餐厨垃圾与污泥两相中温厌氧消化试验研究

研究了混合比例和污泥停留时间对餐厨垃圾与污泥联合两相中温厌氧消化过程的影响。相较于餐厨垃圾与污泥TS比为1∶3的条件,TS比为1∶1时两相系统具有更好的产气效果、有机物去除效果和运行稳定性。随着SRT的延长,两相系统有机负荷逐步降低,产甲烷速率相应降低,单位体积进料产沼气量以及有机物去除率逐步提高。在餐厨垃圾与污泥TS比为1∶1的条件下,两相厌氧消化系统最佳SRT为25 d（产酸相和产甲烷相分别为5 d和20 d）;此时,沼气中甲烷含量高达71％,产甲烷速率和甲烷产率分别为0．7 L/L＆#183;d和0．69 L/gVS去除,两相系统VS去除率达到64．7％。     

城市污泥高级厌氧消化工程案例

针对我国污水处理厂污泥传统厌氧消化降解率较低、产气率低的问题,采用了一种先进的"污泥热水解+高含固厌氧消化+脱水+干化+沼气干式脱硫"组合处理工艺。工程运行结果表明,系统抗冲击能力强、运行效果良好,厌氧消化段污泥含固率可达10%以上,平均VS降解率高于42%,沼气产率约为0.37 m~3/(kg VS_(投加)),即0.88 m~3/(kg VS_(去除))。     

中温和高温厌氧消化的比较

厌氧消化目前已广泛应用于市政污泥、有机废水、城市有机垃圾、养殖粪便等有机废弃物的资源化处理,由于其具有在实现有机废弃物处理的同时产生甲烷燃料,剩余物还可以作为肥料使用的优点,全球各地已建立了许多大规模的厌氧消化工厂。温度是影响厌氧消化的重要因素,中温和高温厌氧消化是目前常采用的两种工艺,二者各有优劣,但是我国存在对高温厌氧消化的重视程度远远不及中温厌氧消化的问题。因此,本文首先对中温和高温厌氧消化及比较两种工艺的中英文文献进行了统计分析,然后重点从运行参数、有机物降解率、系统稳定性、产沼气性能、消化污泥特性（包括脱水性能、起泡潜力和病原菌含量）和微生物特性等运行性能、厌氧消化模型、经济效益和应用现状等方面对中温和高温厌氧消化进行了详细的比较,并对厌氧消化的应用和发展提出了建议。     

针铁矿促进剩余污泥厌氧消化中的脱氮除碳

剩余污泥厌氧消化因其较低的能源转化率使其发展有所受限,且污泥中高浓度有机质也会影响脱氮效果。理论上,在含铁(Ⅲ)（氢）氧化物的厌氧消化系统中,微生物能通过异化铁还原去除有机物和氨氮（Feammox）,但两者同步去除还有待验证。因此本研究通过向污泥厌氧消化系统中添加针铁矿,探究铁(Ⅲ)（氢）氧化物对同步脱氮除碳的影响。结果显示,随着针铁矿添加量的增加,反应器中有机物浓度逐渐减少。当添加50mmol/L针铁矿时,甲烷累积产量达到695.1mL,相较于没有添加针铁矿的厌氧系统提升了30.3%;TS/VS去除率也提升了21.1%/33.8%,说明针铁矿可有效促进污泥减量化。添加针铁矿的反应器中总氮去除率也有一定提升,当针铁矿添加50mmol/L时,去除率达到21.0%。以上结果表明,添加针铁矿可以在污泥厌氧消化中起到同时脱氮除碳的效果。     

一种厌氧反应器处理低有机物浓度污泥的启动试验研究

研究了IMD(Impuls Mixing Digester)厌氧反应器处理低有机物浓度污泥的启动过程。初始有机负荷为0.5kg VS/m~3·d,逐渐提高至4.5kg VS/m~3·d。反应器达到设计负荷稳定运行后,VS去除率达到42.06%,污泥沼气产率达到8.11m~3/(m~3污泥),VS沼气产率平均为0.97Nm~3/kg VS,沼气中的甲烷含量达到62%。     

