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.     

内源淀粉酶对污泥性质及厌氧消化性能的影响

为了研究污泥自身产生的淀粉酶对污泥性质的影响,将污泥中的淀粉酶产生菌(WYDF、WYZZ)发酵培养,再将培养液投加到污泥中,并测定了污泥的生物化学甲烷势(BMP),考察了淀粉酶对污泥厌氧消化性能的影响．结果表明,淀粉酶能够促进污泥的水解酸化过程,与未处理污泥相比,WYDF处理后挥发酸(VFA)最大质量浓度提高了56％．淀粉酶对污泥的溶解作用是有限的,处理后最高仅溶出污泥总化学需氧量(TCOD)中6％的有机物．用两菌株酶液联合处理后(WYDF+WYZZ),粒径在200～2 000 μm之间的污泥明显减少．同时污泥厌氧消化性能得到较大提高．挥发性固体(VS)去除率从对照组的36.02％提高到42.19％;污泥的VS甲烷产率从对照组的381 mL/g提高到434 mL/g．     

生物转盘中厌氧氨氧化污泥特性及菌种的初步鉴定试验研究

对厌氧生物转盘系统中具有厌氧氨氧化功能的污泥进行生物特性及分子生物学的初步鉴定试验研究.结果表明:污泥呈砖红色,系统中除附着在盘片上的生物膜外,槽间还存在颗粒污泥及少量絮体;镜检发现细菌主要为短杆状和球状两种形态,革兰氏阴性;SEM发现颗粒污泥多孔隙,颗粒和生物膜表面荚膜包围有球菌;间歇试验表明最大氨氧化速率为0.210 kg NH+4-N·kg-1VSS·d-1,总氮污泥去除负荷达0.311 kg TN·kg-1VSS·d-1;用厌氧氨氧化菌特异性引物进行PCR扩增,琼脂糖凝胶电泳显示清晰的特异性条带;核酸序列经测序及BLAST功能比对、进一步构建进化树表明该细菌与已报道的厌氧氨氧化菌Candidatus Kuenenia stuttgartiensis同属,与其基因序列相似性为100%,初步鉴定了其种属.     

五氯苯酚对厌氧颗粒污泥微生物的毒性作用

通过间歇培养方式研究了五氯苯酚对上流式厌氧污泥床和厌氧膨胀颗粒床反应器厌氧颗粒污泥微生物的毒性作用，结果表明，五氯苯酚对厌氧颗粒污泥中微生物有较强的毒性；低浓度PCP对厌氧颗粒污泥中微生物辅酶F420含量、磷酸酯酶活性以及胞外多聚物的分泌都有抑制作用，高浓度PCP则直接杀死菌体；PCP对厌氧颗粒污泥中不同微生物活性有不同的抑制作用，对利用乙酸的甲烷菌和利用丙酸和丁酸的产氢产乙酸菌都有强烈的抑制作用，EGSB反应器厌氧颗粒污泥对PCP的抑制有更强的耐受能力。     

高效回收甲烷和磷的新技术

日本三菱电机开发出能够从污水处理场产生的污泥中高效回收甲烷和磷的新技术。 此项技术的关键是三菱电机自主开发的“Ozone-Alkali处理技术”。据介绍，使用以前的处理法，即厌氧消化处理的前半阶段，如采用此项新技术进行处理，能更好地促进污泥的溶解和改性．甲烷气的产生量增大。污泥残存量降低；     

固定化白腐菌产漆酶培养条件的研究

采用三种固定杂色云芝菌的方法,对杂色云芝菌在固定化的培养条件下的产漆酶条件进行了研究.实验结果表明:漆酶产量高的碳源是葡萄糖,氮源是氯化铵,pH值为3.6,表面活性剂、诱导剂对漆酶的活性影响不大;漆酶产量高的是海藻酸钙-聚乙烯醇双载体固定化法,载体系统内的酶活比系统外的高.     

