有机负荷对鸡粪厌氧发酵产气特性及其动力学的影响

[目的]研究有机负荷对鸡粪厌氧发酵过程中产气特性及其产气动力学的影响。[方法]在中温条件(37±1)℃下采用半连续搅拌反应器(CSTR)进行研究。[结果]有机负荷为2.5~5.3 g VS/(L·d)时,厌氧消化系统中氨氮浓度低于6.7 g/L,沼气最大容积产气率为2.58 L/L;同时有机酸浓度也处于较低范围。然而,当有机负荷提高到6.0 g VS/(L·d)时,氨氮浓度升高到6.7 g/L时引起了乙酸(7 000 mg/L)和丙酸(1 900 mg/L)的快速累积,沼气容积产气率也降低了23.5%。通过基质平衡动力学分析得出,鸡粪中温厌氧消化的基质转化为沼气(YS/G)和甲烷(YS/M)的比例系数分别为1.085 7和1.686 1 g VSremoved/L。[结论]该研究可为高氨氮浓度鸡粪沼气工程的稳定运行提供科学依据。     

厌氧颗粒污泥膨胀床处理酵母废水及微生物相研究

研究了厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)反应器处理高浓度酵母废水的启动规律及微生物相.研究表明:在上升流速为6 m/h,温度控制在30℃,进水CODcr和FeCl2分别为20 g/L和500 mg/L的条件下,反应器COD容积负荷可达15.9 kg/(m3.d)左右,容积产气率稳定在5.2～5.5 L/(L.d)以上,COD去除率为65%～69%,容积负荷与产气率呈显著线性关系.当负荷超过15.9 kg/(m3d.)时,反应器中的挥发性脂肪酸(VFA)浓度达到了1.26 g/L,最大产甲烷活性只有0.24 g/(g.d),对产甲烷菌活性产生了明显的抑制作用.颗粒污泥微生态系统的结构和功能较稳定,球菌和短杆菌成片地聚集生长.     

规模化秸秆沼气发酵反应器中微生物群落特征

采用末端限制性多态性分析(T-RFLP)和克隆文库构建相结合的研究方法,对以秸秆为唯一或主要原料的四个沼气发酵反应器中的细菌和古菌群落特征进行分析,结果表明:(1)供试秸秆沼气反应器中细菌种类十分丰富,分属于9个门,其中厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)与拟杆菌门(Bacteroidetes)为优势种群,在四个沼气反应器中的相对丰度分别为19.3%～47.2%、4.8%～24.3%与2.5%～15.5%。水解与发酵性细菌为各反应器中的优势种群;(2)古菌种类明显少于细菌,均属于甲烷杆菌纲(Methanobacteria)和甲烷微菌纲(Methanomicrobia)。在以秸秆为唯一原料的反应器中,甲烷鬃菌属(Methanosaeta)为优势种群,相对丰度为69.2%～71.9%;而在添加猪粪的反应器中,甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)为优势种群,相对丰度为73.1%。     

厌氧CSTR反应器处理水葫芦挤压汁研究

在中温(35℃)条件下,应用改进的CSTR反应器对新鲜水葫芦汁进行厌氧发酵试验,采取逐步提高有机负荷的运行方式,将有机负荷由0.5 kg COD.m-3.d-1逐步提高到5.0 kg COD.m-3.d-1,HRT(水力滞留时间)也由起始的5 d逐步缩短至2.5 d,系统运行40 d,结果表明:系统启动迅速,运行至第30 d,反应器容积负荷达到5 kg COD.m-3.d-1,此后在HRT为2.5 d条件下,稳定运行10 d,其COD的去除率在75%以上,容积产气率可达1.1 m3.m-3.d-1,甲烷含量65%。     

