添加碱渣对污泥厌氧消化的影响研究

将碱渣与城市污水处理厂的剩余污泥按不同的比例均匀混合后,进行厌氧消化试验,并根据消化液中SCOD、pH值及产气量等指标的变化,分析了碱渣对污泥厌氧消化性能的影响.结果表明:在碱渣添加量<8.25 g/L时,对污泥厌氧消化中的水解反应有较大的促进作用,溶出的有机物可生物降解性好;在试验的碱渣添加量范围内,厌氧消化液的pH值维持在7～8,显示碱渣对污泥消化产生的有机酸具有一定的缓冲作用;当碱渣添加量为3.30 g/L时,产气量和甲烷产量最大且厌氧消化反应速度最快,与未添加碱渣的相比则甲烷产量提高了约37.9%.碱渣中含有的碱性物质对污泥厌氧消化有较大的促进作用.     

橙皮精油对橙渣与剩余污泥厌氧共消化的毒性分析

为了探究橙皮精油(EO)对橙渣与剩余污泥厌氧共消化系统的毒性,通过改变共消化底物中EO含量,研究其对厌氧共消化系统比产甲烷活性的影响及毒性抑制作用。结果表明,当EO为550和750 mg/kg时,其对厌氧发酵系统具有一定的促进作用,累积产气量较对照组分别提高了16.8%和21.1%;当EO为950和1 150 mg/kg时,厌氧共消化系统分别受到轻度抑制和中度抑制,其累积产气量较对照组分别降低了39.1%和49.9%;当EO为1 350 mg/kg时,厌氧共消化系统受到严重抑制,比产甲烷活性比对照组降低了98.4%,产气量几乎为0。毒性恢复实验表明,高含量EO(1 150和1 350 mg/kg)对厌氧共消化系统的微生物产生了生理毒素,辅酶F_(420)含量显著降低,导致系统产甲烷活性受到严重抑制。     

不同来源剩余污泥有机质赋存特征及厌氧消化潜能

采用改进的化学分级提取方案结合三维荧光光谱法,研究了4个污水处理厂污泥样品的生物可及性与生物可降解性,并通过生化产甲烷潜力(BMP)测试进行验证。结果表明,污泥经过41 d的厌氧消化,挥发性固体(VS)去除率依次为曲阳(B,59.1%)石洞口(D,51.1%)松申(C,45.8%)东区(A,30.0%),累积甲烷产量为B(272.4 mL/gVS)C(234.4 mL/gVS)D(170.3 mL/gVS)A(111.9 mL/gVS),因此VS去除率并不能直接反映甲烷产量高低,其中腐殖质类物质的溶出对甲烷产量的贡献可能为负。分级提取将污泥中的有机质分为5个组分:溶解性有机物(DOM)、可溶颗粒有机物(SPOM)、易提取有机物(REOM)、缓慢提取有机物(SEOM)和难提取有机物(PEOM),生物可及性依次降低。将污泥厌氧降解性相关测试参数(BMP、VS去除率)与各组分荧光指数进行二元Pearson相关性分析,结果表明,污泥的F_(REOM)(REOM层可降解荧光指数)和F_(SEOM)(SEOM层可降解荧光指数)与BMP之间的相关性较强。因此,基于分级提取获得的荧光指数有望用于复杂有机物的生物降解性能评价、预测污水处理厂污泥的厌氧消化潜力。     

制取生物柴油产生的粗甘油对污泥厌氧消化的影响

针对污泥制取生物柴油过程中产生的粗甘油废弃化问题及剩余污泥减量化和资源化需求,探讨了添加粗甘油对剩余污泥厌氧消化的影响。在厌氧污泥最佳接种量试验基础上,进行了不同粗甘油添加量(0. 5～2. 0 g/L)对剩余污泥厌氧消化产气、污泥减量、有机物转化及系统稳定性的影响研究。结果表明,厌氧污泥接种量为30%时最佳,此时剩余污泥厌氧消化累积产气量及VS减量率分别可达171. 1 m L/gVS和24. 13%。其次,不同粗甘油添加量均可促进剩余污泥厌氧消化过程,且添加量为0. 5 g/L时,累积产气量达197. 6 m L/gVS,且其中的甲烷平均比例高达70. 2%,厌氧消化系统对TCOD、TS、SCOD和VS的去除率分别达到26. 82%、19. 49%、50. 11%和27. 44%,此时pH值波动范围为6. 96～7. 70。因此,添加粗甘油对剩余污泥厌氧消化具有促进作用,其最佳添加量为0. 5 g/L。     

