絮凝剩余污泥中温和高温共厌氧消化研究

研究了剩余污泥中添加阳离子聚丙烯酰胺(PAM)与酒精糟液共厌氧中温和高温消化对产气量和消化污泥的影响.结果表明: 当添加与污泥总固体的质量比为5～10 g·kg-1干泥时,与中温厌氧消化相比,高温厌氧消化具有明显的产气优势;在添加相同PAM质量下,与高温厌氧消化相比,中温厌氧消化后污泥的污泥体积指数更小.此外,添加PAM的共厌氧消化污泥沉淀性能与污泥颗粒尺寸和黏度有明显相关性.PAM对共厌氧消化反应影响既有增加厌氧活性微生物密度又有增加传质阻力的双重作用,挥发酸不是抑制反应因素.     

磺胺喹噁啉钠对固态高温厌氧消化系统产气性能的影响

以污泥为底物添加不同浓度磺胺喹噁啉钠,研究其对高温厌氧消化过程中产气性能的影响。结果表明,添加磺胺喹噁啉钠处理的VFA累积量均比空白对照略大,说明磺胺喹噁啉钠对产甲烷菌有一定的抑制作用,且随着浓度的增大抑制作用增强。试验结果可为在家禽养殖场建立固态厌氧消化联合产能工艺提供参考。     

超声预处理污泥对厌氧消化的影响

为了提高污泥的破解效果及改善其厌氧消化性能,采用双频超声波对污泥进行预处理后再进行厌氧消化试验,分别考察超声时间、声能密度和污泥pH对污泥破解效果以及厌氧消化性能的影响。结果表明:在污泥超声预处理试验中,超声时间、声能密度和污泥pH对污泥溶解性化学需氧量增加值(SCOD+)和污泥溶出率(DDSCOD)有显著影响,对氨氮(NH3-N)影响不显著;超声时间为55min、声能密度为125W·L-1及pH为9时,SCOD+和DDSCOD均达到最优值。在厌氧消化试验中,处理组污泥产气高峰期比未处理组污泥出现晚,但产气量高于未处理组,当超声时间为25min、声能密度为75W·L-1和污泥pH为8时,累计产气量均最多。该研究得出的结论可在污泥资源化和能源化方面有参考价值。     

太阳池辅热下污泥厌氧消化产沼气研究

沼气是污泥厌氧消化过程中最主要的产物,也是一种清洁的可再生能源,提高沼气产量可以有效改善农村和社区能源利用结构。利用太阳池对污泥厌氧消化供热,研究沼气累积产量、日产气量及沼气中甲烷含量变化情况。结果显示,耦合系统沼气累积产量已经达到了18 505 m L,是理论值的24.67%,日平均产气量为616.8 m L,沼气中CH4平均含量为58.13%;对照系统沼气累积产量为3 943 m L,是理论值的10.66%,日平均产气量131.4 m L,沼气中CH4平均含量为53.68%。表明太阳池可使污泥中有机物质得到有效降解,沼气产量是对照的4.69倍。     

蚓粪促进玉米秸秆厌氧消化产气效果的研究

以玉米秸秆为试验研究对象,比较添加蚓粪后对秸秆厌氧消化产气特性的影响.在接种污泥比例为20%、30%、50%时,添加适当蚓粪,使其在35℃下中温厌氧消化,试验中研究产气量、pH值和乙酸产生量等参数的变化趋势.结果表明,添加蚓粪后,各处理的产气量均显著增加,其中50%接种污泥的处理累积产气最达340 mL,增幅达67.05%,添加蚓粪的物料发挥了最大的产气效果.试验过程中pH值相对稳定,乙酸累积量较低.蚓粪的添加抑制了酸的累积,使pH稳定在一定的范围.     

