利用厌氧折流反应系统进行有机废水发酵制氢

以厌氧折流形式的发酵生物制氢反应器进行了连续流有机废水发酵产氢试验研究。反应器由有机玻璃制成,三格室,单格有效容积9.16L。以好氧生物处理系统剩余污泥为种泥,在容积负荷为8.89kg COD·(m~3·d)~(-1),水力停留时间为13.5 h,温度(35±1)℃等条件下,系统启动运行25 d后达到稳定运行状态。系统稳定运行时,总产气量和产氢量分别稳定在59.0 L·d~(-1)和32.0 L·d~(-1)左右。其中,第一格室、第二格室和第三格室的平均产气量及其氢含量分别为14 L·d~(-1)、25 L·d~(-1)、20 L·d~(-1)和50％、60％、50％。系统污泥的比产氢速率为76.64 L·(kg VSS·d)~(-1)。与同类生物制氢反应器相比,厌氧折流发酵生物制氢反应器具有结构简单、运行稳定、操作灵活、容积利用率高、生物持有量高以及运行费用较低等优点,在发酵生物制氢技术领域有很好的开发前景。     

ABR大豆蛋白废水处理系统的产氢性能分析

以大豆蛋白生产废水为原料,对厌氧折流板反应器进行了连续流有机废水发酵产氢实验.反应器在污泥接种量为18.03 MLVSS/L,进水COD浓度为2 000 mg/L,水力停留时间为16 h及(35±1)℃等条件下启动运行,25 d后达到稳定运行状态.反应器稳定运行时,厌氧活性污泥产酸发酵系统呈现典型的乙醇型发酵特性,总产氢量为51.05 L/d左右,其中第一、第二、第三和第四格室的平均产氢量分别为12.25 L/d、15.8 L/d、13 L/d和10L/d.厌氧活性污泥乙醇型发酵的形成,主要受pH值这一环境因子的制约.     

含腈废水的生物一级处理工艺

采用好氧活性污泥法、悬浮载体膨胀床及厌氧生物反应器分别对含腈废水进行一级处理。实验结果表明,由于含腈废水的CN-毒性和难降解有机物含量高,好氧活性污泥法不适合处理含腈废水。随着活性污泥反应器运行时间的延长,污泥逐渐失去活性,大量微生物死亡。悬浮载体膨胀床处理含腈废水的效果较差,污染物去除率低于15%。厌氧生物反应器适于用作含腈废水的一级处理,污染物去除率可达到35%以上,而且可以改善水质,提高含腈废水的可生化性,有利于后续的生物处理工艺对含腈废水的深度处理。     

铁碳内电解法预处理安普霉素生产废水

应用铁碳内电解法对安普霉素生产废水进行毒性去除及污染物处理,在固定铁屑和活性炭的体积比为1∶1的条件下,考察了水力停留时间(HRT)和pH对处理效果的影响.在对原水不进行pH调节的条件下,HRT为1 h时,铁碳内电解工艺对安普霉素废水中的COD和安普霉素去除率均可达50%以上,对NH3-N的去除率可达70%以上,废水可生化系数从处理前的0.26提高到处理后的0.45.产甲烷活性试验表明,经铁碳内电解工艺处理的废水,毒性消除,可以采用厌氧生物技术和好氧生物技术对其作进一步的有效处理.     

有机负荷对厌氧活性污泥发酵产氢系统的影响

采用连续流搅拌槽式反应器(CSTR),通过改变进水COD浓度与水力停留时间(HRT)2种方式,考察了有机负荷(OLR)对厌氧活性污泥发酵产氢系统产氢特性的影响.结果表明,在维持HRT 8 h、(35±1)℃不变的条件下,CSTR发酵产氢系统在进水COD浓度为6 000 mg/L(OLR为18 kg/(m3·d))时可获得较高的产氢量,平均为10.96 L/d;当进水COD浓度提高到8 000 mg/L(OLR为24 kg/(m3·d))时,系统产氢能力迅速下降.在维持进水COD浓度为6 000 mg/L、(35±1)℃不变的条件下,HRT为6 h(OLR为24 kg/(m3·d))时,CSTR发酵产氢系统的最大产氢量为16.2 L/d;当HRT降至4 h(OLR为36 kg/(m3·d))时,反应系统逐渐丧失了产氢能力.有机负荷过高,将引起了厌氧活性污泥发酵产氢系统内pH、碱度、氧化还原电位等生态条件的剧烈变化,不仅导致了厌氧活性污泥的微生物群落结构的改变,同时严重抑制了微生物的代谢活性.     

