不同预处理方法对剩余污泥厌氧发酵产氢的影响

对种泥进行预处理,能去除不产芽孢的耗氢菌,可以达到加快有机废水发酵生物制氢系统启动进程,提高污泥产氢效能的目的.为寻求适宜的种泥预处理方法,利用摇瓶发酵实验,考察城市污水处理厂好氧活性污泥分别经酸、碱、热、曝气、CHCl3和二溴乙烷磺酸钠（BES）预处理后,其利用葡萄糖发酵产氢的特性.结果表明,在初始pH 7.0、葡萄...     

Fe对城市剩余污泥厌氧发酵的影响研究

运用荧光光谱和中红外光谱分析了加入不同价态下Fe对剩余污泥厌氧发酵产生的影响,研究结果表明:污泥在厌氧发酵过程中,会产生蛋白质类、辅酶NADH和辅酶F420共3类荧光物质;投加适量Fe~(2+)后,辅酶F420荧光强度较空白组明显增强,类蛋白和辅酶NADH也增强,表明适量Fe~(2+)对污泥发酵有促进作用。利用FT-IR表征,研究了其对该过程的促进机理。Fe~(2+)使污泥中羧基、醇和酚等官能团增强,这是由于适量Fe~(2+)有利于促进微生物细胞的溶胞释放,产生出更多的乙酸、氢等重要厌氧发酵产物。     

接种污泥对产氢颗粒污泥形成的影响

采用两个平行的颗粒污泥膨胀床反应器(EGSB),控制温度为(35±0.5)℃,逐步提高进水容积负荷,分别研究接种污泥对产氢速率、颗粒粒径分布变化、液相末端产物和启动末期系统参数的影响.结果表明,采用缺氧污泥混合厌氧污泥进行接种的反应器比直接采用产甲烷颗粒污泥粉碎后接种的反应器更易形成颗粒污泥.在启动末期,前者的平均颗粒粒径为后者的1.25倍,产氢速率是后者的1.23倍.两个反应器都形成了乙醇型发酵,说明发酵类型的形成不受接种污泥影响.启动末期系统的pH值分别为3.9～4.3和4.0～4.4,混合污泥接种反应器的挥发性悬浮固体质量浓度为27.2g/L,厌氧污泥接种反应器的挥发性悬浮固体质量浓度为24.1g/L.相比厌氧污泥接种的反应器,混合污泥接种能更快速培养颗粒污泥,并且反应系统产氢速率高,耐酸性更好,生物持有量大,有利于生物制氢系统高效产氢和稳定运行.     

NaOH预处理对木薯渣厌氧发酵产沼气的影响

为研究NaOH预处理对木薯渣厌氧发酵产沼气的影响,采用不同质量浓度的NaOH溶液(0.5%、1.0%、2.0%和3.0%)对木薯渣进行浸泡处理,浸泡温度100℃,持续时间3 h,以去离子水处理木薯渣作为对照。浸泡处理后残渣经过水洗,在发酵温度为35℃、初始pH为7.0条件下,以厌氧污泥为接种物(接种比3∶7,干重计)进行中温厌氧发酵。碱预处理可降低木薯渣中淀粉、纤维素和木质素的含量,随预处理中NaOH浓度增加,其中木质素的去除率依次为60.1%、80.6%、83.6%和86.1%。在厌氧发酵初期,对照组和碱预处理后木薯渣残渣均发生快速酸化和VFA累积,添加NaOH,调节pH有效避免了VFA的持续累积,发酵结束后各反应器内VFA均低于350 mg/L。NaOH预处理提高了木薯渣的产气效率,最佳的NaOH浓度为0.5%,此时沼气产率为0.427 m~3/kg VS,比对照组提高了68.3%。     

