碱预处理提高剩余污泥厌氧产甲烷性能研究

文章针对剩余污泥细胞壁难打破、水解难,厌氧消化产甲烷效率低的问题,采用中温批式厌氧消化实验探讨了不同浓度碱预处理对其产甲烷性能的影响。结果表明采用0.1,0.5和1.0 mol·L~(-1)的NaOH对污泥在厌氧消化前进行预处理,可有效促进污泥胞内有机物溶出,使可溶性COD含量比对照组分别提高了1.5倍,2.2倍和3.5倍。0.1和0.5 mol·L~(-1) NaOH预处理的污泥甲烷产量分别为170.8和253.6 mL·g~(-1)VS_(added),比对照组分别提高了101.7%和199.4%。动力学模型参数表明,0.5 mol·L~(-1) NaOH预处理的污泥的水解速率常数和最大产甲烷速率分别为0.091 d~(-1)和15.13 mL·g~(-1)VS·d~(-1),均明显高于其他处理组,另外该预处理组厌氧消化的延滞期由对照组的2.5 d缩短至1.2 d,说明碱预处理促进了污泥的水解和缩短了厌氧产甲烷过程启动周期。     

餐厨垃圾超高温水解酸化过程研究

文章在超高温(70℃)条件下,以厌氧混合污泥作为接种物,对餐厨垃圾水解酸化过程中气、液代谢产物组成及其变化规律进行了分析研究,并确定了其发酵类型。结果表明,其气相代谢产物主要为CO2(73.79%)及少量H2,水解酸化48 h的单位VS产气量为31.78 m L·g-1VS;液相中VFAs主要为乙酸和乙醇(77.91%~89.06%),在水解酸化过程中乙酸含量变化较小,而乙醇增加较多,酸化结束时为初始的2.64倍;根据末端代谢产物种类和组成分析推测餐厨垃圾在超高温条件下的水解酸化类型为乙醇型发酵。     

改进型上流式反应器中剩余污泥快速水解酸化研究

采用改进型上流式反应器,进行了城市污水处理厂剩余污泥快速水解酸化的试验研究,考察了利用剩余污泥进行碳源开发的工艺特性.结果表明,在pH为10的条件下,控制温度为35℃,污泥停留时间为7d,水力停留时间为36 h,系统顺利启动运行,具有良好的水解酸化效果.系统出水的溶解性COD (SCOD)和VFA分别维持在978.3 ～1013.7 mg·L-1和457.7 ～512.7 mg COD·L-1,剩余污泥的水解效率最高达到14.0%.出水的氨氮(NH3-N)和溶解性磷(SP)基本稳定于112.0～128.7 mg·L-1和40.6 ～53.6 mg·L-1.     

接种比对玉米秸秆水解产酸过程VFA浓度和产气量的影响

文章以厌氧污泥为接种物研究接种比对玉米秸秆水解酸化的影响。在有机负荷为50gTS·L-1的情况下,对底物与接种物比值(S/I)分别为2,4,6,8,10和无接种的情况下进行批式厌氧消化对比试验。结果表明:随着S/I的增加,出料VFA浓度呈先升高后降低的趋势,产气量逐渐减少;最佳S/I值为4,其出料中的pH值,VFA浓度,TS和VS去除率分别为4.9,10799.3mg·L-1,14.9%和15.1%。适量的添加接种物对秸秆水解酸化反应具有积极影响,同时确定了秸秆水解酸化反应的最佳时间为8d。水解酸化过程中,S/I=2和4时累积产气量最高,分别为2800和1940mL;S/I=4时,H2产量较高,为722mL。一级动力学模型可以很好地表征酸化阶段的VFA产量,S/I分别为2,4,6,8,10和无接种的条件下酸化产物生成的速率k1分别为0.34,0.27,0.29,0.34,0.39和0.52d-1。     

不同预处理方法强化抗生素废水剩余污泥厌氧消化实验研究

文章研究了微波组合工艺、热水解、臭氧3种预处理工艺对污泥厌氧消化强化效果。结果表明:微波组合工艺、热水解、臭氧3种预处理方法均可促使剩余污泥释放大量的SCOD,分别为原污泥的13.99倍,24.50倍和6.45倍,其中溶解性蛋白质分别比原污泥增加了31.21倍,38.83倍和8.17倍,多糖分别增长了28.60,28.18,6.45倍,污泥的SCOD/TCOD由原污泥的0.01分别提高到0.20,0.36,0.11。经过30天BMP实验,相对于对照组(原污泥),微波、热水解、臭氧预处理污泥的产气量分别为原污泥的2.11倍,2.86倍、1.64倍,有机物分解率分别为26.38%,39.28%和25.01%,高于原污泥的19.25%。污泥预处理工艺对于污泥溶胞效果及厌氧消化有良好的促进作用。     

