投配率和回流比对两段厌氧处理废水的影响

为研究投配率和回流比对两段中温厌氧消化处理茶多酚生产废水的影响,采用经超滤后COD)为12 416.3mg/L的茶多酚生产废水进行实验.以产酸段和产甲烷段COD负荷分别为9.1 kg/(m3·d)和1.4 kg/(m3·d)连续进行污泥接种培养,待系统运行稳定后分析产甲烷段产气规律和甲烷含量,短链脂肪酸(VFA)浓度及VFA中乙酸含量.结果表明,当投配率15.0%-20.0%,产酸段所产VFA中乙酸含量<42.0%,产气速率明显下降,出水COD>5 000 mg/L;加大回流比至0.4-0.6,产酸段所产VFA中乙酸含量增加10%-12%;当投配率为11.0%,回流比为0.5,对系统进行20 d的监测发现,系统运行7 d后产酸段VFA>2.5 g/L,VFA中乙酸含量>50%,出水COD<2 200 mg/L,产气效率为0.51 m3/kgCOD,因此合适的投配率和回流比可提高产酸段VFA中乙酸含量、VFA乙酸化的快慢成为厌氧发酵工艺的限制步骤.     

过氧乙酸预处理污泥对厌氧消化的影响

利用过氧乙酸(PAA)对污泥进行预处理,考察了预处理对污泥厌氧消化的影响。以未处理污泥作为对比,研究了经过氧乙酸预处理后,污泥性质及甲烷产气量等的变化。结果表明,过氧乙酸预处理的污泥在进行厌氧消化时,污泥在厌氧消化过程中平均日产气速率是52.78mL,比未经过预处理的提高了19.95%;预处理后污泥厌氧消化总产气量为1 478mL,比未经过预处理的多产气246mL。预处理污泥出现产气量峰值的时间比原泥提前2d。过氧乙酸预处理,促进了污泥的水解,厌氧消化过程中,预处理污泥的SCOD浓度高于原泥,最大值为818mg/L,比原泥中SCOD浓度的峰值大57.51%。     

次氯酸钠预处理污泥对厌氧消化的影响

采用次氯酸钠对污泥进行预处理,考察了预处理对污泥厌氧消化的影响。以原污泥作为对比,研究了经过次氯酸钠预处理后,厌氧消化过程中污泥性质及甲烷产气量等的变化。经次氯酸钠预处理的污泥,在厌氧消化过程中平均日产气速率为34mL,比未经过预处理的污泥产气速率提高了9.80%;经预处理后污泥厌氧消化总产气量为1 055mL,比未预处理的多产气122mL。预处理污泥出现产气量峰值的时间比原泥提前4d,表明次氯酸钠预处理可以加速厌氧消化速度,缩短污泥停留时间。厌氧消化时SCOD是表示污泥水解增溶程度的参数。实验结果显示,次氯酸钠预处理促进了污泥的水解,厌氧消化过程中,预处理污泥的SCOD浓度高于原泥,最大值为487mg/L,比原泥中SCOD浓度的峰值大11.62%。     

DBD等离子体及其优化对污泥破解和厌氧产甲烷的影响

采用介质阻挡放电（DBD）等离子体预处理剩余污泥,探究放电电压、频率、亚铁离子(Fe2+)投加量和极板构型等因素对污泥破解及厌氧产甲烷的影响。结果表明:DBD放电等离子体可以有效强化剩余污泥水解,在板状高压构型,放电间隙为6 mm,放电电压为11 kV,放电频率为11 kHz、放电时间为24 min的条件下,剩余污泥的水解效果最佳,污泥上清液溶解性化学需氧量（SCOD）达到675.35 mg·L-1,而通过在反应器中投加55 mg·L-1的Fe2+和改变高压极板构型可以将污泥最佳水解效果分别提升23.29%和29.73%。最后,厌氧消化试验表明剩余污泥经DBD放电预处理后产甲烷潜势得到了提高,极板优化和亚铁优化2个预处理累计产甲烷量较原泥分别增长了54.95%和60.43%,日产甲烷量高峰分别提前了2 d和4 d,且均延长了污泥的高效率产气时间。     

金霉素对猪场废水厌氧消化抑制作用

为探明抗生素对猪场废水厌氧消化的抑制作用,以金霉素作为抑制剂,采取批次试验的方法,对厌氧消化过程的产甲烷量进行测定.试验结果表明:厌氧污泥降解模拟废水的最大容积产甲烷速率为19.6mL/(L·h);在金霉素抑制下,最大容积产甲烷速率降低了47.4%.在无抗生素的情况下,产甲烷过程是厌氧消化的限速步骤;存在10mg/L金霉素时,水解发酵和产氢产乙酸过程受到较强的抑制,视为厌氧消化的限速步骤.金霉素对猪场废水厌氧消化有较强的抑制作用,为保证厌氧处理的稳定性,应针对水解发酵和产氢产乙酸过程采取相应的强化措施.     

