城市生活垃圾和污水厂剩余污泥联合厌氧消化产气性能研究

以城市生活垃圾和污水厂剩余污泥为消化原料,在中温(35℃)条件下,采用序批式厌氧消化方式,研究了生活垃圾和剩余污泥不同混合比例下的厌氧消化产气性能,以及不同原料配比对厌氧消化过程及消化效率的影响。按照生活垃圾和剩余污泥VS比分别为1∶0(R1),2∶1(R2),1∶1(R3),1∶2(R4)和0∶1(R5),试验设置了5个试验组。研究结果表明:两种物料混合后有助于提高消化效果和产气性能,其中,当城市生活垃圾和剩余污泥VS比为2∶1时,系统厌氧消化效果最好,VS去除率为35.98%,单位VS产气量为348.84 m L/g,产气中甲烷含量为53.8%,消化时间较单纯生活垃圾厌氧消化缩短了9 d。说明一定比例的生活垃圾和剩余污泥联合厌氧消化是提高厌氧消化效率的有效途径。     

畜禽粪便、污泥、农村垃圾中温联合厌氧消化技术研究

利用中温厌氧消化工艺,在CSTR反应器内对畜禽粪便、污水处理厂污泥及农村生活垃圾3种原料进行联合厌氧消化试验研究,重点探讨了3种原料的配比问题。结果表明,在温度为37℃,停留时间为20 d,粪便、污泥、垃圾TS之比为6∶3∶1,容积负荷为3.61 g/(L.d)的条件下,系统稳定性和处理效果都比较理想,单位VS的产气率为0.36～0.39 L/g,VS去除率为45.1%～49.4%。     

TS对城市有机垃圾和剩余污泥联合厌氧消化的影响

在中温(35℃)条件下,以城市有机垃圾和污水处理厂剩余污泥为发酵原料,其中生活垃圾∶污泥=4∶1(w/w,干重),研究了固形物含量分别为3%,4%,6%,8%,10%对厌氧发酵过程及发酵效率的影响。结果表明:当发酵液TS为4%时厌氧发酵效率最高,发酵过程中pH适宜产甲烷菌生长,产气时间长,累积产气量最大,为11 967 mL,且甲烷含量较高;同时发酵过程中氨氮浓度升高缓慢,不会对甲烷菌造成氨抑制,对原料中有机质的降解效果明显,COD去除率为61.7%,TS去除率为47.19%,VS去除率为55.93%。     

剩余污泥与酒精糟液高温共厌氧消化能量平衡及动力学研究

利用酒精糟液易降解及其具有的热能资源优势,在实验室条件下考察了剩余污泥与酒精糟液高温共厌氧消化运行情况。结果表明,当剩余污泥和酒精糟液以体积比3∶1混合、有机负荷率为1.73 g/(L·d)、污泥停留时间为12.5 d的条件下稳定运行时,污泥挥发性固体(VS)去除率为49.4%,日产气率为0.54 L/g,能量平衡值为39.73 k J/d,突破了剩余污泥厌氧消化能量平衡为负值的瓶颈,充分利用了酒精糟液的热能资源。采用ChenHashimoto一级动力学模型方程评价厌氧消化过程,剩余污泥高温厌氧消化和剩余污泥与酒精糟液混合高温共厌氧消化的动力学常数K和最大比生长速率μmax分别为0.640 0,0.084 9 d-1和1.914 1,0.261 9 d-1,表明剩余污泥与酒精糟液混合高温共厌氧消化体系明显优于剩余污泥高温厌氧消化体系。     

湿热除油强化餐厨垃圾水解酸化产沼气潜力研究

以餐厨垃圾为原料，研究不同湿热预处理除油条件（温度和处理时间），并将其作为厌氧消化底物进行产沼气潜力测试。研究表明，餐厨垃圾的最佳预处理条件为95℃，处理时间90 min，可浮油含量可提升至4.22%；随着温度的升高，浮油去除率逐步提升至2.21%。餐厨垃圾经95℃湿热预处理后，厌氧消化沼气产率达413 mL/g VS。厌氧消化系统中pH值的稳定性较好，保持在6.5～7.5之间，挥发性脂肪酸转化率可达74.31%，处理效果优于其他两个预处理组；挥发性固体（VS）去除率与出料总固体（TS）受温度影响较大，95℃时VS去除率可达56.2%，与未处理组相比提高8.1%。     