超声预处理时间对污泥厌氧发酵产甲烷潜力的影响研究

文章在0. 5 W·m L~(-1)的低密度超声条件下,研究了污泥在不同超声预处理作用时间下的物化特性,结合修正的Gompertz方程分析了厌氧发酵的产甲烷潜力及动力学过程。结果表明,不同超声时间下污泥释放的溶解性SCOD符合一级反应动力学规律;超声预处理可有效的削减污泥粒度,提高厌氧消化甲烷产量;修正的Gompertz模型可以很好的预测不同超声时间预处理下污泥的产甲烷潜力值(相关性系数R~2 0. 99),并且随着超声处理时间增加,污泥厌氧发酵延滞期先变短后变长,以超声1 min处理后的污泥为底物发酵延滞期最短。     

微氧预处理对有机废水厌氧消化产甲烷的影响

为了考察微氧预处理对有机废物厌氧消化产甲烷过程的影响，论文以合成废水为试验材料进行了试验研究。结果表明，在厌氧消化反应前进行一定时间的微氧预处理，可以强化水解产酸菌的作用，促进有机底物的水解酸化，从而有效促进甲烷的产生。微氧预处理4 h可以提高甲烷产量28%，提高最大产甲烷速率57.5%。10 h的预处理则对产甲烷菌具有毒害作用，甲烷产量显著降低，预处理时间过短，促进效果不明显。最佳的预处理时间为4～6 h。微氧预处理在控制好处理时间时可促进有机物水解酸化，因此可应用于复杂有机物如厨余垃圾等的厌氧发酵。     

热水解条件对剩余污泥物理特性的影响

热水解是剩余污泥厌氧消化的预处理技术之一,文章研究了不同热水解条件对污泥物理特性的影响。研究结果表明,在120℃～210℃/30 min～75 min条件下,热水解污泥的VSS水解率随着热水解温度升高和热水解时间的延长而呈增加趋势。毛细吸水时间从原始污泥的4816.3 s,下降至210℃处理后的59.1 s,有效提高了污泥的脱水性能;污泥粒径随着热水解温度的升高而减少,相比原始污泥,各温度组热水解后,Dx10降低了33.91%～80.94%,Dx50降低了42.56%～74.88%,Dx90也因热水解的作用而下降。污泥热水解适宜的温度为165℃～180℃,Dx10,Dx50和Dx90分别为4.365μm,15.156μm,60.256μm。     

不同预处理对餐厨垃圾厌氧联产氢气和甲烷的影响

通过批式两相厌氧消化实验,考察了不同预处理方式对餐厨垃圾和接种污泥厌氧消化联产H2和CH4的影响。酸预处理、碱预处理和热预处理都能够提高酸化阶段H2体积分数和累计负荷产氢体积,酸预处理时分别达到27.58%和40.06 m L·g-1VS,比餐厨未预处理的提高了2.03倍和2.76倍。酸化发酵液的组成与餐厨垃圾的预处理方式相关。采用碱预处理后VFAs与餐厨未经预处理的区别不大。酸预处理和70℃热预处理后乙醇含量显著降低,主要以乙酸和丁酸为主,乙酸、丁酸质量浓度之和分别达到5426.27 mg·L-1和5622.06 mg·L-1。不同方式预处理后的酸化发酵液在产甲烷阶段的累计负荷产CH4体积为631.43 m L·g-1VS~669.26 m L·g-1VS。酸预处理餐厨的酸化发酵液产甲烷阶段累计负荷产甲烷体积最高,达到669.26 m L·g-1VS,比未预处理的提高了9.10%,高于70℃热预处理的。酸预处理餐厨的单位负荷氢气甲烷联产净能量收益最高,为24.37 k J·g-1VS,比未预处理的21.94 k J·g-1VS提高了11.08%。     

铁碳微电解强化污泥厌氧消化的研究

文章利用铁碳微电进行解强化污泥厌氧消化。实验结果表明铁碳微电解能够促进污泥的水解酸化,提高乙酸和丁酸的产量,水解酸化相关生物酶的活性提高了16.7%～60.0%。经过30天的厌氧消化,甲烷产量提高了37.8%,VSS分解率提高了9.8%,脱氢酶活性提高了15.1%,辅酶F420浓度提高了66.7%。因此,铁碳微电解更有利于污泥厌氧消化。     

短程硝化液提升市政污泥中温厌氧消化产沼能力的工程试验分析

文章通过控制桂平市污泥处理厂中沼液多级好氧生化系统的曝气量,获得含游离亚硝酸(FNA)的短程硝化液并回流至有效容积为100 m3的中温厌氧反应器,与市政剩余污泥进行联合厌氧消化产沼气.试验结果表明:短程硝化液的加入可显著提高市政污泥中温厌氧消化产酸产气效率.当反应器中HNO2-N浓度为178 mg·L-1时,SCOD的...     