有机负荷对连续流厌氧发酵产氢系统的影响

以连续流搅拌槽式反应器作为发酵生物制氢反应装置,针对有机负荷(OLR)对厌氧活性污泥发酵生物制氢系统运行的影响进行实验研究.在水力停留时间(HRT)8 h,(35±1)℃,进水COD质量浓度6000 mg/L,即OLR为18 kg/(m3.d)的条件下运行,厌氧活性污泥发酵产氢系统达到稳定时的平均产氢量为10.96 L/d,比OLR 12 kg/(m3.d)条件下提高了19.3%,比OLR 6 kg/(m3.d)条件下提高了52.3%.当进水COD质量浓度达到8000 mg/L,即OLR为24 kg/(m3.d)时,pH、ALK分别从大于4.1和250 mg/L的水平,迅速下降到3.7和5 mg/L以下,而ORP则从-350 mV急速上升到-210 mV以上.表明厌氧活性污泥微生物已无法承受有机负荷提高造成的环境变化,其活性受到严重抑制,反应器产氢能力急剧下降,系统的产酸发酵类型也发生了根本改变.     

污泥厌氧发酵-硫酸盐还原菌耦合体系优化及酸性矿井废水的处理

在厌氧条件下采用污泥厌氧发酵和硫酸盐还原菌耦合体系处理模拟酸性矿井废水中的硫酸盐,研究温度、废水水质、pH值对耦合体系处理效率的影响。以单因素法筛选出的温度、废水水质、pH值为考察因素,以硫酸根处理效率为指标,采用Design-Expert响应面软件进行设计和分析,分别建立考察因素和指标间的响应面模型,并分析因素之间的相互作用,确定显著因素的最佳水平。通过响应面法得到的优化工艺条件:温度为30.78℃;废水水质为2890.34mg/L;pH值为5.05。此时SO₄^2-的去除率可达74.17%。试验结果表明:试验值与模拟值吻合较好,相对误差小于0.57%。     

纳米CuO和纳米ZnO对低有机质剩余污泥厌氧发酵性能的影响

为了研究纳米颗粒对城市污水处理厂低有机质剩余污泥厌氧发酵性能的影响,将纳米CuO(Nano–CuO)和纳米ZnO(Nano–ZnO)投至低有机质剩余污厌氧发酵系统.研究表明,Nano–ZnO发酵系统低有机质剩余污泥水解酸化性能显著高于Nano–CuO发酵系统.蛋白酶活性随着Nano–CuO和Nano–ZnO的投加量增加...     

秸秆厌氧发酵产沼气的初步研究

研究了氨水预处理秸秆、秸秆粉碎、接种量、接种污泥含水率、反应温度以及氮源等对农作物秸秆厌氧发酵产甲烷的影响。结果表明农作物秸秆厌氧消化产甲烷的适宜条件是：用质量分数10％的氨水预处理，秸秆长度8cm，接种量1：1．5（干物质质量比），接种污泥含水率91．7％，反应温度35℃，尿素添加量为秸秆用量的0．5％。在厌氧的条件下，农作物秸秆在厌氧消化反应容器中的停留时间为13～15d，每克秸秆可以制取甲烷92．33mL，可实现能量回收。     

活性炭载体对颗粒污泥形成及产氢的影响

为了研究活性炭载体对颗粒污泥形成的影响,本试验采用两组平行的膨胀床生物制氢反应器,一组添加粉末活性炭作为晶核载体,另一组不加任何载体,对比研究了厌氧条件下颗粒污泥形成过程中物理特性及微生物相特性.结果表明,两组反应器均能形成颗粒污泥,但填加载体的反应器在相同的运行时间里,形成的颗粒污泥多于未加载体的反应器,其粒径为1.2~1.4 mm,是未填加填料的反应器中颗粒污泥粒径的2倍.在启动结束有机负荷为22 kg/m3.d时,填加载体的反应器的平均产氢速率是5.04 L/d,而未加载体的反应器的平均产氢速率只有2.35 L/d.     

不同来源污泥对稻草发酵产氢影响的研究

讨论了不同来源的混合菌群、不同的接种方式以及单一菌种产气肠杆菌对稻草发酵产氢的影响.相对于混合菌群，单一纯菌产气肠肝菌在氢气产量上处于劣势.对于取自同一沼气池的厌氧活性污泥，经煮沸后扩大培养的混合菌群作为接种物，经过NaOH预处理后稻草的单位产氢量为91.5 mL/g，最高产氢速率为1.52 mL/(h·g)；以直接扩大培养的污泥作为接种物，经过NaOH预处理后稻草的单位产氢量为62.5 mL/g，最高产氢速率为1.04 mL/(h·g).对3种混合菌群均采用直接扩大培养的接种方法，其总产氢气量为：沼气池污泥（62.5 mL/g）<污水处理厂污泥（69.5 mL/g）<湖底污泥（80.5 mL/g）.     