NaOH固态预处理对秸秆厌氧消化的影响

用NaOH对秸秆进行固态化学预处理,以提高秸秆厌氧消化效率和产气量,研究不同NaOH添加量和负荷率对秸秆产气特性的影响.结果表明,NaOH固态预处理对秸秆厌氧消化有明显促进作用,预处理后秸秆的单TS产气量比未处理前提高26.02%～65.43%,反应起始时间提前1～2d,反应持续时间缩短1～4d,TS和VS去除率分别提高41.7%和52.4%,甲烷气体体积分数由未处理前的52.1%提高到64.5%,其生物能由19.71MJ/m3提高到24.41MJ/m3,在NaOH添加量为6%时,负荷率为60g/L的秸秆厌氧消化效果最好,单位TS沼气产量最高达到445mL/g.     

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。     

炼油厂剩余污泥中温厌氧消化处理试验研究

针对中国石油锦州石化公司污水处理厂的剩余污泥采取动态半连续流中温厌氧消化试验,进行污泥减量化及资源化的中试研究.对系统进行每天定量投配生污泥,考察不同停留时间污泥系统中pH值、VFA、碱度、固相及液相COD的参数变化情况以及COD、VSS的降解情况.结果表明:锦州石化公司剩余活性污泥有较好的消化性能,消化周期为20～25 d,COD去除率为70.3%,VSS去除率为55.6%,1 kgCOD产气量为0.33 m3.污泥混合物实现了剩余污泥的减量化与资源化.     

污泥两相厌氧消化若干研究进展

产酸相和产甲烷相的分离使两相厌氧消化工艺具有一系列的特点和优势,在对该工艺的理论和机理进行分析基础上,讨论了两相厌氧消化工艺的相分离,以及相分离的实现对整个工艺的影响,介绍了污泥两相厌氧消化工艺国内外的研究动态.     

剩余污泥超声强化预处理及其厌氧消化效果

采用超声预处理方法破解剩余污泥,考查污泥理化性质的变化以及后续厌氧消化的性能。在3种不同超声波电功率密度下破解污泥,并对超声波电功率密度1.5 W/mL、超声30 min处理后的污泥进行厌氧消化实验,结果表明：污泥溶解性COD随着超声时间和超声波电功率密度的增加而线性上升.当超声波电功率密度分别为0.8和1.5 W/mL、作用30 min后,污泥溶解性COD是原泥的4.7倍和6.0倍.超声后污泥的pH值和碱度均有下降,同时污泥溶液的颗粒尺寸减小.超声污泥经厌氧消化后总COD去除率较对照组上升了13.5%.在5%污泥投配率下,超声组反应器在10 d内即达到稳定产气状态,超声污泥的平均日产气量提高了57.9%.     

Effects of Different States of Fe on Anaerobic Digestion: A Review

Anaerobic digestion is widely used in the treatment of industrial wastewater, excess activated sludge, municipal waste, crop straw and livestock manure, with the functions of environmental protection and energy recovery. This review summarizes and evaluates the present knowledge of effects of different states of Fe (ZVI, Fe (II), Fe (III)) on hydrogen and methane production in anaerobic digestion process. The potential promotion effects of iron oxides nanoparticles (IONPs), especially magnetite nanoparticles on anaerobic digestion are also mentioned. Fe plays important role in transporting electron, stimulating bacterial growth and increasing hydrogen and methane production rate by promoting enzyme activity. Adding Fe with different morphologies and valence states in anaerobic digestion to increase biogas (hydrogen and methane) production and enhance organic matter degradation simultaneously, which has attracted many scientists’ attention in recent years. Rapid progress in this area has been made over the last few years, since Fe is essential to the fermentative hydrogen and methane production, while few is known about how Fe affects the fermentative biogas production. This review is significant to maintain the stable operation of the biogas project.     