城市污水处理厂污泥两相与单相厌氧消化工艺的比较

为了完善污泥两相厌氧消化工艺、优化运行设计参数,对西安市污水处理厂污泥进行了中温两相厌氧消化与中温单相厌氧消化对比试验。结果表明,两相厌氧消化产酸相水力停留时间(HRT)为1.25 d,产甲烷相HRT为11.10 d,当污泥投配率8%,有机负荷>2.0 kg/(m3.d)时,化学需氧量(COD)与挥发性固体(VS)的去除率分别为42.7%和33.6%。在相同有机负荷下,两相厌氧消化工艺的VS和COD去除率、产气量、产气速率以及分解单位VS的产气量均高于单相厌氧消化工艺,而出泥VFA含量小于单相厌氧消化工艺。     

聚合氯化铝对污泥中温厌氧消化的影响

[目的]研究聚合氯化铝(PAC)对污泥中温厌氧消化的影响.[方法]以青岛市某污水处理厂预浓缩池污泥为研究对象,进行污泥连续中温厌氧消化试验,研究了投加PAC对污泥中温厌氧消化的影响,考察了不同PAC投加量下,污泥厌氧消化系统的pH、沼气产量、组分、热值以及沼气中H2S含量等参数.[结果]投加PAC对污泥厌氧消化有消极影响,投加浓度越大,消化罐pH越低,消化产沼气量越低,沼气中CH4含量越低,CO2略高,热值也越低.当PAC投加浓度为150 mg/L时,消化罐内平均pH为6.93,累计产气量为空白罐的62.72％,所产沼气中CH4含量比空白罐低6.25％,CO2含量高17.21％,H2含量高4.65％.投加PAC对消化系统中H2S的产生具有抑制作用.[结论]该研究可为污水处理厂在利用厌氧消化法处理污泥时,混凝工艺中混凝剂的选择提供了参考.     

剩余污泥厌氧消化过程重金属形态转化及生物有效性分析

为研究污泥厌氧消化过程中物理化学性质的变化对典型重金属形态转化的影响,对其农用的可行性及生物有效性进行评估,对取自某城市污水处理厂的剩余污泥进行了序批式厌氧消化实验,在试验过程中测定了污泥理化学性质,采用Tessier分步提取法提取了污泥样品中的典型重金属,并采用电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-OES)测定各形态重金属含量及总量.结果表明,厌氧消化过程中重金属的形态发生了显著变化,由不稳定态向比较稳定的残渣态和有机结合态转变,某些重金属形态与污泥理化性质如pH、碱度、VS/TS及氨氮显著相关.厌氧消化可以有效地降低污泥中重金属的潜在迁移能力和生物有效性,经厌氧消化后污泥可以更好地进行土地利用.     

超声波和微波联用促进污泥厌氧消化研究

[目的]探讨超声波和微波联用对污泥厌氧消化的促进作用。[方法]在单因素试验的基础上,通过正交试验寻找超声波和微波联用促进污泥厌氧消化的最优条件组合。[结果]超声波和微波联用能促进污泥的厌氧消化,而且超声波和微波之间表现出一定的协同效应。最优的联用条件是:500 mL污泥先用超声波(120 W)处理3.5 min,再用微波(450 W)处理4min。该联用条件能使污泥中的细胞全部破碎,经过10 d的厌氧消化后,其累积产气量比对照样增加了270%。[结论]超声波和微波联用能促进污泥的厌氧消化。     

不同接种物对低次烟叶厌氧消化产沼气的影响

[目的]探讨不同接种物对低次烟叶厌氧消化产沼气的影响.[方法]从低次烟叶厌氧消化的日产气量和累积产气量等方面,研究了4种接种物对低次烟叶厌氧消化产沼气的影响.[结果]不同接种物对低次烟叶厌氧消化的启动时间以及产气量的变化规律无显著影响.相对于其他接种物,A接种物(猪粪+人粪+沼气池底泥+玉米芯,经过一年培养)对低次烟叶厌氧消化的累积产气量分别提高了49.0％、139.0％、85.8％、55.7％.[结论]该研究为低次烟叶厌氧消化接种物的选择提供了理论依据.     

