污泥厌氧消化过程中沼气原位提纯扩产技术的研究进展

目前,厌氧消化处是污泥减量化、无害化、资源化处理最有效的手段之一,沼气作为厌氧消化资源化产物,产量和纯度的原位提升技术有着重要的作用。文章从厌氧消化产沼气量影响因素和沼气原位富集技术的角度阐述沼气产量和纯度的提高的研究方法,从而对中国市政污泥处理和沼气能源化利用领域提供有价值的参考。     

有机生活垃圾与脱水污泥协同厌氧消化工艺的性能

基于序批式中温(35℃)厌氧消化小试试验,对添加了不同比例脱水污泥(以VS计)的有机生活垃圾协同厌氧消化系统的降解性能与产气性能进行了对比分析。结果显示,当有机生活垃圾与脱水污泥VS比为0.6:0.4时为最优条件,协同厌氧消化系统可获得最短厌氧消化周期(10 d),甲烷产量达到306.3 mL CH_4g~(-1)VS_(add),VS降解率达到68.9%,此时沼气相中H_2S含量可降低为16μL/L,无须脱硫处理即可资源化利用。因此,添加适量脱水污泥的有机生活垃圾协同厌氧消化系统有效地缩短和消除酸化停滞期,获得较优的甲烷产量和VS降解率,并使沼气中的H_2S大幅降低。为改善我国农村地区有机生活垃圾的高效厌氧生物制气处理提供重要参考。     

高含固率污泥厌氧消化系统的启动方案与试验

高含固污泥厌氧消化技术是目前国内外的研究热点。该文以上海市白龙港污水处理厂脱水污泥稀释而成的含固率为10%的污泥作为研究对象,对高含固污泥厌氧消化技术进行了初步的探讨。试验结果表明,厌氧消化系统的进泥含固率升高至10%后,每投入1 m3的污泥产气约16~18 m3沼气,远高于现有浓缩污泥厌氧消化系统的产气率(8~10 m3沼气/m3污泥)。高含固率污泥厌氧消化系统推荐采用清水启动策略,即消化罐内介质的初始状态为清水(二沉池出水),之后以不同投配率投加原污泥,避免系统启动过程中的VFA的积累,尤其是丙酸含量的积累。该研究成果不仅可为该污水处理厂现有污泥厌氧消化系统未来的扩建改造服务,而且可为国内同类工程提供借鉴和示范。     

中温和高温厌氧消化的比较

厌氧消化目前已广泛应用于市政污泥、有机废水、城市有机垃圾、养殖粪便等有机废弃物的资源化处理,由于其具有在实现有机废弃物处理的同时产生甲烷燃料,剩余物还可以作为肥料使用的优点,全球各地已建立了许多大规模的厌氧消化工厂。温度是影响厌氧消化的重要因素,中温和高温厌氧消化是目前常采用的两种工艺,二者各有优劣,但是我国存在对高温厌氧消化的重视程度远远不及中温厌氧消化的问题。因此,本文首先对中温和高温厌氧消化及比较两种工艺的中英文文献进行了统计分析,然后重点从运行参数、有机物降解率、系统稳定性、产沼气性能、消化污泥特性（包括脱水性能、起泡潜力和病原菌含量）和微生物特性等运行性能、厌氧消化模型、经济效益和应用现状等方面对中温和高温厌氧消化进行了详细的比较,并对厌氧消化的应用和发展提出了建议。     

浅议城市污水处理厂污泥处理技术路线

通过分析我国城市污水处理厂产生的不同类型污泥的特性,介绍了污泥"减量化"、"无害化"和"资源化"的技术措施及三者之间的关系,重点对减量化的工艺予以综述,提出了不同的减量化理念。在污泥资源化利用方面,通过详细介绍3个典型的污泥处理案例,将厌氧消化产沼气工艺、高温热水解-厌氧消化联合工艺和建材化水泥窑煅烧工艺进行了对比,阐述了不同工艺具有的优缺点。     

污泥厌氧消化系统的启动与调试

上海市白龙港污水处理厂污泥厌氧消化工程包括八座单体容积为12400m^3的卵形污泥厌氧消化池。结合厌氧消化工艺的原始培养、接种和加大接种量等实践,稳步实现八座卵形消化池启动;通过调节,实现厌氧消化系统的稳定运行。该文结合厌氧消化装置特性和自身实际情况,对厌氧消化系统各阶段的操作调节与控制进行了技术分析。     

影响高含固厌氧消化性能的主要因素研究进展

高含固厌氧消化具有所需反应器体积小、能量需求低、沼渣产量少以及沼渣后续处理简便等优点, 是实现固体废弃物资源化的重要途径, 因此对高含固厌氧消化性能的认识非常重要。本文重点阐述了原料、接种、含固率、温度、碳氮比和颗粒粒径等影响高含固厌氧消化性能的主要因素及其研究进展, 指出这些因素通过改变启动性能、甲烷产量、挥发性固体(VS)降解率和系统稳定性等对高含固厌氧消化过程产生影响, 且每个因素对消化性能的影响都至关重要。此外还指出, 对污水厂剩余污泥的高含固厌氧消化将会成为我国颇具应用前景的处理技术, 并从各个影响因素出发对高含固厌氧消化技术的实施提供了运行参数和优化措施, 以期为高含固厌氧消化技术的进一步完善提供借鉴。     