泡沫酸性能影响因素及其应用

针对应用常规酸化技术对低渗油层进行改造时,由于返排不彻底对其造成二次污染,故建议使用泡沫酸.并对其一些性能及其影响因素做了详细的介绍,列举了一些在现场的成功经验,以便进一步说明泡沫酸液的优越性能.     

种泥热预处理对培养产氢颗粒污泥的影响

采用自制的上流式厌氧污泥床(UASB)反应器研究种泥热预处理对培养产氢颗粒污泥的影响.2组反应器分别以原始污泥和经热预处理污泥作为种泥,在进水COD浓度为4 000 mg/L,温度为37℃,出水pH为4.6～5.0的条件下,逐渐将HRT由24h降低到7h,2组反应器都在HRT为8～7h时成功培养出成熟的颗粒污泥.此时,有机负荷为45 kg(COD)/(m3·d),接种原始污泥组产气量为41 L/d,氢气含量为52％,COD去除率为23％,总挥发酸为1380 mg/L;而接种经热预处理污泥组的有机负荷为57kg(COD)/(m3·d),产气量为44.5 L/d,氢气含量为47.5％,COD去除率为12％,总挥发酸为1086 mg/L.研究结果表明,种泥热预处理对产氢颗粒污泥的形成和稳定性有显著影响,虽然在形成颗粒污泥的过程中反应器稳定性较差,污泥易上浮,但颗粒形成后运行稳定,能适应更短的HRT,同时氢气产量也更高.     

养殖场鸡粪废水厌氧发酵产氢性能

在养殖场鸡粪废水中添加米糠提高废水的碳氮比,以经过不同预处理的厌氧活性污泥为接种物,控制发酵温度为36℃,初始pH为5.0,考察污泥预处理及底物质量浓度对发酵产氢的影响,并分析液相末端产物及发酵液化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)去除率.研究结果表明,污泥的最佳预处理方法为热处理(100℃下加热15 min),发酵累积生物气产量和氢气产量分别为1 781和1 082.8 mL,是未处理组的2.52和5.85倍;鸡粪废水的适宜质量浓度为10 218 mg/L,此时氢气产量为185.1 mL/g,由Gompertz模型对产气量进行非线性拟合得拟合方程,说明该模型可很好地模拟发酵产氢过程;发酵结束后液相末端产物主要转化为乙酸和丁酸等挥发性有机酸,在不同底物质量浓度下COD去除率随底物质量浓度先增加后减小,在质量浓度为10 218 mg/L时达到26.9%.     

污泥酸性发酵获取碳源的研究

城市污水生物脱氮除磷过程中普遍存在碳源不足的问题,拟采用城市污水处理厂产生的污泥进行酸性发酵以开发碳源.试验考察了序批式反应器半连续运行时进料ρ(VS)、水力停留时间(HRT)、pH值和温度对污泥酸性发酵的影响.推荐污泥酸性发酵获取碳源的工艺条件:温度38℃、HRT为3 d、pH6.0、进料ρ(VS)20 g/L.在此工况下,挥发分为67.97%时,污泥产酸率为0.133~0.156 gVFA/(gVS·d),容积产酸速率为0.805~0.948 gVFA/(L·d),VS去除率为32.53%~45.60%;系统运行稳定,污泥的减量化效果好.     

