污泥高温厌氧消化产甲烷及病原指示微生物灭活的研究

试验研究了剩余污泥在适宜碳氮质量比条件下,高温厌氧消化对产甲烷及病原指示微生物灭活的影响,分析比较了厌氧消化前、后污泥中病原指示微生物数量的变化。结果表明,高温厌氧消化能够有效地将污泥中的有机物分解,产生沼气,并且能够有效地杀灭上清液和污泥中的大肠杆菌、粪大肠杆菌和沙门氏菌。经过28d,55℃的高温厌氧消化后,消化液中总大肠杆菌下降约2.9个数量级、粪大肠杆菌下降约2.6个数量级,消化污泥中总大肠杆菌量下降3.4³.6个数量级、粪大肠杆菌量下降3.83.6个数量级、粪大肠杆菌量下降3.8⁴.3个数量级,而且在消化液和消化污泥中均未检测到沙门氏菌的存在。在适宜的碳氮质量比的条件下,高温厌氧消化能够有效地杀灭消化液和消化污泥中的病原指示微生物。     

介质阻挡放电改善污泥水解及产甲烷性能

通过介质阻挡放电等离子体技术对剩余污泥进行预处理及厌氧消化实验,研究了介质阻挡放电主要参数对剩余污泥的水解效果及污泥性质的影响,对处理后污泥进行厌氧消化实验。考察了介质阻挡放电产生的主要自由基在污泥水解过程中的贡献。结果表明,经介质阻挡放电预处理后污泥的SCOD显著提高,由160 mg/L提升至811 mg/L,污泥上清液中的蛋白质、多糖及氨氮均提高,且·OH在此过程中的贡献明显优于O_2~(·-)。介质阻挡放电能显著改善污泥厌氧消化性能,其20 d中温厌氧消化累计甲烷产量可达452 mL,相比原污泥提升105.4%以上。     

电化学预处理对后续厌氧消化工艺的作用研究

研究了经过电化学预处理后污泥性质的变化以及对后续厌氧消化工艺的改善,从产气效果、消化性能、脱水性能、污泥性质4个方面来体现电化学预处理的改善作用。结果表明,经过电化学预处理的厌氧消化工艺其污泥日产气量最大达到12.19 m L/g,远大于未经预处理的全程厌氧工艺。经过电化学预处理与厌氧消化耦合工艺后,污泥上清液中挥发性有机酸(VFA)含量、SCOD、碱度、p H都大于全程厌氧工艺,其中SCOD最大达到2 951 mg/L、VFA的质量浓度最大达到485.3 mg/L;25 d厌氧消化后,污泥经过耦合工艺处理后VSS去除率为42.13%,而全程厌氧工艺处理后VSS去除率只达到33.23%。因此,可以说明电化学预处理可以改善后续厌氧消化工艺。     

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。     

预处理对烯烃厂剩余污泥厌氧消化处理效果的影响研究

随着宁夏煤化工产业发展进程的不断加快,配套建设的污水处理厂也日益增多,其大都采用生化处理工艺,产生了大量的剩余污泥。研究了宁东烯烃厂剩余污泥经超声波和热预处理后再进行厌氧消化的处理效果,结果表明:宁东烯烃厂的剩余污泥经预处理后再进行厌氧消化,绝大部分溶解性有机物在污泥停留时间为9 d的时候,就基本降解到一个稳定状态。预处理不但可以提高厌氧消化反应中有机物的去除率,而且可以大幅度缩短污泥消化时间,促进厌氧消化速率。     

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。     

石化剩余污泥的酶解预处理技术研究

酶对剩余污泥进行预处理能加速厌氧消化。采用α-淀粉酶、枯草杆菌蛋白酶、中性蛋白酶及其复合酶系处理石化剩余污泥。结果表明,酶的最优投加量为40 mg/(g TSS),筛选出2种效果最佳的单酶并按比例复合,结果发现,m(α-淀粉酶)∶m(中性蛋白酶)为1∶3时,35℃作用16 h后,SCOD增加至3 775.84 mg/L,氨氮质量浓度增加至292.09 mg/L,磷质量浓度增加至2.83 mg/L,VS去除率提高至32.3%。为提高剩余污泥厌氧消化效率、促进剩余污泥减量提供了行之有效的预处理方法。     

碳酸氢钠对微波预处理剩余污泥的促进作用研究

为提高城市生活污水厂剩余污泥的微波预处理效果,研究了碳酸氢钠(NaHCO3)对微波处理污泥的促进作用.结果表明,加NaHCO3不仅能提高污泥碱度,而且NaHCO3与微波联合处理后污泥溶解性化学需氧量(SCOD)和挥发性脂肪酸(VFA)的含量都随NaHCO3加入量的增加而大幅增大,Zeta电位绝对值增大.加入2g·L-1NaHCO3并于功率为800 W的微波下作用50 s,SCOD上升至8001 mg·L-1,VFA的质量浓度上升至969.9 mg·L-1.预处理后的污泥可望增强污泥后续厌氧消化反应的稳定性和效率.     