固定化白腐菌产漆酶培养条件的研究

采用三种固定杂色云芝菌的方法，对杂色云芝菌在固定化的培养条件下的产漆酶条件进行了研究．实验结果表明；漆酶产量高的碳源是葡萄糖，氮源是氯化铵，pH值为3．6，表面活性剂、诱导荆对漆酶的活性影响不大；漆酶产量高的是海藻酸钙-聚乙烯醇双载体固定化法，载体系统内的酶活比系统外的高．     

厌氧氨氧化污泥包埋固定化及其脱氮效能

为维持水中厌氧氨氧化菌生物量,采用水性聚氨酯(WPU)对厌氧氨氧化污泥进行包埋固定化,同时对比聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)以及PVA-SA包埋后颗粒的机械稳定性和厌氧氨氧化性能.结果显示:4种包埋颗粒均表现出良好的厌氧氨氧化性能,WPU颗粒生物活性最好,机械稳定性最高,相比其他几种材料具有明显的优势,适合作为厌氧氨氧化包埋材料.在WPU包埋颗粒的连续流实验中,通过不断降低水力停留时间(HRT)的方式增加容积负荷,当容积负荷为1.697 kg/(m³·d)时,WPU包埋颗粒仍能达到80%总氮(TN)去除率,并且在100 d内没有观察到出水SS增加和颗粒碎裂的现象,表明WPU包埋颗粒具有很强的抗负荷冲击能力和厌氧氨氧化性能,并且在长期运行中能保持良好的污泥截留能力和稳定性.通过16S r DNA-Cloning分析发现:WPU包埋颗粒内厌氧氨氧化菌主要是Candidatus Brocadia fulgida(JX243641.1),包埋材料作为载体,起到保护厌氧氨氧化菌和提高生物量的作用,但对菌体本身和菌群结构没有影响.     

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。     

厌氧氨氧化细菌的分子生物学鉴定

采用分子生物学方法从厌氧氨氧化污泥中提取细菌总DNA,使用特异性引物进行PCR扩增。扩增产物经过克隆、测序后,得到厌氧氨氧化菌部分16S rDNA序列(长度为838 bp)。将得到的序列构建系统发育树进行分析。结果表明,厌氧氨氧化污泥中的厌氧氨氧化细菌与Anaerobic Ammonium-Oxidizing Planctomycete(AJ131819)细菌在进化上关系最近,并将该类细菌暂命名为Anaerobic Ammonium-Oxidizing Planctomycete ASBBR Gene。     

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.     

含硫酸盐废水厌氧处理过程中底物的竞争

在含硫酸盐有机工业废水的厌氧处理过程中,硫酸盐还原菌和产甲烷菌以及产乙酸菌之间的竞争是不可避免的,值得注意的是有些硫酸盐还原菌可以和产甲烷菌或产乙酸菌构成一个有效的降解丙酸和丁酸的共生生物群.从增长动力学上看,硫酸盐还原菌在底物的竞争中占有明显的优势,但是有些因素诸如:温度,pH,以及游离态硫化氢的浓度也影响到它们之间的竞争关系.有几种硫酸盐还原菌还可以像发酵菌和产乙酸菌那样进行代谢活动.     

白腐真菌固定化技术及其影响因素的研究进展

在综述白腐真菌技术的生物学特性和降解特性以及固定化细胞技术的概念、分类和优点的基础上,重点探讨了固定化白腐真菌技术在产酶、处理污染物、抑制杂菌、提高系统的抗毒能力和稳定性等方面的优势,并对影响该技术的载体物理结构和性质特征、固定化时间、固定化方法等控制因素进行了探讨.该技术仍处于试验阶段,要达到工业应用的水平还需要解决高效载体、高效解吸剂、高效工程菌、系统调控参数及固定化反应器等问题.     