热碱预处理对剩余污泥发酵产酸效能提升的影响

为提高污泥的有机物溶出率,以利于后续生物处理,采用热碱技术对剩余污泥进行预处理,并利用响应曲面法对预处理工艺条件进行优化,在最佳试验条件下处理剩余污泥,进行中温厌氧发酵试验,探讨预处理对发酵过程中污泥水解、挥发性脂肪酸产生量和组成比例的影响．得到的最优预处理条件为:在pH12.0、88.8 ℃条件下处理73.79 min,能获得理论最大溶胞率48.1％．剩余污泥经热碱处理后能够提高厌氧发酵期间的溶胞率、溶解性蛋白质和溶解性总糖质量浓度,挥发性脂肪酸积累量在发酵第3天达到最大值,最高挥发酸质量浓度(以COD计)为3 269.20 mg/L,是对照组的3.22倍,且热碱预处理对挥发酸组成分布也有一定影响,各种挥发酸积累量顺序为:乙酸>正丁酸>异戊酸>丙酸．     

产蛋白酶混合菌系对碱性剩余污泥水解酸化的影响

为提高剩余污泥水解酸化过程中挥发性脂肪酸（VFAs）的累积,从剩余污泥中分离产蛋白酶活力较高的耐碱细菌,并构建产蛋白酶混合菌系．将其接种于碱性（ pH 10．0）发酵剩余污泥的不同发酵时期,评价其对溶解性有机化合物和VFAs累积的影响,探讨利用剩余污泥生产VFAs的最佳条件．从剩余污泥中分离到2株产蛋白酶活力较高的耐碱细菌,并构建产蛋白酶混合菌系．在发酵初期接种混合菌系效果最显著,且可缩短发酵启动时间2 d．发酵初期接种混合菌系后,溶解性蛋白质和VFAs质量浓度在第8天均达到最高值,分别为未接种混合菌系样品中相应值的1．25和1．41倍,分别占溶解性化学需氧量（ SCOD）总量的29．87％和44．54％．乙酸和丙酸为剩余污泥水解酸化过程中VFAs的主要组分,分别占VFAs总量的50．69％和18．19％．     

污泥厌氧发酵过程中基于近红外光谱的COD定量分析

采用厌氧序批式反应器(ASBR)对污水厂剩余污泥进行的中温发酵处理,利用小波去噪对其上清液近红外光谱进行预处理,基于间隔偏最小二乘法(i PLS)建立COD值的校正模型。结果表明两者建立的校正模型线性相关性r=0.9786,校正均方根误差RMSECV=39.13。利用小波去噪与间隔最小偏二乘法进行建模不但可以减少变量数和运算过程,同时模型预测精度也较高,该研究为污泥发酵过程中COD的变化规律提供了一种快速检测的可行分析方法。     

高锰酸钾-亚硫酸钠对剩余污泥产酸效果的影响及机理

通过添加不同比例的高锰酸钾/亚硫酸钠对剩余污泥进行预处理,研究其对剩余污泥发酵产酸过程的影响。结果表明,高锰酸钾-亚硫酸钠可有效促进剩余污泥产酸,最大产酸量达到3 299mg COD/L,是未加氧化剂对照组的2.2倍。与对照组和高锰酸钾组相比,高锰酸钾-亚硫酸钠实验组在预处理阶段污泥有机质溶出和VFAs浓度增加更为显著,而发酵阶段差别不大。这些结果说明,高锰酸钾-亚硫酸钠促进产酸的机理主要是生成的高活性物质一方面增加了污泥中有机质的释放,另一方面直接将部分有机质氧化成了VFAs。该氧化体系对VFAs的组成影响较小,产生的VFAs中乙酸占比最高,达44%以上。     

掺锰污泥活性炭对酸性湖蓝A的吸附性能

利用污水处理厂未消化脱水污泥,采用二氧化锰为催化剂,磷酸为活化剂,通过微波辐照工艺制备了掺锰污泥活性炭,研究了掺锰污泥活性炭对酸性湖蓝A的吸附效果。实验结果表明,掺锰污泥活性炭对初始质量浓度为30 mg/L的酸性湖蓝A的最佳吸附条件为:吸附时间60 m in,掺锰污泥活性炭加入量4 g/L,溶液pH值7,在此条件下,酸性湖蓝A吸附率达99.4%。对不同浓度的酸性湖蓝A进行了动力学研究,由线性相关系数可知:伪二级动力学方程能很好地描述掺锰污泥活性炭对酸性湖蓝A的吸附过程。说明伪二级动力学模型包含吸附的所有过程,能够更真实地反映酸性湖蓝A在掺锰污泥活性炭上的吸附机理。实验结果为污水处理厂污泥的资源化利用提供了理论基础。