生物炭对餐厨垃圾厌氧消化的影响

[目的]探究生物炭对餐厨垃圾厌氧消化过程的影响。[方法]通过向序批式厌氧消化系统中添加不同比例生物炭,研究其对餐厨垃圾厌氧消化效率及系统稳定性的影响。[结果]生物炭的添加可有效调节系统C/N,减少氨氮抑制,增强微生物活性,提高系统稳定性及厌氧消化产气效率。未添加生物炭处理(CK)的累计产气量为1 618 m L,甲烷含量为39%;而添加生物炭处理平均累计产气量达(2 939±473)m L,且平均甲烷含量均在50%以上;反应体系中添加生物炭处理的氨氮浓度均保持在2 000 mg/L左右,而对照处理的氨氮浓度均在2 500 mg/L以上,系统稳定性较差。生物炭添加量7%处理的累计产气量最高,达3 307 m L,平均甲烷含量55%,产甲烷菌群活性最高时,辅酶F420吸光值可达0.68,TS、VS和油脂去除率分别为60%、72%和61%。[结论]该研究可为餐厨垃圾的无害化处理和资源化利用提供科学依据。     

HRT对玉米秸秆连续厌氧发酵产沼气研究

利用沼气湿发酵技术,以青储玉米秸秆为发酵原料,采用连续厌氧发酵方式,研究以容积产气率、累积产气量和沼液中氨氮含量为特征指标,研究不同HRT对青储玉米秸秆连续发酵产沼气的影响,为秸秆沼气技术的应用提供技术支持。HRT为15d的容积产气率、累积产气量、和氨氮含量大于HRT为30d的容积产气率、累积产气量、和氨氮含量。     

稻草与猪粪混合厌氧消化特性研究

在中温条件下(35℃),研究了稻草中添加猪粪对厌氧消化过程的影响,分析了消化过程中日产气量、累积产气量、甲烷含量、pH、挥发性脂肪酸以及硝态氮和氨态氮的变化.结果表明,将猪粪与稻草混合厌氧消化产沼气可以顺利进行,混合物的VS产气量为330.14 L·kg-1VS,沼气中甲烷含量为62.88%,添加猪粪对稻草产气量和有机酸的影响不明显,但对发酵过程中可能出现的酸积累有一定的缓冲作用.添加猪粪可以大幅提高发酵液中NO3-N含量,较稻草的处理提高34.53%,对提高消化液的肥料价值有重要意义.因此,将稻草与猪粪混合厌氧消化产沼气是完全可行的.     

稻草中温厌氧消化产气初步研究

在中温(35 ℃)条件下,采用批式厌氧消化工艺对稻草厌氧消化特性进行了初步研究,分析了消化过程中日产气量、累积产气量、甲烷含量、pH值、挥发性脂肪酸以及硝态氮、氨态氮和总氮的变化.结果表明:经过45 d的厌氧消化处理,稻草的累积产气量为11 439 ml,单位VS产气量达417.52 ml/g,沼气中甲烷平均含量为59.93%;pH值先降低后增加,最后保持相对稳定,在整个发酵液过程中pH值始终处在产甲烷微生物的正常范围内;发酵液中硝态氮含量先下降后上升,较发酵前提高了47.76%,而氨态氮含量则大幅降低了52.91%,表明稻草厌氧消化不会出现氨抑制现象,总氮在发酵前后变化不大.由此可以认为:稻草厌氧消化产沼气是完全可行的,不但具有很好的环境效益,而且具有可观的经济价值,具有广阔的应用前景.     

浮萍厌氧消化产气性能分析

为进一步加深浮萍的资源化利用,开发其在生物质能源方面的应用,在35℃恒温条件下,以浮萍作为原料进行35 d厌氧消化试验,研究羊粪与浮萍不同物料比条件下对浮萍厌氧消化产气性能的影响。结果表明:浮萍是一种较为理想的厌氧消化原料,最佳物料干物质质量比为1:2.5,累积产气量可达到3 350 mL(113 g原料),厌氧消化潜力最高为194.64 mL/g·TS,甲烷含量为51.93%。     

NaOH固态化学预处理对麦秸沼气发酵效率的影响研究

采用NaOH对麦秸进行固态化学预处理以提高麦秸的厌氧消化效率和产气量,并对不同负荷率下麦秸的产气情况进行了试验研究。结果表明,经4%～10%（以麦秸干重计）NaOH预处理过的麦秸的总产气量、单位TS产气量、TS和VS去除率显著提高,厌氧消化时间最大可缩短22d。其中,经6%NaOH预处理后的麦秸在65g·L^-1负荷率下的单位TS产气量最高,为380.9mL·g^-1,与未处理麦秸相比,提高了49.9%,厌氧消化时间缩短了19d。说明NaOH固态化学预处理是一种提高麦秸厌氧消化效率和产气量的有效方法。     

