外源添加剂强化剩余污泥厌氧发酵产酸的影响研究

挥发性脂肪酸(VFA)是污水生物处理中反硝化脱氮和厌氧释磷过程必需的碳源,还能作为底物生产高附加值的产品,而利用剩余污泥进行厌氧发酵是产VFA的重要途径之一.为了提高污泥产酸效率,利用外源添加剂促进和强化污泥厌氧发酵产酸的研究逐渐引起重视.文章总结了抗生素、表面活性剂、植物化学物质和盐类四类外源添加剂对污泥厌氧发酵产酸过程的影响,分别从外源添加剂对污泥的增溶、水解、产酸和产甲烷四个过程进行了分析,同时阐述了外源添加剂在污泥中的降解、残留状况,最后提出对两种或两种以上的外源添加剂联用促进产酸和寻找能促进污泥产酸的共发酵基质也是今后的研究重点.     

污泥厌氧发酵产酸技术研究进展

阐述了污泥厌氧发酵产酸的机理;归纳了污泥厌氧发酵产酸的影响因素：C/N、温度、pH、污泥停留时间、污染物等,并指明控制污泥厌氧发酵体系C/N比为20～30,温度为25～40℃,pH为10,污泥停留时间为5～10 d以及合适的污染物浓度有利于SCFAs积累;综述了共发酵和联合预处理这两种污泥厌氧发酵产酸技术的最新研究进展,两种产酸技术均可显著提高SCFAs产量;最后提出了当前研究存在的不足,并对未来的研究方向做出了展望,旨在为污泥处理与处置、厌氧消化实现资源最大化提供参考。     

污泥厌氧发酵产酸机理及应用研究进展

为了实现污水中污泥减量化和资源化,对其进行厌氧消化是目前国际上应用最广泛的处理方法.酸化阶段的重要产物——挥发性脂肪酸(VFAs)不仅可以作为污水脱氮除磷的碳源,还是合成生物质塑料聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的理想底物.简单介绍了污泥厌氧发酵产酸的代谢机理和微生物机理,对近年来污泥厌氧发酵产酸的研究成果进行了梳理,重点论...     

温度对污泥厌氧发酵产酸过程的影响

污泥厌氧发酵不仅可以产生短链脂肪酸补充污水脱氮除磷【l】工艺中碳源的不足,还可以实现污泥的减量化和资源化。该文综述了温度对污泥厌氧发酵产酸影响的研究进展,着重讨论了温度对污泥厌氧发酵过程中水解、短链脂肪酸（scFAs）累积、甲烷的产生和污泥减量化等方面的影响,并对今后的研究方向进行了展望。     

有机负荷对高蛋白污泥厌氧发酵产酸的影响研究

本文研究不同污泥负荷下,高蛋白污泥厌氧产酸效果和蛋白的降解规律,结果表明:厌氧发酵4d后,任一有机负荷条件下,蛋白降解趋于稳定。同时,当F/M=2∶1,发酵4 d时,挥发酸浓度可达783.3 mg/L,乙酸所占比例为24.18%;当F/M1∶1时,乙酸降解发生在第3 d,其降解速率超过18.24 mg/(L·d)。     

城市污水厂剩余污泥厌氧发酵产酸中试综合分析

对规模12.5 m~3/d的低C/N混合型城市污水处理厂剩余污泥厌氧发酵产酸中试工艺流程及运行参数进行了介绍,分析了运行效果和经济效益。结果表明,中试对剩余污泥减量化程度达44%~50%,日产酸量46.26~61.36 kg,污泥收益为39.76元/t,投资回收期限为3.5年。中试实现了城市污水厂污泥减量化和资源化,有助于强化低C/N进水水质的污水厂脱氮除磷,具有良好的社会经济效益,可供剩余污泥厌氧发酵产酸技术产业化应用发展借鉴。     