污水处理厂剩余污泥的中温厌氧消化特性研究

对天津某污水处理厂的剩余污泥进行中温厌氧消化试验,研究了在不同HRT下的产气量、有机物去除率等指标,结果表明:剩余污泥经过中温消化,在HRT分别为30、20、10 d时,产气率分别为0.022、0.027、0.033 L/(g[VS].d);CODCr的去除率为18.8%～38.1%;由COD物料衡算得知,基质中40%的固态有机物被分解转化,COD甲烷转化率最高约为32.0%;对剩余污泥基质的元素组成进行分析,经计算推导出基质的模拟分子式为C9.87H16.72O33.81N。研究结果为污水处理厂剩余污泥厌氧消化工艺选择合适的工艺条件提供了理论参考。     

剩余污泥厌氧水解酸化产VFA的研究

剩余污泥的处理不仅增加了污水处理成本,而且处理不当会造成二次污染。有效解决此问题的方法之一是将剩余污泥进行厌氧水解酸化产VFA,影响剩余污泥的水解酸化产VFA的因素有pH值、温度、搅拌、SRT、污泥浓度、反应器结构、运行方式、预处理方式等,其中预处理是关键。不同预处理方式对VFA的产量和种类影响比较大,是研究的重点和热点。     

新兴污染物对污泥厌氧发酵的影响及其厌氧降解研究进展

污水处理厂产生的污泥中普遍吸附着表面活性剂、药物及个人护理品、雌激素、全氟化合物、邻苯二甲酸酯和纳米材料等新兴污染物。新兴污染物的存在必然会对以厌氧发酵及土地利用为代表的污泥资源化利用过程产生影响,其自身也会发生降解。本文介绍了上述6种典型新兴污染物在污泥中的污染现状,分析了其对污泥厌氧发酵产生的影响,并阐述了其产生影响的相关机理。同时讨论了新兴污染物在污泥厌氧发酵过程中的降解情况,发现新兴污染物的降解受其物理化学特性、生物降解难易程度、自身浓度、共代谢效应等影响。最后,对今后污泥中新兴污染物研究的发展方向进行了展望,指出今后应重点探究新兴污染物在污泥厌氧发酵过程中的降解方法、途径及机理,以利于后续污泥的土地资源化利用。     

Performance of a high-solids anaerobic digestion process under various ammonia concentrations

Ammonia is produced during anaerobic digestion of protein-containing materials. While ammonia can be utilized by some members of the anaerobic population, excess ammonia can inhibit methanogenesis. High-solids anaerobic digestion may be especially sensitive to the effects of ammonia overproduction. This study explored the performance of a pilot scale high-solids anaerobic digestion process under various total ammonia nitrogen (TAN) concentrations. In general the high-solids digester could operate up to 1000 mg dm^?3 without any inhibitory effect. The digester performed best when it was operated at TAN concentrations in the narrow range of 600 to 800 mg dm^?3.     

污水厂污泥厌氧消化产短链脂肪酸研究进展

污泥厌氧消化产短链脂肪酸是实现污泥资源化的重要途径,短链脂肪酸不仅是产甲烷的底物、污水脱氮除磷的碳源,而且可以作为原料产生一系列高附加值的产品。本文介绍了污泥厌氧消化产有机酸的机理,重点阐述了污泥性质、温度、pH值、碳氮比（C/N）、水力停留时间（HRT）和固体停留时间（SRT）等影响污泥厌氧消化产酸的主要因素及研究进展,指出这些因素通过改变底物性质、微生物活性及二者接触反应时间等对产酸过程产生影响,其中温度和pH值是研究热点,目前大多数研究者认为高温和碱性条件更有利于污泥产酸。此外,还论证了这些影响因素对于实现污泥产酸最大化的重要意义,提出各因素之间的相互关系以及通过调控温度、pH值、碳氮比等发酵影响因素来控制产酸类型是今后值得研究的方向。     

Simultaneous removal of carbon,nitrogen and phosphorus from wastewater by coupling two-step anaerobic digestion with a sequencing batch reactor