有机负荷对ABR同步脱除SO2-4和NO3-的影响

为研究有机负荷变化对同步去除SO2-4和NO3-的影响及确定合适ρ(COD)/ρ(SO2-4)的范围,采用四格室厌氧折板式反应器处理人工配水.反应器在tHR=48 h、pH值≥6、温度为(34±1)℃的条件下运行.实验采用逐步提升进水COD质量浓度的方式提高有机负荷,3个阶段的进水COD质量浓度分别为5、6、7 g/L.实验结果表明:提高进水有机负荷,并不影响SO2-4和NO3-的去除率,SO2-4和NO3-的去除率可达96.5％和97.8％.当ρ(COD)/ρ(SO2-4)>14时,SO2-4去除率可达90％以上.厌氧折板式反应器(ABR)可根据进水污染物浓度调整各格室的微生物种群分布,具有较强的抗冲击负荷能力,但是恢复期较长,超过30 d.随着有机负荷的提高,甲烷体积分数由40％提升到90％,反应器中以利用乙酸为主的产甲烷菌占优势转变为同时利用乙酸和H2/CO2的2个生理类群.     

安普霉素生产废水毒性去除与产酸发酵预处理

应用连续流搅拌槽式反应器(CSTR)对安普霉素废水进行产酸发酵和去毒处理,在进水COD质量浓度为5 000~8 000 mg/L,HRT为8 h的条件下,对安普霉素生产废水的COD去除率平均为21.53%,而HRT为12 h时平均为17.62%.HRT为8 h和12 h对悬浮物(SS)的平均去除率分别为56.78%和53.05%;对氨氮的平均去除率分别为11.05%和6.39%.经产酸发酵处理过的安普霉素生产废水,其毒性被去除,BOD5/COD(B/C)从处理前的0.35分别提高到0.42以上,去除单位重量COD的甲烷产量达到164 mL/g以上,可采用产甲烷相进行更进一步的有效处理.     

3株厌氧产电菌的分离与特性

采用Hungate厌氧菌培养技术从微生物电解池（MEC）中分离得到3株厌氧产电菌Z1、Z2和Z3。16S rDNA基因测序和系统发育树构建结果表明,Z1属于柠檬酸杆菌属（Citrobacter）,Z2和Z3属于梭菌属（Clostridium）。生理生化特性研究表明,Z1为兼性厌氧菌,Z2和Z3为严格厌氧菌;3种菌株能够耐受较酸的pH值条件,在pH值为5～7.5的环境中增殖良好;Z1的最适生长温度为35 ℃,Z2和Z3的最适生长温度为30 ℃;3种菌株的最适NaCl浓度为0.1%～2.0%;均能以蔗糖、淀粉、丙酸钠、乙酸钠等为碳源生长。产电活性测试试验表明,3种菌株在?0.29 V时具有较大还原峰,氧化峰不明显,适用于微生物燃料电池（MFC）的阴极。在MFC的启动试验中,加入3种菌株的混合物后,可显著缩短其启动周期,同时产电效能提高了18.1%。     

含腈废水的生物一级处理工艺

采用好氧活性污泥法、悬浮载体膨胀床及厌氧生物反应器分别对含腈废水进行一级处理。实验结果表明,由于含腈废水的CN -毒性和难降解有机物含量高,好氧活性污泥法不适合处理含腈废水。随着活性污泥反应器运行时间的延长,污泥逐渐失去活性,大量微生物死亡。悬浮载体膨胀床处理含腈废水的效果较差,污染物去除率低于15%。厌氧生物反应器适于用作含腈废水的一级处理,污染物去除率可达到35%以上,而且可以改善水质,提高含腈废水的可生化性,有利于后续的生物处理工艺对含腈废水的深度处理。     

发酵制氢废液的微生物电解池产氢

采用单室微生物电解池（MEC）反应器为实验装置,通过预处理技术强化发酵制氢废液中乙酸的积累,并将该发酵废液作为底物,考察了以废液中累积的乙酸作为主要电子供体、碳布为阳极、涂布有Ni纳米颗粒的不锈钢网为催化阴极的产氢效果。结果表明,在MEC中,以预处理的发酵制氢废液积累的乙酸为底物,最高产氢率可达(1.31±0.04) m3H2/(m3?d)和(2.78±0.11) mLH2/mgCOD,同时可获得138.6%±3.1%的能量效率和99.0%±0.3%的COD去除率。实验表明,利用MEC可将发酵末端产物进一步降解,从而减弱了“发酵障碍”现象,实现了治污和产能的统一。