pH对发酵系统的产甲烷活性抑制及产氢强化

为抑制厌氧发酵系统的产甲烷活性,强化其发酵产氢性能,采用逐级降低pH的调控方法,探讨连续流搅拌槽式反应器(CSTR)从具有显著甲烷发酵特征的厌氧发酵系统向发酵产氢系统转变的运行特征．在进水COD 7 000 mg／L、水力停留时间(HRT) 8 h条件下,发酵体系在pH 由65～72降低到60～65时,虽然发酵气中的甲烷体积分数逐渐减少乃至消失,但氢气体积分数一直在3％以下;当pH下降到40～50时,系统中的产酸发酵作用得到了进一步强化,挥发性发酵产物总量平均为2 052 mg／L,呈现为典型的乙醇型发酵,发酵气产量平均为26 L／d,其氢气体积分数稳定在45％左右,活性污泥的比产氢率达167 L／(g·d)．     

市政污泥预处理技术的研究进展

厌氧消化是主要的污泥稳定化处理技术,厌氧消化前采用不同的预处理方法可以提高污泥的厌氧消化性能,污泥预处理主要是将污泥内微生物细胞破解,促使胞内物质释放,加快污泥的水解速率,提高产气量。本文综述了当前研究和应用较多的物理、化学和生物法等污泥预处理技术,如热处理、机械处理、酸碱处理、电化学处理、生物法等,分析了各种方法的原理、特点和处理效果及应用前景。     

氨三乙酸对废水厌氧消化过程中产甲烷的影响

在连续运行的槽式搅拌反应器(CSTR)中考察了氨三乙酸(NTA)对厌氧消化反应器运行效果的影响.在中温35℃条件下,有机负荷化学需氧量(COD)为1.0～3.4g/(L.d)时,NTA的添加可使CSTR反应器COD去除率增加,产气率提高20%～42%,反应器中厌氧污泥的辅酶F430和F420浓度分别提高了1.33倍和24%;采用荧光原位杂交技术(FISH)对古细菌和甲烷八叠球菌进行了检测,结果表明:NTA还促进了甲烷八叠球菌的生长.作为微量元素螯合剂,NTA增强了微量元素镍的生物可利用性,优化了产甲烷菌的营养条件,强化了产甲烷菌对微量元素的生物吸收,对厌氧消化反应具有促进作用.     

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%.     

强碱预处理和碱性强度对剩余污泥发酵的影响

为改善污泥发酵性能,提高发酵的产酸量,在25℃条件下,研究了不同碱度(碱性(pH=10)、强碱性(pH=12)和强碱预处理(pH=12)-碱性(pH=10)对剩余污泥水解酸化的影响.结果表明:在25℃条件下,相比于碱性发酵,强碱性发酵和强碱预处理-碱性发酵均提高了SCOD、DNA、蛋白质和多糖的产量,从而为产酸菌提供了更多的产酸基质.同时发现,强碱性发酵抑制了产酸菌的活性,导致其产酸量远远低于碱性发酵,但是在强碱预处理-碱性发酵过程中,短链脂肪酸(SCFAs)和乙酸的产量均得到大幅度提高,较碱性发酵分别提高了20.00%和23.00%.显然,强碱预处理-碱性发酵更有利于剩余污泥厌氧发酵产酸.     

蜂巢石强化 UASB 反应器处理垃圾渗滤液研究

向厌氧系统中投加载体材料是提升反应器稳定性及厌氧效率的有效手段.本试验将蜂巢石投加到上流式污泥床反应器(UASB)中,研究其对垃圾焚烧发电厂渗滤液厌氧消化效率的影响及厌氧污泥中产甲烷菌群落结构的变化.试验结果显示,投加蜂巢石缩短了UASB污泥驯化时间,与未投加蜂巢石的反应器相比,CODCr去除率提前12天稳定达到85％以上;污泥形貌观察及粒径分布测试表明,蜂巢石作为固定微生物的载体能够有效加速污泥颗粒化进程,运行至第15天,投加蜂巢石的反应器中粒径大于0.2 mm的污泥占比53.17％,高于未投加蜂巢石反应器的31.92％,形成了更加密实、更大的颗粒污泥.当有机负荷逐步提升至28.77 kgCODCr/(m3·d)时,投加蜂巢石的反应器CODCr去除率仍稳定达到97％,所能承受的最大有机负荷是未投加蜂巢石反应器的2倍以上.高通量测序表明,有机负荷提升后,投加蜂巢石反应器中产甲烷丝菌(Methanosaeta)代替产甲烷杆菌(Methanobacterium)成为优势种属.     

污泥两相厌氧消化若干研究进展

产酸相和产甲烷相的分离使两相厌氧消化工艺具有一系列的特点和优势,在对该工艺的理论和机理进行分析基础上,讨论了两相厌氧消化工艺的相分离,以及相分离的实现对整个工艺的影响,介绍了污泥两相厌氧消化工艺国内外的研究动态．