猪粪厌氧发酵消化液回流体系微生物群落结构特征与产气关系研究

为明确厌氧发酵消化液回流体系中微生物群落结构的特征,采用Miseq高通量测序技术,研究回流过程中微生物的多样性和群落结构变化,并分析其与产气性能的关系。结果表明:消化液回流体系中,细菌的丰富度、多样性均高于产甲烷古菌,并随回流时间的延长明显增加,而产甲烷古菌无明显变化;细菌群落主要分为厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)等8个不同的门类,厚壁菌门、梭菌纲(Clostridia)、梭菌属(Clostridium)是不同水平上的优势细菌,相对丰度分别从初期的62.79%、58.62%、35.44%上升到81.46%、68.19%、39.10%;产甲烷古菌中,广古菌门(Euryarchaeota)占绝对优势,在接种物中,第68 d和第219 d相对丰度分别为94.76%、99.89%、99.59%,属分类上主要有7种,其中甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)的相对丰度由23.99%升高到72.28%,而甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter)和甲烷球菌属(Methanosphaera)分别由16.34%、21.71%降低至3.70%、12.93%;日平均产气率由初期的409 m L·g~(-1)升高至477 m L·g~(-1),在219 d的试验中,氨氮和有机酸浓度均呈升高趋势,但并未对厌氧发酵产生抑制作用。研究表明:厌氧发酵回流体系中微生物以梭菌属和甲烷八叠球菌属为优势菌属,产气率随其相对丰度的增大而升高,而与甲烷短杆菌属和甲烷球菌属呈负相关。     

UASB-SBR工艺处理啤酒酵母废水

分析了上流式厌氧污泥床(UASB)-序批式反应器(SBR)组合工艺处理啤酒酵母废水的效果.结果表明:采用UASB反应器处理啤酒酵母废水,在容积负荷为11.2 kg/(m3·d)时,化学需氧量(COD)去除率稳定在85％左右,出水挥发性指肪酸(VFA)稳定在5 mmol/L以下,系统产气率约0.47 m3/kg COD,反应器运行稳定;采用SBR反应器处理啤酒酵母废水厌氧出水,在容积负荷为1.296 kg/(m3·d)时,COD去除率稳定在80％左右.经两级生物处理后的出水COD浓度在300 mg/L以下,达到预期处理效果.     

批式与两相高温厌氧消化厨余和杂草废弃物对比研究

以厨余和杂草废弃物混合物为发酵底物进行了批式和两相厌氧发酵试验。经过25 d的批式厌氧消化后,污染负荷(以挥发固体(VS)质量浓度计)为6.5、12.5、16.0和20.0 g/L的沼气产率分别为1 012、863、879和467mL/g,甲烷产率分别为595、442、440和316 mL/g,其中接种污泥对沼气产率和甲烷产率的贡献分别是304和170mL/g。试验结果表明:污染负荷为6.5 g/L时达到最大产气效率,80%的气体在反应的前8 d产生;污染负荷为12.5和16.0 g/L的产气率在统计学上无显著差别;污染负荷在20.0 g/L时出现产甲烷抑制,甲烷体积分数在反应的前2 d为20%左右。两相发酵试验采用厌氧固体床反应系统,包括4个1 L的固体床反应器和1个2.2 L的厌氧批式反应器。经过12 d的消化,沼气和甲烷产率分别为530和351 mL/g,系统总固体(TS)和VS去除率分别为78%和82%。与批式消化比较,该两相系统污染负荷高,产气稳定,周期短,是处理该类型有机废弃物的有效方法。     

一株产电菌的产电性能及低温沼气发酵过程微生物群落特征

在利用牛粪和小麦秸秆为原料,采用实验室模拟低温生产沼气试验进行低温沼气发酵过程中,筛选到1株产电菌H11,鉴定为Shewanella属。该菌在自制人工双室微生物燃料电池中具有良好的产电性能,产电功率密度最高可达13.88mW·m^-2。基因组解析发现了286个与产电相关的基因,分布在与电子转移、细胞色素C相关蛋白和NADH脱氢酶等16个基因家族。为了探究低温沼气发酵过程中的微生物群落特征,在发酵不同阶段采集微生物样品,利用分子生物学方法和传统微生物培养法,随着发酵进程的推进,微生物群落在门水平上广古菌门(Euryarchaeota)、奇古菌门(Thaumarchaeota)、乌斯古菌门(Woesearchaeota)、泉古菌门(Miscellaneous Crenarchaeota Group)占绝对优势。而在属水平上的优势菌群为甲烷马赛球菌(Methanomassiliicoccus)、甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter)、甲烷囊菌属(Methanoculleus),相对丰度分别达到30.1%、17.3%、9.68%,且Methanoculleus...     