高含固率污泥厌氧消化系统的启动方案与试验

高含固污泥厌氧消化技术是目前国内外的研究热点。该文以上海市白龙港污水处理厂脱水污泥稀释而成的含固率为10%的污泥作为研究对象,对高含固污泥厌氧消化技术进行了初步的探讨。试验结果表明,厌氧消化系统的进泥含固率升高至10%后,每投入1 m3的污泥产气约16~18 m3沼气,远高于现有浓缩污泥厌氧消化系统的产气率(8~10 m3沼气/m3污泥)。高含固率污泥厌氧消化系统推荐采用清水启动策略,即消化罐内介质的初始状态为清水(二沉池出水),之后以不同投配率投加原污泥,避免系统启动过程中的VFA的积累,尤其是丙酸含量的积累。该研究成果不仅可为该污水处理厂现有污泥厌氧消化系统未来的扩建改造服务,而且可为国内同类工程提供借鉴和示范。     

城市污水处理厂污泥中温两相厌氧消化的研究

采用中温两相厌氧消化处理西安市污水处理厂污泥,结果表明,污泥可在较短的停留时间(296 h,产酸相30 h,产甲烷相266 h),较高的有机负荷(约2.65 kg VS/m3.d)下稳定运行,系统VS去除率38.87%,pH≈7.5,产气速率6.33 L/L.d,单位VS产气率3.00 L/g。与单相厌氧消化处理结果对比,两相厌氧消化系统的停留时间可减少一半,而污泥有机负荷提高2倍,且有机物的去除率大,处理效果好,稳定性高,抗冲击负荷能力强,产气性良好。     

厌氧消化过程中挥发性固体产气率变化规律研究

实验的目的旨在研究厌氧消化系统VS产气率的变化规律。厌氧消化试验在中温条件下进行,以餐厨垃圾为实验底料。实验过程中对沼气产率、VS产气率、甲烷含量等指标进行监测。研究结果显示:厌氧系统在半连续方式下运行VS产气效率明显高于同等反应条件下的批式系统。系统的运行状态与VS产气率有直接对应关系,当系统出现抑制状态时,VS产气率出现显著下降。当系统在恢复过程中,VS产气率明显提高。     

影响高含固厌氧消化性能的主要因素研究进展

高含固厌氧消化具有所需反应器体积小、能量需求低、沼渣产量少以及沼渣后续处理简便等优点, 是实现固体废弃物资源化的重要途径, 因此对高含固厌氧消化性能的认识非常重要。本文重点阐述了原料、接种、含固率、温度、碳氮比和颗粒粒径等影响高含固厌氧消化性能的主要因素及其研究进展, 指出这些因素通过改变启动性能、甲烷产量、挥发性固体(VS)降解率和系统稳定性等对高含固厌氧消化过程产生影响, 且每个因素对消化性能的影响都至关重要。此外还指出, 对污水厂剩余污泥的高含固厌氧消化将会成为我国颇具应用前景的处理技术, 并从各个影响因素出发对高含固厌氧消化技术的实施提供了运行参数和优化措施, 以期为高含固厌氧消化技术的进一步完善提供借鉴。     

含油废水处理厂污泥的厌氧消化试验

为研究含油废水处理产生的剩余污泥和气浮污泥的厌氧消化性能,试验采取序批式厌氧消化两种含油污泥的方法,对含油污泥的组成变化及产气性能进行测定,并将其结果与市政剩余污泥进行对比。试验结果显示,经过35天的厌氧消化,含油剩余污泥和含油气浮污泥的可挥发固体（VS）降解率分别为4.98%和3.74%,TCOD降解率分别为10%和3.4%,产气量分别为0.97 L/gVS和0.56 L/gVS。经过和市政剩余污泥对比后表明,含油气浮污泥厌氧消化性能差,不宜进行厌氧消化处理;含油剩余污泥厌氧消化性能相对强于含油气浮污泥,但弱于市政剩余污泥。     