猪场沼液/稻草腐解液模拟原位柱淋洗修复铬污染土壤效果研究

实验室模拟原位柱淋洗工艺,以猪粪源沼液、腐解稻草中溶解性有机质(DOM)提取液为淋洗剂,探究其对铬污染土壤洗脱效果,优化了淋洗速度、淋洗液用量及淋洗方式等影响洗因子,并研究了土柱中残留铬浓度纵向分布和洗脱机制.结果表明:猪粪源沼液和腐解稻草中DOM提取液均为修复铬污染土壤的高效绿色淋洗剂,其中猪粪源沼液修复效果更佳.最...     

化学强化初沉污泥厌氧消化产甲烷潜力研究

该试验以化学强化初沉污泥为研究对象,采用中温/高温(35℃/55℃)厌氧消化方法,研究采用化学一级强化处理工艺(CEPT)产生的化学强化初沉污泥厌氧消化产甲烷效果,并对比化学强化初沉污泥在中温、高温工况的厌氧消化产甲烷性能,明确适合化学强化初沉污泥的处理工艺.研究结果表明,化学强化初沉污泥单位VSS累积产甲烷量和VSS...     

猪粪沼液理化性质对玉米种子萌发的影响

明确沼液理化性质对种子萌发的影响是确定沼液合理灌溉量的前提。该研究以猪粪厌氧发酵的沼液为研究对象,分析了新鲜沼液及预处理后沼液的理化性质,并将沼液理化性质与相对发芽率、相对根长和萌发指数建立函数关系,筛选了沼液中的植物毒性因子及安全阈值。对于秋田MD311这一玉米品种来说,铵态氮与乳酸是沼液中的植物毒性因子。种子达到最大萌发指数对应的铵态氮与乳酸的浓度分别为186与35.8 mg·L^-1;二者浓度高于336与61 mg·L^-1时,具备植物毒性(萌发指数(70%),不可直接还田。通过静置和曝气过程可降低二种毒性因子的含量。研究表明,沼液还田时将铵态氮与乳酸含量控制在安全阈值内时可降低植物毒性,促进作物生长,最大限度地发挥沼液对无机肥的替代作用。     

新疆滴灌施肥棉花生长和产量的水肥耦合效应

在新疆石河子棉花种植区,研究了滴灌施肥棉花生长和产量的水肥耦合效应.试验设置3个灌水水平和5个NPK施肥水平.结果表明,滴灌施肥条件下,灌水量对株高、有效铃数、百铃质量、籽棉产量、水分利用效率和灌溉水利用效率影响均在0.05水平下具有统计学意义,对和叶面积指数的影响在0.01水平下具有统计学意义,其变化随着灌水量的增加而增加;施肥对株高、叶面积指数、有效铃数、百铃质量和籽棉产量影响在0.01水平下具有统计学意义,水肥交互作用对单株有效铃数、百铃质量和籽棉产量影响在0.01水平下具有统计学意义.施肥过高对作物生长有一定的抑制作用.灌水量为60%ET_c,施肥量为300 kg/hm²∶120 kg/hm²∶60 kg/hm²(ω_N∶ω_P2O5∶ω_K2O)时氮、磷、钾的利用效率均最高,灌水量为100%ET_c,施肥量为150 kg/hm²:60 kg/hm²∶30 kg/hm²(ω_N∶ω_P2O5∶ω_K2O)时氮、磷、钾养分回收率最高.从产量、水分利用效率和肥料偏生产力等角度综合考虑,灌水量100%ET_c、300 kg/hm²∶120 kg/hm²∶60 kg/hm²(ω_N∶ω_P2O5∶ω_K2O)为最佳滴灌施肥策略.     