UASB-絮凝-SBR处理烟草废水

为提高处理烟草生产中排放废水的效果,采用UASB(上流式厌氧污泥床)-絮凝-SBR(序批式反应器)工艺处理烟草废水.结果表明:UASB反应器运行稳定时在进水化学需氧量(COD)为18 500 mg/L,容积负荷18.5 kg/(m3·d)时,出水COD为2200 mg/L,COD去除率达88％,出水挥发性脂肪酸(VFA)为3 mmol/L左右,产气量26 L/d左右.按1 L UASB反应器厌氧出水中投放125 mg FeC13和25 mg PAM,出水COD由2 200 mg/L降至1 093 mg/L,去除率为50.3％;SBR反应器处理经絮凝后的UASB反应器厌氧出水上清液,当反应器负荷为1.3 kg/(m3·d)时,出水COD在200 mg/L以下,去除率稳定在80％左右,出水达到GB8978-1996《污水综合排放标准》的二级排放标准.     

外循环UASB处理太湖富藻水运行特性研究

针对太湖富藻水高有机物浓度特点,研究外循环升流式厌氧污泥床（UASB）反应器处理太湖富藻水的效能和运行效果.研究表明,以城市污水处理厂活性污泥为种泥,自然腐熟5~7 d左右的太湖富藻水为原水,进水COD为1 050~2 000 mg/L,水力停留时间（HRT）为 5 d ,(32±1) ℃温度等条件下,可以在32 d内成功启动外循环UASB反应器并达到初步稳定运行.通过降低HRT,分阶段提高COD质量浓度的方法,逐步将外循环UASB处理太湖富藻水的有机负荷提高到3 kg COD/(m3·d),其COD去除率可以稳定在75%左右,产气率为0.75 L/（L·d）,外循环UASB对太湖富藻水具有良好的处理效果.通过电镜观测,发现稳定运行期形成颗粒污泥,且污泥内生物相丰富,分别为丝状菌、杆状菌和球状菌等多种微生物共营生长.     

UASB反应器处理马铃薯加工废水的研究

利用上流式厌氧污泥床UASB反应器在中温条件下处理高浓度马铃薯加工废水。结果表明,当UASB反应器进水CODcr为30 000mg/L时,容积负荷可达到30 kg/（m3.d）,水力停留时间24 h,COD去除率可以达到85%以上,出水COD小于4 500 mg/L。     

抗菌素半合成生产废水厌氧处理工艺及动力学研究

采用水解酸化工艺处理含有较多硫酸盐及青霉素、头孢霉素等无机、有机毒物的抗菌素半合成生产废水的可能性及其动力学机理进行了研究.结果表明:当进水CODCr浓度为5000～6000 mg/L,水解酸化池HRT为7 h,UASB的HRT为14 h时,COD容积负荷达到10.62 kg/(m3*d),COD去除率70%～80%,符合后续好氧处理的进水要求,反应机理符合有毒物抑制时的Monod方程修正式.其动力学常数vmax在0.1～0.3 d-1之间,Ki在2.3～3.0 mg/L之间.为抗菌素半合成生产废水处理的最优化设计和运行研究提供了参考依据.     

IC厌氧反应器的污泥颗粒化研究

[目的]研究IC反应器的污泥颗粒化规律化。[方法]研究了容积负荷、酸化率、选择压、无机离子、停留时间、pH值、碱度、挥发性脂肪酸（VFA）对污泥颗粒化过程的影响。[结果]试验用普通厌氧消化污泥启动,通过不断增加反应器的容积负荷,缩小停留时间,经122d运行,形成粒径为0.5～1.5mm的形状不规则颗粒污泥,反应器容积负荷达到14kgCOD/m3.d,产气量78L/d,COD去除率达85%以上。[结论]较高的有机负荷及其产生的较高的水力剪切力和Ca2＋有利于形成密实的颗粒污泥;工艺流程中的酸化池和循环罐有利于形成甲烷活性强的颗粒污泥。     

厌氧附着膜膨胀床工艺常温处理啤酒生产废水的中试研究

报道了总容积为18.5m~3的厌氧附着膜膨胀床反应器常温处理啤酒生产废水的中试研究结果。水力示踪表明,废水在反应器中的分布状况良好,实际水力停留时间(HRT)接近控制值,流态趋向于推流式。工艺运试表明,处理COD平均浓度为1082mg/L的啤酒生产废水,HRT为11.3h,容积COD负荷率达2.3kg/m~3·d,出水COD浓度达到低于150mg/L的国家排放标准。     

生物滤塔处理恶臭气体H_2S的研究

[目的]研究脱硫细菌的培养驯化、影响脱硫效果的主要因素以及生物滤塔的抗冲击负荷能力。[方法]采用生物滤塔处理恶臭气体H2S。[结果]在进气流量为5 L/min,停留时间为60 s,H2S进气浓度不高于130 mg/m3,生物滤塔最高容积负荷低于188.2 g/(m3.d)时,H2S的去除率基本稳定在98%以上,生物滤塔对H2S进气容积负荷变化的缓冲能力较强,在偶尔超负荷条件下运行,短时间内并不能使系统崩溃,pH值的降低并没有影响H2S的去除效率。[结论]生物滤塔对恶臭气体H2S的处理是完全可行的,效果良好。     