强化污泥厌氧消化产甲烷新技术研究进展

随着城市人口数量的增加,污水处理量增多,随之而来的污泥处理量越来越大。厌氧消化是实现污泥减量化、稳定化、无害化、资源化的重要处理途径。目前厌氧消化技术不够成熟,有机质去除率低和产甲烷率低是污泥厌氧消化发展的瓶颈。本文从污泥预处理、厌氧反应器新模式、新材料的应用、协同消化四个方面综述了强化污泥厌氧消化产甲烷技术进展。     

我国剩余污泥厌氧转化的主要影响因素及影响机制研究进展

我国剩余污泥产量大,对其进行稳定化、无害化和资源化处理处置迫在眉睫,而厌氧消化技术能够在降低污泥对环境污染的同时回收能源,是目前国际上最受欢迎的污泥减量化和资源化处理技术。本文首先重点归纳了国内外污泥厌氧消化技术应用现状差异和国内外剩余污泥厌氧转化率差异,即我国剩余污泥厌氧转化率处于 20%～50%之间,明显低于发达国家的水平（50%～70%）,是我国剩余污泥厌氧消化推广应用程度低于发达国家水平的主要原因。其次从泥质差异的角度总结了导致我国剩余污泥厌氧转化率低于发达国家的主要差异性因素,即微细砂含量（50%～65%）高于发达国家（25%～30%）、金属离子如Ca²⁺、Fe³⁺、Al³⁺和Mg²⁺等的含量高于发达国家、污泥泥龄（10～30d）显著长于发达国家（5～10d）。最后,归纳总结了微细砂、金属粒子和泥龄这三类典型差异性因素对剩余厌氧消化性能的影响机制。对我国剩余污泥厌氧转化的主要影响因素的系统性认识有助于从源头上明晰影响我国剩余污泥厌氧转化性能的重要因素,对影响机制的深入解析有助于提出有针对性的强化措施,从而为我国剩余污泥厌氧消化技术的广泛推广与应用提供有益的借鉴和启发。     

不同污泥干化焚烧技术路线全链条碳足迹分析

碳足迹分析是目前国际上常用的技术能耗评估和资源优化配置的方法.文中采用IPCC《国家温室气体清单指南》提供的方法,对干化-焚烧、深度脱水-干化-焚烧、厌氧消化-深度脱水-干化-焚烧3种基于焚烧的污泥处理处置技术路线进行碳足迹分析.结果表明,污泥干化-焚烧技术路线净碳排放量最低.厌氧消化虽然是污泥资源化利用的重要方式,但由于我国污泥有机质偏低,污泥单独厌氧产气率低,沼气利用产生的能量不足以弥补该过程的消耗.污泥干化和脱水环节产生的碳排放量较大,因此,优化热源、减少药剂使用可以实现碳减排;另一方面,推行污泥与城市有机固废高效协同厌氧,提高沼气产率,增加碳汇,也可以减少总的碳排放量.     

污水厂污泥厌氧消化产短链脂肪酸研究进展

污泥厌氧消化产短链脂肪酸是实现污泥资源化的重要途径,短链脂肪酸不仅是产甲烷的底物、污水脱氮除磷的碳源,而且可以作为原料产生一系列高附加值的产品。本文介绍了污泥厌氧消化产有机酸的机理,重点阐述了污泥性质、温度、pH值、碳氮比（C/N）、水力停留时间（HRT）和固体停留时间（SRT）等影响污泥厌氧消化产酸的主要因素及研究进展,指出这些因素通过改变底物性质、微生物活性及二者接触反应时间等对产酸过程产生影响,其中温度和pH值是研究热点,目前大多数研究者认为高温和碱性条件更有利于污泥产酸。此外,还论证了这些影响因素对于实现污泥产酸最大化的重要意义,提出各因素之间的相互关系以及通过调控温度、pH值、碳氮比等发酵影响因素来控制产酸类型是今后值得研究的方向。     

污水污泥热消化工艺的研究进展

污水污泥的资源化利用(土地利用等)已经成为国内外处置污泥的重要发展方向,利用污泥热消化技术可以使污泥达到资源化利用的标准.在分析中,重点介绍了污泥热消化工艺的特点、污泥热消化工艺的类型,包括对污泥自热高温好氧消化工艺、厌氧分级高温消化工艺、两段高温好氧/中温厌氧消化工艺的介绍,并简要阐述了这些污泥热消化工艺的基本应用情...     