吹脱超声强化垃圾渗滤液碱性厌氧发酵产酸研究

垃圾渗滤液含有丰富的有机物,进行适当处理转化成小分子有机酸后可作为反硝化脱氮工艺的碳源。采用吹脱联合超声的预处理方式脱除垃圾渗滤液中的多余氨氮,并根据氨氮去除效果,将最佳条件下预处理后的渗滤液接种剩余污泥后在碱性环境下厌氧发酵产酸。对厌氧发酵体系中挥发酸产量、相对分子质量、三维荧光及微生物群落进行分析,探究了垃圾渗滤液的发酵产酸效能。结果表明：垃圾渗滤液在初始pH=11、吹脱联合超声预处理1 h后,以初始pH=10的条件联合剩余污泥共发酵时产酸效果最好,体系内挥发酸产量在第5天达到峰值,为（1 183.86±10.26） mg/L（以COD计）,且乙酸和丙酸之和占比大于80%,适合用作工业发酵碳源。三维荧光、相对分子质量、微生物群落也佐证了上述处理条件为垃圾渗滤液中大分子有机物向小分子有机酸转化的最佳条件,为垃圾渗滤液的资源化回收提供了理论依据和实验基础。     

老化轮胎微塑料对剩余污泥厌氧发酵产酸的影响

轮胎微塑料(TMPs)是污水中微塑料的主要来源之一,经污水处理流程后富集于剩余污泥内部,其理化性质及迁移转化影响污泥处理处置。文中采用强酸模拟环境老化的方法,探究老化TMPs对污泥厌氧发酵产酸的影响。结果表明,老化TMPs对污泥厌氧发酵产酸和水解过程都存在明显抑制,TMPs浓度越高,抑制程度越强,高浓度[0.2 g/(g VSS)]老化组挥发酸产量、SCOD_Cr、蛋白质和多糖较对照组分别减少了21.5%、40.0%、21.5%和18.6%。老化TMPs能抑制蛋白酶、α-葡萄糖苷酶和乙酸激酶等酶活性,导致功能微生物产生氧化应激反应或死亡。老化后TMPs颗粒粒径减小以及其浸出的有机物是发酵微生物产生氧化应激反应和污泥发酵系统效率降低的主要原因。上述研究结果对污泥厌氧发酵系统运行具有指导意义。     

厌氧发酵产氢污泥的驯化技术

以糖蜜废水为发酵底物,以污水处理厂剩余污泥为反应器启动污泥,污泥采用曝气氧化预处理方法,从而达到厌氧发酵产氢目的并提高其发酵产氢能力.试验表明,经曝气氧化预处理后的污泥可作为厌氧发酵生物制氢的接种污泥,且具有较高的产氢能力,在实验条件下,反应器稳定运行时产气量为3 L,发酵产气中氢气浓度为75.77%,液相末端发酵产物主要为乙醇、乙酸.     

污泥厌氧发酵产氢技术的研究进展

综述了污泥厌氧发酵的产氢研究进展,结果表明,联合预处理对产氢效果的提升往往优于单一预处理。针对目前研究报道分析,提出建立合理的评价体系对产氢研究有意义;今后应加强对共发酵产氢过程中的微生物群落动态、代谢途径的研究。     

碱性蛋白酶与烷基糖苷协同促进剩余污泥厌氧发酵产酸

针对剩余污泥厌氧发酵产短链脂肪酸(SCFAs)面临的污泥水解效率低的问题,将碱性蛋白酶(AP)与烷基糖苷(APG)联合用于污泥厌氧发酵产酸中。结果表明,AP与APG在强化污泥厌氧发酵产SCFAs过程中具有协同作用,在9%g AP/g SS和0.20 g APG/g SS的作用下,在厌氧发酵第3 d取得的最大SCFAs产率为214.80 mg COD/gVSS,显著高于两者单独作用时,且以乙酸为主。AP与APG的协同作用提高了污泥增溶与水解效率,改善了污泥发酵液的生物可降解性能,为酸化阶段提供了良好的发酵底物。同时,蛋白酶、α-葡萄糖苷酶、乙酸激酶的活性得到提高。微生物群落结构分析表明,AP与APG的协同作用提高了Firmicutes、Bacteroidetes和Actinobacteriota等水解酸化类微生物的相对丰度,而Proteobacteria和Cloroflexi等消耗SCFAs的微生物的相对丰度显著降低。     