污泥中温厌氧消化最佳温度及改善机理分析

我国市政污泥的中温厌氧消化普遍存在有机物降解率低、消化速率慢及沼气产量少等不足。为改善这种现状,基于天津某污泥处理设施的泥质和运行工况,通过小试、中试和生产性试验,考察了反应温度对污泥消化过程中产气量的影响,并对提高温度促进厌氧消化的机理进行了分析。结果表明,在40℃和45℃下生物产甲烷势(BMP)较35℃分别提高了28.4%和37.5%;在200 L中试水平上,稳定期40℃日均产气量比35℃增加25.5%,两种温度下沼气中的甲烷含量基本相当;生产罐反应温度升至40℃后,绝干有机物产甲烷量较往年同期提升近40%。40℃下污泥厌氧消化的溶解速率、水解速率和酸化速率分别较35℃提高73.3%、50.0%和34.7%,为后续的甲烷化提供了充足的底物。没有接受过温度驯化的污泥,40℃和35℃的甲烷生成速率几乎相当,而对于经过40℃驯化半年的污泥而言,不仅甲烷生成速率比35℃快20.5%,而且甲烷产量高12.2%。与其他厌氧消化改良工艺相比,该方法低廉、绿色与高效,具有推广应用价值。     

EM和MCMP对粪便污泥厌氧消化产气特性的影响

以化粪池粪便污泥为研究对象,采用中温(35℃)厌氧消化,研究分别投加0.005%～1.00%的有效微生物(EM)和多功能复合微生物制剂(MCMP)对粪便污泥厌氧消化产气速率、累积产气量以及消化体系中NH4+-N和pH值的影响。结果表明:投加0.005%～1.00%的外源EM和MCMP均有利于粪便污泥厌氧消化产气量的增加;至第20天厌氧消化结束,E1～E6的产气速率和累积产气量分别比对照(CK)的高约(60.96%～215.13%)和(60.74%～214.70%);M1～M6的产气速率和累积产气量比CK的高约(50.99%～255.31%)和(50.78%～254.82%);两试验组分别以投加0.10%的EM和0.05%的MCMP的产气速率和累积产气量为最高。两试验组的氨氮含量均低于文献报道的抑制浓度(2 000 mg/L),且其pH值也基本介于产酸细菌和产甲烷菌共存所要求的pH值范围(7.0～7.6)。     

高温微好氧与厌氧结合工艺的污泥稳定化及产气效果

为资源化处理城市污泥,开发了新型高温微好氧与中温厌氧消化联合工艺(TAD/MAD工艺)。采用该工艺在不同运行参数(污泥停留时间、高温好氧消化温度和进泥浓度)条件下对污泥消化24 d,考察污泥稳定化和产甲烷的效果,并与全程中温厌氧消化工艺和高温微好氧工艺进行对比。结果表明,在55℃高温微好氧消化的停留时间为2 d、35℃中温厌氧消化的停留时间为22 d以及进泥浓度为7.1%条件下,TAD/MAD工艺对VSS的去除率最高、产甲烷量最多。在上述条件下,第24天对VSS的去除率达到42.2%,累积甲烷产量为116.6 m L/g VSS。与全程MAD工艺相比,TAD/MAD工艺具有产气延续性长、累积产甲烷量多、VSS去除率高、达到污泥稳定化时间短的优点,是有效的资源化利用工艺。     

铝离子浓度对厌氧处理城市污水混凝污泥的影响

通过实验室小试,考察了城市污水经混凝处理所产污泥的厌氧消化性能.结果表明,与单独采用聚合氯化铝混凝的初沉污泥和剩余污泥相比,经聚合氯化铝与聚丙烯酰胺联合混凝的污泥,其厌氧消化性能更理想.通过产甲烷毒性试验、毒性驯化与毒性恢复试验,可以推断混凝剂中铝离子对甲烷菌产甲烷活性的影响类别为代谢毒素类;铝离子对产甲烷菌的50%活性抑制浓度为0.4 mg/L,相当于聚合氯化铝的投加量为40～60 mg/L.建议采用聚丙烯酰胺类絮凝剂与铝类混凝剂联合处理的方法来降低铝的用量,以提高混凝污泥后续处理的效率.     

物料比对污泥与餐厨废弃物协同厌氧消化的影响

依托市政污泥与餐厨废弃物协同处理工程,考察了物料比对市政污泥与餐厨废弃物协同厌氧消化效果的影响。结果表明,在不同物料比下,厌氧消化液的酸碱比(VFA/ALK)保持在0. 10~0. 12,挥发性脂肪酸(VFA)维持在1 093~1 529 mg/L,碱度(ALK)维持在10 321~13 688mg/L,厌氧消化系统处于稳定状态;随着餐厨废弃物比例的增加,VS降解率和VS添加产气率呈增加趋势,当污泥与餐厨废弃物的比例为1∶2时,两者协同厌氧消化效果最好,此时VS降解率达到79. 4%,VS添加产气率为0. 56 m^3/(kgVS·d),沼气中的甲烷含量达到61. 4%,H2S产量为77. 4mg/m^3;污泥与餐厨废弃物的协同处理有利于减少沼气中的H2S含量。     

热水解+厌氧消化处理市政污泥示范工程

某市政污泥处理示范工程处理规模为5 t/d,采用热水解+厌氧消化工艺。近一年的稳定运行表明,厌氧消化过程的甲烷产量约6 m~3/d,甲烷最高产率可达353 L/kgVS,污泥中有机质降解率为29. 68%,TOC降解率为21. 7%,能较好地实现污泥的稳定化与资源化。