厌氧附着膜膨胀床工艺处理有机污水的研究

用厌氧附着膜膨胀床工艺处理高浓度有机污水,可以取得相当高的运行效率,在进水COD浓度依次为5104,11006和29874mg/l,水力滞留时间为4.0,8.0和17.7小时的条件下,装置的COD负荷达30.6,33.0和40.4g/1.d,容积产气率达13.4,14.7和16.9 1/l.d,COD去除率稳定在80％以上,沼气CH_4含量高于56％.试验表明,处理上述各档浓度污水的适宜COD负荷为359/1.d;适宜的水力滞留时间为4.0,8.0和18.0小时.     

硫/珊瑚石填料床的自养反硝化反应器

采用硫/珊瑚石填料床反应器去除人工合成废水中的硝酸盐.结果表明,该反应器通过硫自养反硝化作用能有效去除水体中硝酸盐氮.硫与珊瑚石体积比为1∶1、温度为(29±1)℃时,0.092-0.246 kg.m-3.d-1NO3--N为最适进水负荷,可确保NO3--N的去除率大于95%,且出水NO2--N含量低于1 mg.L-1;进水负荷达0.842 kg.m-3.d-1NO3--N时,达到最大体积去除负荷,为0.394 kg.m-3.d-1NO3--N,而相应出水NO2--N含量达40.95 mg.L-1.在不提高碱度的情况下,出水pH可始终维持在7.08以上.不同硫/珊瑚石体积配比对反硝化效率有显著影响,1∶1体积配比为该反应器最适填料配比.     

盐分对UASB处理吡虫啉有机废水的影响

[目的]探究吡虫啉有机废水的厌氧技术可行性。[方法]在20～25℃条件下利用5L自制的UASB反应器处理吡虫啉高盐有机废水,当吡虫啉有机废水COD浓度为4000—5000mg／L、容积负荷为4～5kgCOD／（m^3·d）时逐步提高吡虫啉废水中NaCl浓度,研究盐分对UASB处理吡虫啉有机废水的影响。[结果]当Cl^-浓度从2000mg／L增加到6000mg／L时,COD去除率从大于90％降到50％左右;当Cl^-浓度进一步提高到6500mg／L时,COD去除率急剧下降到20％以下。[结论]厌氧茵对吡虫啉有机废水盐分的耐受性具有一定程度。     

ABR反应器处理山梨酸废水的启动试验

[目的]寻找经济、有效的山梨酸废水的处理工艺。[方法]采用ABR高效厌氧反应器,进行山梨酸生产废水的启动试验。[结果]在35℃条件下,经历190d,成功地完成对ABR反应器的启动。进水COD容积负荷由0.26kg/（m3.d）增加到2.16kg/（m3.d）,COD去除率达到93%,挥发性脂肪酸（VFA）和pH值也达到要求。在ABR反应器中形成大量性能良好的颗粒污泥,其尺度介于2～5mm。电镜分析表明,不同隔室内呈现种群配合良好的厌氧微生物分布,且各隔室中的颗粒污泥形状各异,表面凸凹不平,存在气孔。第1隔室存在大量优势发酵细菌,沿水流方向颗粒污泥中的微生物逐渐向产甲烷细菌菌群过渡。[结论]好氧处理前先采用厌氧法进行处理,可以完成ABR反应器处理山梨酸生产废水的启动。     

沼气型厌氧好氧一体生化反应器处理分散型生活污水的研究

对新型专利—沼气型厌氧好氧一体生化反应器处理农村生活污水进行了实际应用研究。在平均气温7℃,处理量20t/d,HRT2.9d,厌氧段水力负荷0.571m3/(m3·d),生物球装填率15%;好氧段水力负荷1.143m3/(m3·d),弹性填料(YDT)装填率依次为50%、40%和25%,跌水充氧,连续稳定运行8个月,监测结果表明:该工艺出水中的COD和BOD的去除率分别为:73.7%和76.5%;出水水质均值为COD34mg/L、BOD15mg/L、SS6mg/L和粪大肠菌群数5200个/L,可用于农业灌溉和观赏性景观用水。