenic mixed consortia. The resultant outlet from AcSBBR composed of fermentative soluble intermediates (with residual carbon source), was used as feed for subsequent methanogenic bioreactor (methanogenic/anaerobic sequencing batch biofilm reactor, AnSBBR, pH 7.0) to generate additional biogas (CH₄) utilizing residual organic composition employing anaerobic mixed consortia. During the stabilized phase of operation (after 60 days) AcSBBR showed H₂ production of 16.91 mmol/day in association with COD removal efficiency of 36.56% (SDR_A—1.736 kg COD/m³-day). AnSBBR showed additional COD removal efficiency of 54.44% (SDR_M—1.071 kg COD/m³-day) along with CH₄ generation. Integration of the acidogenic and methanogenic processes enhanced substrate degradation efficiency (SDR_T—4.01 kg COD/m³-day) along with generation of both H₂ and CH₄ indicating sustainability of the process.     

热除菌型Trombe墙系统性能研究

热除菌利用细菌在高温下失活的原理,是一种安全、有效、环保的杀菌方法。将热杀菌技术与Trombe墙结合,提出一种热除菌型Trombe墙系统,能同时实现建筑室内采暖和热杀菌功能。围绕提出的除菌型Trombe墙进行墙体热性能实验研究,探究墙体全天的热性能;同时建立系统传热热传质模型,进行室内典型细菌的热失活分析。结果表明,在环境温度为18.1℃、太阳辐射强度为620.6 W/m²的实验条件下,日均空气热效率为0.46;对于大肠杆菌、利斯特氏菌、植物乳杆菌、山夫顿堡沙门氏菌和酿酒酵母五种细菌,热除菌产生的洁净空气量在0 ~ 40 m³/h范围内,全天净空气总产生量分别为94.01 m³/(m²∙d)、86.51 m³/(m²∙d)、100.70 m³/(m²∙d)、94.95 m³/(m²∙d) 和100.10 m³/(m²∙d);当换气次数为0.5 h^-1、细菌从室外进入室内的穿透系数为0.8、室外平均细菌浓度为447.10 CFU/m³时,室内五种细菌的除菌率分别为95.03%、91.54%、95.49%、95.22%、95.48%。     

Fuel production from a brewery residue

A laboratory feasibility study was undertaken to evaluate the bioconversion of draff, a residue from the industrial conversion of malt in brewery, into a valuable fuel. Reaction rates up to 0.194 m³ gas/m³ digester/day and an overall yield of 35 m³ gas/dry ton substrate were observed at ambient temperature. Orsat analysis showed the biogas composition to be (in %): CH₄, 61; CO₂, 38; O₂, 0.40; H₂S, 0.20. Its energy content is 24.5 MJ/m³. The latent period was shortened to 24 hrs by seeding the reactor with active microorganisms from a well-operating anaerobic digester charged with horse's manure. A conversion-factor chart is constructed which compares the product biogas to other common fuels. Experimental tests were also performed on the same bench-scale equipment to evaluate the bioconversion of bovine and horse manures under similar conditions. The draff is shown to be a valuable potential fuel source.     

低低温电除尘及高效电源协同烟气处理技术的应用

为研究低低温电除尘及高效电源协同烟气处理技术的应用效果,以一循环流化床锅炉为研究对象,通过试验方法,对协同烟气处理技术投运前后烟气中的粉尘颗粒特性及排放质量浓度进行了测量及对比,并对该技术投运后的经济性进行了分析。结果表明:协同烟气处理技术投运后,机组排放的粉尘质量浓度由49.5 mg/m³降低至10.7 mg/m³,可显著提高除尘器的除尘效率;可降低机组供电标煤耗2.835 g/(kW·h),年节煤量1473.5 t;可进一步减少CO₂,SO₂,NO_x及粉尘等污染物的排放;可节约用电160 kW·h/h,每年节约电量6.16×10⁵ kW·h。     

Hydrogen production from (cane-molasses) stillage by citrobacter freundii and its use in improving methanogenesis

Citrobacter freundii is a facultatively anaerobic fermentative organism capable of H₂ production from sugars and lactate. A locally isolated strain of C. freundii was shown to be capable of H₂ production on an equimolar basis (i.e. 1:1.2 mol/mol) from glucose. It was also found capable of H₂ production from cane-molasses stillage (having BOD₅ of 54 kg m⁻³) at a rate of 1.2 m³ (m³waste) ¹ day⁻¹. This was tested on various scales, ranging from 0.06 to 100 1 and was found to be consistent over these variations in scale. Simultaneously, the BOD₅ value was reduced at a rate of 5.4 kg (m³waste)⁻¹ day⁻¹.

One of the uses of the evolved H₂ was as feed for an anaerobic digestor containing (untreated) cane-molasses stillage as substrate. With this arrangement, the methanogenesis was enhanced by way of increased production of methane (i.e. rise in volumetric methane content of the evolved gas), while added H₂ vanished totally from the digestor. The question of whether microbially produced H₂ can be used more profitably in microbial utilization of H₂ for energy production is considered in detail.