城市污泥高级厌氧消化工程案例

针对我国污水处理厂污泥传统厌氧消化降解率较低、产气率低的问题,采用了一种先进的"污泥热水解+高含固厌氧消化+脱水+干化+沼气干式脱硫"组合处理工艺。工程运行结果表明,系统抗冲击能力强、运行效果良好,厌氧消化段污泥含固率可达10%以上,平均VS降解率高于42%,沼气产率约为0.37 m~3/(kg VS_(投加)),即0.88 m~3/(kg VS_(去除))。     

微量元素和无机酸根阴离子对厌氧消化的影响

通过厌氧消化进行沼气发酵是微生物参与的有机废弃物处理技术,是有效处理城市垃圾、工业有机废水、畜禽粪便和污水厂剩余污泥的手段。无机酸根阴离子和微量元素是维持厌氧微生物生长代谢和活性的重要组成成分,对沼气工程的稳定运行起重要作用。该文就国内外研究现状对微量元素和酸根阴离子在厌氧发酵系统中的作用进行总结。微量元素和酸根阴离子对厌氧发酵的影响规律的揭示,对沼气工程的稳产高产运行有一定的借鉴意义。     

臭氧强化污泥厌氧消化研究

以某污水处理厂污泥为研究对象,进行污泥厌氧消化和污泥厌氧消化-臭氧预处理的对比试验,确定臭氧对污泥厌氧消化的主要影响,并分析其产生效果,为污泥稳定化处理提供可行性依据。仅通过厌氧消化污泥消解率一般只能达到50%左右,第二步经臭氧氧化反应后发现对微生物破壁有明显作用,经臭氧破壁后污泥厌氧消化可达到70%~80%,污泥厌氧消化经臭氧氧化有明显提高。此试验结果表明了污泥厌氧与臭氧氧化试验的可实施性,为实际工程应用提供了部分数据依据。     

城市污水处理厂剩余污泥厌氧消化试验研究

探讨了影响污泥厌氧消化的各种因素,包括温度、pH值、污泥投配率、有机负荷等,以期寻找出最佳的污泥厌氧消化条件,获得最高的污泥降解率和最高的产气量;为比较不同停留时间和有机负荷对污泥厌氧消化效率的影响,实验中维持进料含固率不变,探讨相关的污泥厌氧消化效率。     

市政污水处理厂污泥产甲烷潜势研究

污泥厌氧消化系统无法处理全部污泥,需对进入厌氧消化系统的初沉污泥、剩余污泥进行选择,在此基础上,开展初沉污泥、剩余污泥产甲烷潜势的研究。研究结果表明,初沉污泥添加量对累计甲烷产量影响显著,其相关系数R~2为0.998,添加初沉污泥后,均能在第6日达到日甲烷产量的最高峰,随后产甲烷速率急速下降,至第20日趋于平缓;剩余污泥试验组,整个试验均未出现甲烷产量快速增长的阶段。厌氧消化系统以处理全部初沉污泥为主。     

城镇污泥热水解与厌氧消化联用技术的原理、效能及应用

污泥厌氧消化在实现污泥减量化、无害化的同时,能够实现污泥中有机物的资源化和能源化,是我国政府主推的污泥处理处置技术之一。为了提高污泥厌氧消化的效率,污泥热水解预处理技术常作为污泥厌氧消化的前处理技术,并已得到工业化应用。污泥热水解预处理技术能够提高污泥的产气率,提高系统的稳定化运行效能。在分析污泥热水解和污泥厌氧消化技术特征的前提下,对当前主要使用的污泥热水解和厌氧消化技术相应的配套装备进行了介绍,分析单元/组合技术的优势,并以实际案例为支撑凝练了各装备的运行效能。在此基础上,对"污泥热水解+厌氧消化装备"的未来发展前景进行了预测。     

污泥和餐厨垃圾协同处理工程厌氧消化系统的启动调试

镇江市餐厨垃圾及城市污水厂污泥协同处理项目采用的核心工艺是"污泥高温热水解+高含固率厌氧消化",建设规模为餐厨垃圾140 t/d(含废弃油脂20 t/d),城市污水厂污泥120 t/d,主要包括1套污泥高温热水解系统,4个有效容积为2 700 m~3的厌氧罐。该项目是国内首个采用城市污水厂污泥和餐厨协同处理并已成功运行的项目,目前已正常稳定运行一年多。主要介绍该项目厌氧消化系统4个厌氧罐启动调试过程中的加温、接种、进料、分析测试、沼气置换和安全措施等,供相关工程设计和调试人员参考。     

污泥高温厌氧消化产甲烷及病原指示微生物灭活的研究

试验研究了剩余污泥在适宜碳氮质量比条件下,高温厌氧消化对产甲烷及病原指示微生物灭活的影响,分析比较了厌氧消化前、后污泥中病原指示微生物数量的变化。结果表明,高温厌氧消化能够有效地将污泥中的有机物分解,产生沼气,并且能够有效地杀灭上清液和污泥中的大肠杆菌、粪大肠杆菌和沙门氏菌。经过28d,55℃的高温厌氧消化后,消化液中总大肠杆菌下降约2.9个数量级、粪大肠杆菌下降约2.6个数量级,消化污泥中总大肠杆菌量下降3.4³.6个数量级、粪大肠杆菌量下降3.83.6个数量级、粪大肠杆菌量下降3.8⁴.3个数量级,而且在消化液和消化污泥中均未检测到沙门氏菌的存在。在适宜的碳氮质量比的条件下,高温厌氧消化能够有效地杀灭消化液和消化污泥中的病原指示微生物。