EM-SBBR反应器自然培养启动

目的 研究EM-SBBR在不投加污泥只投加EM菌种的情况反应器启动过程,解决sBBR类似工艺在采用自然驯化时存在的适应性差、运行不稳定等一系列问题.方法 在SBR中投加聚氨酯泡沫微生物固定化载体、悬浮高效菌种(EM),采用连续曝气方式激活高效茵,通过厌氧/好氧交替运行方式强化聚磷茵除磷,并在硝化菌和反硝化茵作用下进行同时硝化反硝化反应,进而对EM-SBBR的自然培养启动进行研究.结果 EM-SBBR在自然培养条件下2个月就能完成挂膜,成功地实现了EM-SBBR的启动,稳定后反应器中COD、NH4+-N、PO34-的去除率分别达到了81%、98%、72%.结论 利用自然培养的方式,将微生物固定化技术成功应用于EM-SBBR中,不仅提高了微生物活性和数量,还增强了微生物脱氮除磷的性能,这一成果为SBBR类似工艺的启动运行有一定的指导意义.     

固定化硝化细菌去除水体中氨氮的研究

研究了以聚乙烯醇(PVA)为骨架载体,添加适量的添加剂,利用活性炭吸附硝化细菌,采用包埋法制作固定硝化细菌小球,去除水体中氨氮的方法.通过实验,发现1%的海藻酸钠(占PVA的凝胶百分比),4%SiO2,0.3%CaCO3作为添加剂,PVA包埋硝化细菌的成球效果较好,小球表现有较佳的机械强度以及传质性能.同时用正交实验确定了在PVA质量浓度为10%,活性炭含量占PVA凝胶的2%,交联时间32h及包菌量的值为1∶2的情况下,包埋的固定化小球去除氨氮的效率最高,42 h就可以达到80%以上,去除氨氮效率强.     

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.     

处理难生物降解有机物的厌氧颗粒污泥形成的技术进展

为了加快以上流式厌氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Blanket，简称UASB)为代表的无载体厌氧反应器处理含难生物降解有机物废水的启动速度，综述了影响厌氧颗粒污泥形成的因素．此外，为了高效、快速地降解废水中的难生物降解有机物，建议向厌氧反应器中投加优势茵，以进一步提高厌氧反应器降解废水中难生物降解有机物的效率和速度．     

脂肪预处理发酵联产氢气和甲烷的研究

针对脂肪难以产氢、能源转化率低的问题,以肥猪肉作为脂肪代表物,研究了其预处理后发酵联产氢气和甲烷的特性.结果表明,在产氢阶段,碱和脂肪酶预处理促进了脂肪的水解,提高了累积产氢量.驯化菌种能较快的适应底物环境,从而缩短延滞期并提高了产气速率.碱水解时应控制体系的Na+终浓度不超过0.2mol/L,更高的碱用量会因Na+浓度过高而抑制产氢.为了提高能源转化率和原料利用率,提出了利用脂肪发酵产氢后的有机酸废液继续联产甲烷的创新工艺,并利用该工艺得到底物总挥发性固体的单位产氢潜力为32.6mL/g,联产甲烷潜力为24.88mL/g.其中单产氢气的能源转化率为0.85%,联产甲烷以后的能源转化率可提高至2.99%.     

五氯酚在厌氧生物体系中的降解及反馈作用

为探讨厌氧系统降解五氯酚(PCP)能力及PCP对厌氧系统的毒性影响,采用UASB反应器进行了PCP模拟污水连续流试验,考察了不同PCP浓度及负荷条件下系统对PCP和COD的降解去除规律,揭示了PCP对系统产酸相和产甲烷相影响状况.结果表明,在进水PCP含量从无到开始加入、PCP浓度提高以及PCP负荷提高3个冲击变化阶段,厌氧系统对PCP和COD的去除率均表现出先迅速降低后缓慢升高的变化趋势,运行稳定后PCP和COD的去除率分别达91.2%和83.5%以上.PCP对厌氧系统中微生物种群产生影响,使系统产酸菌由丁酸型菌群为主逐渐演替为丙酸型菌群为主,PCP对系统产甲烷菌活性产生明显抑制,甲烷产量由PCP加入前的12.1L/d降低至加入后的2.5L/d.     

人为源甲烷生物抑制机理与研究进展

从产甲烷菌代谢机理入手,分析了产甲烷菌生物抑制机理,并对反刍动物、厌氧发酵、生活垃圾填埋场和稻田的人为源甲烷减排的研究现状和进展进行了概述.在分析人为源甲烷抑制存在问题的基础上,提出了今后开展人为源甲烷减排研究的建议.