污泥厌氧发酵产沼气抑制物影响的研究进展

厌氧发酵产沼气作为污泥处置的重要技术,不仅能够解决生成量见长的污泥所造成的环境问题,而且能够缓解当前日益紧张的能源供需矛盾。氨、硫化物、金属离子、氢、短链及长链脂肪酸等物质可抑制厌氧发酵菌群的活性,从而显著降低污泥厌氧发酵产沼气效率。本文围绕影响污泥厌氧发酵产沼气过程的氨、硫化物、金属离子、氢、短链及长链脂肪酸等抑制物的研究进展进行了阐述及分析,以期为高效污泥厌氧发酵产沼气技术的研发提供参考。     

木薯酒精废水常温厌氧发酵产酸特性研究

木薯全糟是一种高浓度、高含固的有机废水,现阶段主要利用厌氧消化工艺,净化水质的同时回收生物气。为了进一步合成高值化产品,研究了木薯酒精废水厌氧产酸的可行性,着重考察了木薯酒精废水不溶性固体的厌氧产酸特性。研究发现,木薯全糟在常温厌氧条件下相比木薯清液具有一定的产酸潜能,第一批发酵9天后VFA(Volatile Fatty Acids)产量达29000 mg COD?L?1,但是后续两批无法利用不溶性固体进行厌氧发酵产酸。采用超声、热、碱和热碱联合分别对全糟进行预处理,可以降低不溶性固体物质中的木质素含量,增加纤维素含量,但是预处理前后厌氧发酵的产酸量基本相当。对糖及蛋白质的降解研究发现,这部分增加的纤维素并没有被产酸细菌所利用,在厌氧发酵中对VFAs的产生贡献不大。建议木薯酒精废水应先固液分离后,再进行常温厌氧产酸,从而减少后续发酵装置的体积和基建投资。     

CSTR厌氧发酵产氢系统中载体强化的研究

利用糖蜜废水作为发酵底物,以有效容积为5.4 L的连续流搅拌槽式反应器(CSTR)作为反应装置,考察了载体强化(颗粒状活性碳)对生物制氢工艺的影响。研究表明,CSTR反应器采用经好氧曝气预处理的污泥作为接种污泥,温度控制在36°C,水力停留时间(HRT)6 h。有机负荷(OLR)在8～24 kg/m3d的范围之间变化时,可以发现产气量和产氢量随着OLR的提高而有所增加。发酵气体的主要成分是CO2和H2,其中H2的含量为38.4%～41%。反应器在OLR 24 kg/m3d时得到了最大产氢率3.56 L。另外,OLR和VSS/SS两者呈现明显的反比关系,线性关系可以表示为y=-0.6x+78(r2=0.4948)。颗粒状活性碳能使产氢系统中氢气的产量、pH值和液相发酵产物更加稳定,可作为发酵产氢的载体强化材料。     

碱性条件促进纺织印染污泥厌氧发酵产挥发性脂肪酸

系统研究了酸性（pH值5、pH值6）、中性（pH值7）和碱性（pH值8～10）条件下,纺织印染污泥厌氧发酵产挥发性脂肪酸（VFA）的发酵类型,比较了总酸及主要酸的最高发酵浓度及分布、总酸及乙酸的产率和生产速率,并揭示了碱性条件有利于有机酸发酵的机制。研究结果表明,不同pH值条件下,乙酸型均为主要发酵类型,但较低的pH值利于丁酸累积。总酸及乙酸的浓度随着pH值的升高而增加,且碱性条件能够促进纺织印染污泥发酵产酸,原因为高pH值能促进有机物的降解并提高转化效率,同时较高的pH值抑制了有机酸的降解。pH值为10是厌氧发酵产酸并累积乙酸的最佳pH值。该条件下,乙酸和总酸的质量浓度达最高,为8.21 g/L和14.08 g/L;乙酸和总酸产率也达最高,为34.97%和75.72%;同时乙酸和总酸的生产速率达最高值,为2.41 g/(L·d)和3.48 g/(L·d)。pH值为6比较适合丁酸发酵,丁酸的最高浓度为1.89 g/L。     