The objective of this study was to develop an integrated process for simultaneous removal of carbon, nitrogen and phosphorus from industrial wastewaters. The process consisted of a-two step anaerobic digestion reactor, for carbon removal, coupled with a sequencing batch reactor (SBR) for nutrient removal. In the proposed process, carbon is eliminated into biogas by anaerobic digestion: acidogenesis and methanogenesis. The volatile fatty acids (VFA) produced during the first step of anaerobic digestion can be used as electron donors for both dephosphatation and denitrification. In the third reactor (SBR) dephosphatation and nitrification are induced through the application of an anaerobic–aerobic cycle. This paper describes the first trials and experiments on the SBR and a period of 210 days during which the SBR was connected to the acidogenic and methanogenic reactors. It was shown that nitrification of ammonia took place in the SBR reactor, during the aerobic phase. Furthermore, denitrification and VFA production were achieved together in the acidogenic reactor, when the efflux of nitrates from the SBR reactor was added to the first reactor influx. The proposed process was fed with a synthetic industrial wastewater, the composition of which was: total organic carbon (TOC)=2200 mg dm⁻³, total Kjeldahl nitrogen (TKN)=86 mg dm⁻³, phosphorus under phosphate form (P-PO₄)=20 mg dm⁻³. In these conditions, removals of carbon, nitrogen and phosphorus were 98%, 78% and 95% respectively. The results show that the combination of the two-step anaerobic digestion reactor and an SBR reactor is effective for simultaneous carbon, nitrogen and phosphorus removal. Reactor arrangements enabled zones of bacterial populations to exist. Complete denitrification occurred in the acidogenic reactor and hence the anaerobic activity was not reduced or inhibited by the presence of nitrate, thus allowing high TOC removal. Stable phosphorus release and phosphorus uptake took place in the SBR after coupling of the three reactors. A fast-settling compact sludge was generated in the SBR with the operational conditions applied, thus giving good separation of supernatant fluid. The benefits from this process are the saving of (i) an external carbon source for denitrification and phosphorus removal, (ii) a reactor for the denitrification step. © 1998 Society of Chemical Industry     

不同氨氮含量对厌氧颗粒污泥理化特性的影响

通过序批式试验,研究了氨氮含量变化对厌氧颗粒污泥去除有机物及氨氮效能的影响,并通过紫外可见光谱（UV-Vis）、三维荧光光谱（EEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）对厌氧颗粒污泥的溶解性微生物产物（SMP）、疏松胞外聚合物（LB-EPS）及紧密胞外聚合物（TB-EPS）进行了分析。结果表明,当进水氨氮浓度增加到1000 mg·L^-1时,厌氧颗粒污泥对COD去除率由对照组的94.19%下降至93.33%,其对COD去除影响不明显;但NH₄⁺-N去除率由40.6%降至7.9%,去除效率明显降低。UV-Vis谱图分析表明,LB-EPS与TB-EPS在205～210 nm处出现了吸收峰,表明其中均含有苯环与双键结构,且随着氨氮浓度的增大,吸收带出现了红移。EEM谱图分析表明,随着氨氮浓度的增大,SMP中芳香蛋白吸收峰强度降低,而在E_X/E_M为370～390/420～450 nm处的类胡敏酸吸附峰增强;对于LB-EPS而言,辅酶F₄₂₀吸收峰消失,表明高氨氮浓度对产甲烷菌的活性产生了抑制作用;同时TB-EPS类蛋白荧光峰发生了红移。而由LB-EPS的FTIR谱图可知,氨氮浓度为1000 mg·L^-1时,LB-EPS中存在较多的羧酸。通过利用UV-Vis、FTIR、EEM谱图可对厌氧颗粒污泥的SMP、LB-EPS、TB-EPS进行较为全面的分析,从而为指导厌氧反应器的运行提供科学借鉴。     

厌氧生物处理低浓度污水研究进展

厌氧生物处理技术具有节能降耗及回收资源的优点,但在处理低浓度污水（COD<1000mg/L）时,污泥活性较差、处理效率偏低等问题使其应用受到严重限制。为促进厌氧生物处理低浓度污水技术的发展,本文在介绍微生物间电子传递类型和厌氧功能菌的基础上,阐明厌氧生物处理的作用机理;随后基于厌氧消化原理,探讨了温度、pH、挥发性脂肪酸（VFA）和氨氮等因素对厌氧生物处理的影响;接着从厌氧膜生物反应器、厌氧微生物活性及直接种间电子传递三个层面出发,对强化低浓度污水厌氧生物处理的方法进行归纳总结;最后从“耐饥饿”菌种的筛选和微生物活性强化途径角度展望了厌氧生物处理低浓度污水的发展趋势和研究方向,旨在为推广厌氧生物处理低浓度污水、加快污水中有机物的资源化利用提供参考。     

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。