乌鲁木齐餐厨垃圾厌氧消化工艺研究

近年来,随着城市生活垃圾中生物质废物的增加以及能源短缺现象的日益加剧,具有废物处理和资源回收双重效益的生物质废物厌氧消化技术日益受到关注。文章分析了乌鲁木齐市餐饮垃圾以果皮、蔬菜等城市固体垃圾为原料,以污泥为菌种,采用厌氧消化法制备甲烷气体。实验结果显示当原料-蔬菜垃圾含水量平均为9.41%,含固量(TS)平均为90.59%,挥发性固体含量(VS)平均为65.30%,纤维素含量为32.42%,污泥的COD为13421.24 mg/L,pH为6.83时,最高产气量达到42.5%。     

不同有机质污泥热水解直接脱水及厌氧消化潜力中试研究

在150～180℃条件下,利用中试实验设备,对不同来源浓缩污泥(TS约为20%)进行热水解中试实验,采用离心和板框脱水等两种方式对热水解后的污泥进行直接脱水,研究热水解温度,停留时间,污泥有机质含量等条件对污泥脱水性能的影响。选取170℃下保温60 min为最佳工况,高、中、低有机质组的污泥热水解后直接板框脱水,泥饼含固率可达到37.2%,39.8%和41.3%,同时通过对水解后的污泥,以及固液分离后的脱水液,泥饼分别进行厌氧产气实验(BMP),测定其不同热水解工况下混合相,液相,固相的产气性能,当实验开始3天后,液相甲烷产量即达到混合相最终甲烷产量的68%,72%,69%,证明了在中试条件上,热水解过程中,大部分可甲烷化有机物已转移至液相,且液相厌氧消化速度远大于固相,证明了污泥"热水解—脱水—脱水液厌氧消化"工艺路线的可行性。     

新型厌氧反应器处理餐厨垃圾浆液的研究

在中试规模、中温(38℃)条件下,研究脉冲-混合厌氧消化反应器(IMD)处理餐厨垃圾浆液的效果。试验结果表明:在负荷4.0 kgVS/(m~3·d)阶段,处理效果最好,VS产气率最高达到1.60 m~3/kgVS,沼气中的甲烷体积分数最高为68.9%;IMD反应器可在负荷6.0 kgVS/(m~3·d)下稳定运行,平均VS产气率为1.25 m~3/kgVS,平均VS去除率为79.11%。与其他厌氧反应器相比,IMD反应器处理餐厨垃圾浆液的容积负荷较高,处理效果较好。     

市政污水处理厂污泥产甲烷潜势研究

污泥厌氧消化系统无法处理全部污泥,需对进入厌氧消化系统的初沉污泥、剩余污泥进行选择,在此基础上,开展初沉污泥、剩余污泥产甲烷潜势的研究。研究结果表明,初沉污泥添加量对累计甲烷产量影响显著,其相关系数R~2为0.998,添加初沉污泥后,均能在第6日达到日甲烷产量的最高峰,随后产甲烷速率急速下降,至第20日趋于平缓;剩余污泥试验组,整个试验均未出现甲烷产量快速增长的阶段。厌氧消化系统以处理全部初沉污泥为主。     

固液分离对污泥两相厌氧消化性能的影响

利用中温(35±1)℃两相厌氧消化工艺处理剩余污泥,产甲烷相采用改进的厌氧序批式反应器(ASBR),研究了产甲烷相中固液分离对污泥厌氧消化过程的影响。ASBR运行分为启动阶段、固液分离Ⅰ阶段和固液分离Ⅱ阶段。结果表明:ASBR清水区出水SS维持在400~600 mg/L,实现了固液分离;3个阶段的系统VS去除率分别为38.98%、44.02%和47.92%,单位VS产CH4率分别为162、179、192 m L/g。产甲烷相的固液分离提高了污泥厌氧系统的VS降解率和产气性能。     