以葡萄糖为基质的消化污泥厌氧发酵产氢气的研究

进行了用消化污泥对以葡萄糖为基质的厌氧发酵系统产氢的研究。表明在厌氧产酸阶段 ,通过控制体系的pH值和污泥停留时间 (SRT) ,可以得到较高的产氢量。在 pH值为 5 0、SRT为 6h的条件下 ,产氢能力达到 2 2 98L/L·d ,日均处理葡萄糖COD负荷 8 7kg/m3     

不同种类泔脚废油脂厌氧发酵产酸的性能研究

通过单基质发酵实验研究了不同种类的泔脚废油脂对厌氧发酵产奇数碳挥发性脂肪酸(OCFA)的影响,考察了泔水浮油、废弃肥肉及煎炸废油中VFAs浓度的变化规律。结果表明,在反应过程中,泔水浮油VFAs浓度的增长速率高达1 152 mg/(L·d),能在单位时间内获得最大VFAs浓度6 430.22 mg/L;基于营养物质、微生物、脂肪等含量的差异,废弃肥肉产OCFA浓度和OCFA/VFAs的比例最大,为3 356.47 mg/L、66%,相较于泔水浮油和煎炸废油,OCFA浓度分别增长了29%,33%,OCFA、VFAs分别增长了29%,3%。因此,废弃肥肉可作为探讨提高OCFA产率的优质发酵原料;此外,油脂的抑制效果对泔水浮油作用较小,而使得废弃肥肉和煎炸废油的VFAs浓度增长、产酸滞后等。     

不同种类泔脚废油脂厌氧发酵产酸的性能研究

通过单基质发酵实验研究了不同种类的泔脚废油脂对厌氧发酵产奇数碳挥发性脂肪酸(OCFA)的影响,考察了泔水浮油、废弃肥肉及煎炸废油中VFAs浓度的变化规律。结果表明,在反应过程中,泔水浮油VFAs浓度的增长速率高达1 152 mg/(L·d),能在单位时间内获得最大VFAs浓度6 430.22 mg/L;基于营养物质、微生物、脂肪等含量的差异,废弃肥肉产OCFA浓度和OCFA/VFAs的比例最大,为3 356.47 mg/L、66%,相较于泔水浮油和煎炸废油,OCFA浓度分别增长了29%,33%,OCFA、VFAs分别增长了29%,3%。因此,废弃肥肉可作为探讨提高OCFA产率的优质发酵原料;此外,油脂的抑制效果对泔水浮油作用较小,而使得废弃肥肉和煎炸废油的VFAs浓度增长、产酸滞后等。     

污泥发酵产酸技术研究及应用进展

活性污泥中含有大量的糖类、脂肪和蛋白质等有机物质,这些物质能够在厌氧条件下发生水解,生成易生物利用的挥发性短链脂肪酸。综合论述了提高污泥发酵产酸的方法,并对污泥发酵产酸技术的发展前景进行了分析与展望,希望该技术能够在污泥处理领域得到进一步发展,使污泥达到减量化、稳定化、资源化,带来更大的环境效益。     

木薯渣多级逆流厌氧发酵产酸条件的探讨

比较了木薯渣逆流厌氧发酵产酸过程中不同底物浓度和不同底物停留时间的产酸效果和底物降解率。在底物浓度为 80 g/L,底物停留时间在 12 d 时为最佳,挥发性有机酸浓度达到 6.75 g/L,乙酸占总挥发性有机酸中的比例达到 75.9% 和底物降解率达到 27.1%。