新疆绿洲盐碱滴灌区域荒地土壤盐分变化

为研究新疆绿洲区盐碱地应用膜下滴灌技术是否对荒地土壤盐分质量比及组成产生影响,以新疆典型盐碱绿洲区域(玛纳斯河流域下野地灌区)膜下滴灌棉田之间荒地为例,通过2009—2013年的定点监测,分析了年际间0~140 cm土层盐分及盐分离子变化.研究结果表明受滴灌棉田灌溉影响,地下水位提升以及地下水矿化度增加,造成新疆绿洲盐碱滴灌区域荒地土壤盐分在4月中旬至10月中旬的增加量大于10月中旬至翌年4月中旬的降低值,盐分和SO^2-₄,Cl^-,Mg²⁺,Ca²⁺,Na⁺以及Cl^-/SO^2-₄和钠离子吸附比都在逐年递增;荒地土壤碱度逐年提升,阴阳离子组成也在逐年变化,但试验期间内研究区域荒地盐碱土类型一直属于氯化物-硫酸盐盐土.滴灌技术在绿洲区推广后,区域内的荒地成为农田排出盐分重要的聚集场所之一.     

NaOH与超声联合预处理玉米秸秆实验条件优化研究

试验选用超声与NaOH法对玉米秸秆进行联合预处理,通过分析预处理后秸秆还原糖含量、组分变化量、厌氧发酵产气量等参数,对预处理的条件进行优化.试验结果表明:3％ NaOH浓度,浸泡时间为48 h,超声功率为80 W,超声温度为50℃的预处理条件下,还原糖含量较高,为0.0947 g·g-1.联合试验组产气量比单一超声处理...     

好氧颗粒污泥处理城市污水的农田适灌性

利用好氧颗粒污泥处理城市污水,探讨城市污水用于农田灌溉的可行性.研究表明:经过好氧颗粒污泥处理过的污水,污水中的化学需氧量为130 mg/L,悬浮物为50 mg/L,总氮20 mg/L,总磷只有1.5 mg/L,出水中的COD_Cr和BOD₅去除率达到60%和55%;好氧颗粒污泥对污水中的氮、磷去除效果一般,去除率分别为50%和53%;出水中重金属去除率比较高,镉质量=浓度1.0×10^-5 mg/L,小于《农田灌溉水质标准》镉的标准值0.006 mg/L,出水中铅质量=浓度0.02 mg/L,小于标准值0.1 mg/L,出水中锌、铜、汞、铬的质量=浓度也远远低于标准中的质量=浓度值.结果表明,好氧颗粒污泥处理过的城市污水的出水可以用于农田灌溉,出水中COD_Cr和BOD₅、氮、磷、重金属等指标完全达到《农田灌溉水质标准》要求.     

含盐土壤不同作物根系分布对水盐分布的影响

以相同含盐水平农田种植的紫花苜蓿与玉米为研究对象,研究根系分布变化对水盐分布的影响,为盐渍化土壤紫花苜蓿合理化种植提供参考.结果表明:整个生育期0~100 cm苜蓿平均土壤含水率显著低于玉米,深层60~100 cm土壤平均含水率比玉米低1.98%,其有效利用深层水分.土壤平均储盐量随时间上下波动逐渐减小,二者盐分分布规律不同,苜蓿8月前后浅层土壤盐分均匀分布,玉米主要体现在8月后期.苜蓿脱盐率显著高于玉米,生长后期苜蓿深层根系占比增大,根系分布密集土层,脱盐效果明显.苜蓿细根根长密度与HCO₃^-呈正相关关系,HCO₃^-随根长密度增大而增大,土壤中HCO₃^-可减缓K⁺+Na⁺,Cl^-增加,使作物土壤达到降盐效果.     

喷灌施氮管理对春玉米产量及水氮利用的影响

为探究东北半湿润区喷灌水肥一体化条件下春玉米最佳施氮管理模式,于2017年在东北地区开展了不同喷灌施氮管理对春玉米生长、产量及水氮利用效率的田间试验研究.试验设置了3个总施氮量:N200(200 kg/hm²),N160(160 kg/hm²)和N120(120 kg/hm²),其中播种时统一埋施氮肥60 kg/hm²,苗期统一喷施氮肥10 kg/hm²,其余在拔节期和灌浆期按照3种施氮比例T1(1∶0),T2(2∶1)和T3(3∶1)通过水肥一体化喷施施入.结果表明:T1获得了最高的氮肥偏生产力、氮素收获指数和水分利用效率.增加施氮量能够促进产量的增加,但N200和N160的平均产量差异不具有统计学意义(P>0.05).所有处理中T1N200的产量最高,为12 489 kg/hm²;T1N160处理的氮收获指数最大,为74.98 kg/kg.施氮量增加,氮肥偏生产力随之降低,0~100 cm土壤内的硝态氮残留量随之增多.T1处理的平均硝态氮残留量最少,降低了氮素淋失的风险.综合考虑,推荐该地区采用总施氮量160~200 kg/hm²,其中播种期施基肥60 kg/hm²,苗期追施10 kg/hm²,其余在拔节期全部追施的施氮管理模式.