餐厨垃圾与固体废物共消化产气效果研究

为研究餐厨垃圾与不同固体废物厌氧共消化产气的效果,探究餐厨垃圾/污泥共消化最佳进料方式,采用自制的全混合厌氧反应器,通过产气量和甲烷含量综合评价餐厨垃圾与不同固废(鸡粪、猪粪、玉米秸秆、麦秆、稻杆和活性污泥)共消化系统在不同配比下产气的潜力;通过产气性能和消化液的pH值、VFAs质量浓度、氨氮质量浓度、碱度综合评价进料方式对餐厨垃圾/活性污泥共消化系统的影响。结果表明:餐厨垃圾与6种不同底物混合共消化系统的产气潜力分别是活性污泥(5∶5)>鸡粪(5∶5)>玉米杆(3∶7)>麦秆(3∶7)>猪粪(1∶9)>稻杆(5∶5);餐厨垃圾/活性污泥共消化系统连续式进料的各项指标均优于序批式进料,更适合厌氧发酵产沼气。     

铁粉/鼠李糖脂对高含固率脱水污泥的强化厌氧消化

改善高含固率脱水污泥的厌氧消化反应类型、提高传质效率是当前的研究热点之一。采用批次试验系统研究了铁粉和鼠李糖脂对高含固率污泥厌氧消化的强化效果,结果表明,投加铁粉和鼠李糖脂对高含固率污泥厌氧消化产甲烷均有促进作用。原污泥、投加铁粉污泥、投加鼠李糖脂污泥的日产气量分别在第4 d、第3 d、第1 d达到最大,对应的日甲烷产量分别为184、240、320 mL/(L·d)。加入铁粉后氧化还原电位(ORP)下降显著,在运行10 d后,加铁粉组的ORP最低值为-400 mV。厌氧消化过程中挥发性脂肪酸(VFA)组成以乙酸为主,投加铁粉对丙酸的产生有一定的抑制作用,加入鼠李糖脂有利于加快微生物对底物的利用速率,进而减少VFAs累积,且第10 d时VFAs的含量已下降至最低,均有利于甲烷产生。     

碱预处理耦合零价铁强化含油污泥厌氧消化

含油污泥通常含较多的生物难降解性有机化合物,且污泥黏度大,乳化程度高,导致其厌氧消化潜力较低。污泥细胞破壁较慢,是污泥厌氧消化的限速步骤。本研究通过对含油污泥进行碱预处理,实现了污泥细胞破壁,并检测到胞内有机物质大量溶出,进而加快污泥水解为溶解态的小分子有机物,提高厌氧消化效率。另一方面,为了解决由预处理产生过量有机酸（如丙酸等）积累破坏厌氧系统内pH平衡的问题,本研究通过投加零价铁,促进丙酸等小分子向乙酸的转化,促进产甲烷,并最终使厌氧系统内pH保持平衡。研究结果表明：含油污泥经过碱预处理甲烷产量提高91.7%,同时污泥减量率提高了8%。碱预处理耦合零价铁粉,使得甲烷产量提高了105.4%,污泥减量率提高13%。进一步优化碱预处理pH条件,结果表明碱处理的最佳pH为9。     

城市污水处理厂剩余污泥厌氧消化试验研究

探讨了影响污泥厌氧消化的各种因素,包括温度、pH值、污泥投配率、有机负荷等,以期寻找出最佳的污泥厌氧消化条件,获得最高的污泥降解率和最高的产气量;为比较不同停留时间和有机负荷对污泥厌氧消化效率的影响,实验中维持进料含固率不变,探讨相关的污泥厌氧消化效率。     

不同污泥干化焚烧技术路线全链条碳足迹分析

碳足迹分析是目前国际上常用的技术能耗评估和资源优化配置的方法.文中采用IPCC《国家温室气体清单指南》提供的方法,对干化-焚烧、深度脱水-干化-焚烧、厌氧消化-深度脱水-干化-焚烧3种基于焚烧的污泥处理处置技术路线进行碳足迹分析.结果表明,污泥干化-焚烧技术路线净碳排放量最低.厌氧消化虽然是污泥资源化利用的重要方式,但由于我国污泥有机质偏低,污泥单独厌氧产气率低,沼气利用产生的能量不足以弥补该过程的消耗.污泥干化和脱水环节产生的碳排放量较大,因此,优化热源、减少药剂使用可以实现碳减排;另一方面,推行污泥与城市有机固废高效协同厌氧,提高沼气产率,增加碳汇,也可以减少总的碳排放量.