AnMBR处理高脂肪废水的运行特性和污泥性质研究

高脂肪废水是一类性质较为复杂的废水,在传统厌氧处理中面临污泥漂浮和流失问题。采用厌氧膜生物反应器(AnMBR)对高脂肪废水进行处理,考察了其在厌氧消化过程中的运行特性和污泥性质变化。结果表明,采用AnMBR处理高脂肪废水可获得良好的污染物去除效果和强健的稳定性,COD去除效率可达99%,挥发性脂肪酸(VFA)质量浓度低于200 mg/L,然而在后期运行过程中发现消化效率下降。此外,原水中较高浓度的脂肪导致其水解产物-长链脂肪酸(LCFAs)在体系内发生累积,可能对消化效率及污泥性质产生不利影响。进一步监测其污泥性质发现污泥粒径从26.5μm下降至6.5μm,而溶解性胞外聚合物(SMP)质量分数则由47.7mg/g累积至98 mg/g,污泥的相对疏水性从28.2%上升至68.1%,表明污泥性质发生恶化,从而导致了膜过滤性能下降,膜通量从32 L·(m2·h)-1衰减至10 L·(m2·h)-1。皮尔逊相关性测试表明,膜过滤性能与污泥粒径存在显著正相关关系,而与SMP和污泥相对疏水性呈较强的负相关关系。     

氨氮质量浓度对餐厨垃圾厌氧消化产沼气的影响

实验研究不同氨氮质量浓度对餐厨垃圾厌氧消化过程的影响。实验结果表明:氨氮质量浓度对餐厨垃圾消化过程中出现的两个产气高峰均有显著影响,最高氨氮质量浓度组最大产气速率分别是对照组的44.8%和45%,产气高峰出现时间比对照组分别延迟6 h和42 h。氨氮质量浓度上升导致反应体系中总有机碳去除率降低,由此计算出氨氮抑制餐厨垃圾厌氧消化过程的半抑制浓度为7 860 mg/L。氨氮质量浓度的升高导致挥发性脂肪酸过量积累,其利用速率也相应减缓。     

挥发性有机酸对餐厨垃圾产沼气过程中胞外多聚物影响研究

餐厨垃圾的厌氧消化处置被认为是一种高效环保的技术,在减量化的同时还能产生沼气。然而由于餐厨垃圾自身较高的有机物含量,会造成反应体系挥发性有机酸的大量累积,严重抑制产甲烷活性。胞外多聚物作为微生物分泌到胞外的活性物质,其含量和组成会因挥发性有机酸积累导致的反应环境变化而变化明显。实验结果表明:随着物料负荷的升高,反应体系乙酸累积量增加,最高达到17.93 g/L。不同物料负荷下,胞外多聚物总量在反应进行过程中变化不明显,然而主要成分多糖和蛋白质的比例变化较大。反应后期蛋白质质量分数增加,其中S2组蛋白质质量分数最高达到0.038 mg/g,这可能是微生物响应高浓度乙酸环境,缓解挥发性有机酸毒害所引起的。3种类型的胞外多聚物组成随物料负荷的增加变化不同。溶解型和疏松型多糖/蛋白质比例随物料负荷变化明显,12 h时SMP和LB-EPS变化幅度达到70.2%和74.7%,而紧密型多糖/蛋白质比例较为稳定。