水分选有机垃圾三种总固体厌氧消化产甲烷

以水分选城市生活有机垃圾(WS-OFMSW)为原料,采用35L厌氧反应器进行中温(30±2℃)批式厌氧消化,研究3种TSr分别为16.0%、13.5%和11.0%的样品对厌氧消化稳定性及性能的影响。结果表明,3种TSr均能实现稳定的产甲烷过程,pH自我恢复调节能力较强,在整个过程中没有产生挥发性脂肪酸抑制。较低的TSr有助于快速启动并缩短发酵周期,3种TSr厌氧消化分别于32、25和12d达到产气高峰。累积产甲烷量分别为273.1、283.0和313.7L·kgVS~(-1),平均甲烷浓度为64.6%、66.3%和65.7%。3种TSr厌氧消化的VS去除率分别为26.08%、35.76%和41.78%。通过该实验,获得相关的WS-OFMSW厌氧消化原始数据,为城市生活垃圾水分选技术的完善以及有机垃圾厌氧消化性能的提高指出了参考方向。     

生物质垃圾干法厌氧消化研究

生物质垃圾作为城市生活垃圾最主要的组成部分,给传统的生活垃圾处理处置方式造成许多不利的影响。干法厌氧凭借其单位容积产气量高、需水量少、单位容积处理量大、消化后的沼渣不需脱水即可作为肥料等优点,成为生物质废弃物处理中比较热门的工艺,也是未来生物质废弃物处理处置的风向标[1]。在国内外对生物质干法厌氧消化研究的基础上,利用干法厌氧消化中试实验装置,进行了以生物质废弃物为原料,以厌氧污泥和猪粪为接种物的干法厌氧消化实验。实验中物料的含固率在20%左右,接种比例在26%左右,温度控制在35℃左右。     

不同预处理剩余污泥的中温厌氧消化试验研究

设计单因素试验,考察了热处理时间和碱投加量对剩余污泥有机质溶出和厌氧消化产沼气的影响。结果表明:加热和碱预处理均可明显地促进有机质溶解和提高厌氧产气效率;与原污泥相比,高温处理20 min后,剩余污泥可溶性有机质和累积厌氧产气量达到最高,分别为2 550 mg/kg和3 275.33 mL,较对照污泥分别增加了7.4倍和34.15%;高浓度CaO(6%和10%)处理后,剩余污泥中STOC浓度分别达到3 280 mg/kg和3 340mg/kg,较对照污泥STOC浓度(305 mg/kg)提高了9.75和9.95倍;CaO预处理对污泥厌氧消化影响较复杂,表现为低浓度促进产气和高浓度抑制产气;2%CaO处理下,累积产气量比对照提高了39.87%;6%和10%CaO处理下,累积产气量低于对照污泥。     

餐厨垃圾特性及其厌氧消化性能研究

以校园餐厨垃圾为原料,分析测定了早餐、午餐和晚餐餐厨垃圾的总固体(TS)、挥发性固体(VS)、碳水化合物、蛋白质、脂肪含量以及无机盐离子浓度,并通过批式厌氧发酵试验对3种餐厨垃圾的厌氧消化性能进行了对比研究。结果表明,早餐餐厨垃圾特性与午餐/晚餐餐厨垃圾差异较大,Na+,Ca2+和Cl-含量高于后两者。餐厨垃圾不同特性对其厌氧消化产气及有机物去除率都有一定影响,早餐、午餐和晚餐餐厨垃圾的累积甲烷产量分别为212.2,331.6和362.4 ml/g,早餐餐厨垃圾产气量比午餐和晚餐餐厨垃圾分别低36%和41.4%,其中Cl-含量高可能是造成其产气量低的主要原因。     

接种量对稻草厌氧消化产气性能影响

文章考察了不同接种量对稻草厌氧消化性能的影响。结果表明:当接种量为30 g/L(TS)时,只出现一个产气高峰,且累积产甲烷量达到最大值,为9 025 m L,比其他组提高了13.11%~51.75%;TS和VS去除率均最高,分别为48.53%和59.61%;纤维素和半纤维素去除率分别达到60%和40%。Gompertz方程拟合结果显示,接种量为30 g/L(TS)时,厌氧消化速率最快。