接种比对餐厨垃圾中温厌氧消化的影响

在(37±1)℃条件下采用批式厌氧消化试验方法,研究接种比(m(接种物)∶m(底物),按挥发性固体(VS)计)为1∶1、2∶1、3∶1和4∶1时去油和未去油餐厨垃圾的厌氧消化性能。结果表明:未去油和去油后餐厨垃圾发酵过程中,接种比为3∶1时产气量最高,单位挥发性固体(VS)沼气累积产气量分别为951.2和851.4mL/g,单位VS甲烷累积产气量分别为546.1和499.1mL/g;接种比为1∶1时,产气量最低,单位VS沼气累积产气量分别为831.5和730.3mL/g,单位VS累积产甲烷量分别为524.1和425.8mL/g。接种比为1∶1时,未去油和去油后餐厨垃圾在厌氧消化初始阶段pH较低,且沼气日产气量和甲烷浓度也明显低于其他各组。未去油餐厨垃圾累积产气量比去油后餐厨垃圾累积产气量高12.6%。随着接种比逐渐提高(1∶1~4∶1),未去油和去油后餐厨垃圾发酵过程延滞期逐渐缩短;未去油餐厨垃圾在适宜接种比(2∶1~4∶1)范围内延滞期均高于去油餐厨垃圾。餐厨垃圾油脂含量较高,厌氧消化延滞期较长;提高接种比有利于缩短消化时间,提高反应器运行效率。     

FeCl3对污泥中温厌氧消化的影响

[目的]探究投加FeC13对污泥中温厌氧消化的影响.[方法]以青岛市某污水处理厂浓缩污泥为研究对象,进行污泥连续中温厌氧消化试验,考察了不同FeC13投加量下,污泥厌氧消化系统的沼气产量、组分、热值以及沼气中H2S含量等参数.[结果]当FeC13投加浓度为150 mg/L时,产气量比未投加FeC13时提高34.8％,所产沼气中CH4含量提高10.7％,CO2含量降低6.0％.但是对H2S产生而言,投加FeCl3能显著降低其在沼气中的含量,当FeC13投加浓度达120 mg/L以上时,H2S含量可降至零.[结论]投加FeCl3对污泥厌氧消化有促进作用,随着FeC13投加量的增加,沼气产量亦逐渐增大,沼气中CH4组分含量缓慢上升,CO2略有下降,热值呈升高趋势.     

Ca(OH)2固态温和预处理对玉米秸秆厌氧消化的影响

为了探索绿色高效的预处理技术,该文研究了Ca(OH)_2固态温和预处理对玉米秸秆溶出物组分和物理-化学结构以及厌氧消化性能的影响。结果表明:提高处理温度能降低纤维素和半纤维素含量,提高木质素含量,但对提高还原糖含量和比表面积作用不大;碱能提高纤维素含量,降低木质素和半纤维素含量,对提高还原糖含量和比表面积效果显著。经过预处理,玉米秸秆的累积沼气产量均有所增加,但不是碱含量越高越好。60℃,6%Ca(OH)_2预处理条件下的产气效果最好,累积沼气产量和单位VS产气量最大,分别为3468.5m L和271.08m L/g VS。     

蒸汽爆破预处理提高香蕉茎秆厌氧消化产气性能研究

为有效利用香蕉茎秆资源,提高厌氧消化效率,采用蒸汽爆破法对香蕉茎秆固体剩余物进行预处理,探讨不同预处理条件对香蕉茎秆厌氧消化产气性能的影响。试验结果表明:当汽爆压力为3.0 MPa时,30 d累积产气量、甲烷产量达最高,为4 130、2 350 m L,分别比对照组(累积产气量3 040 m L,甲烷量1 371 m L)提高35.8%和71.4%;单位干物质产气量达413 m L/g TS,单位干物质产甲烷量235 m L/g TS;蒸汽爆破预处理可有效提高香蕉茎秆产气潜力。