辅酶F420作为厌氧污泥活性指标的研究

本文研究了用辅酶 F_(420)含量作为厌氧污泥活性指标。通过测定厌氧污泥中的辅酶F_(420)的含量和在不同基质下厌氧污泥的最大比产甲烷速率(V_(max.CH4)),发现两者之间不存在线性相关性。故可认为用辅酶 F_(420)作为厌氧污泥活性指标可能是不可行的。     

盐分对ASBR装置厌氧污泥产甲烷活性的影响

为研究盐分对处理餐厨垃圾的厌氧污泥产甲烷活性的影响,文章设计了甲烷转化率和日均甲烷产量与进水Na Cl浓度负荷的对应关系的两种判断方法,用于确定盐分对厌氧污泥产甲烷活性的毒性负荷。结果表明:中温条件下(30℃～35℃),以模拟餐厨垃圾组分的混合短链脂肪酸为ASBR的进水基质,测定盐分对厌氧污泥产甲烷活性的毒性负荷,发现厌氧污泥对盐分有一定的耐受能力;在进水Na Cl浓度≤16 g·L~(-1)时,对厌氧污泥的产甲烷活性无显著影响,但当进水中的Na Cl浓度在24～64 g·L~(-1)d~(-1)之间时,厌氧污泥甲烷活性毒性负荷两种判定方式,即厌氧污泥中的甲烷日均产量和甲烷转化率均与Na Cl浓度呈现明显负相关,由此可得,使厌氧污泥活性下降10%和50%的Na Cl浓度分别为22.07 g·L~(-1),21.73 g·L~(-1)和51.22 g·L~(-1),50.74 g·L~(-1)。说明适当的盐分可以提升ASBR中厌氧污泥的产甲烷活性,但过高的盐分浓度则会抑制产甲烷活性。     

厌氧颗粒污泥的形成及其特性的试验研究

本文叙述了容积21升的小型厌氧升流式污泥层(UASB)反应器内污泥在35±1℃下的颗粒化过程。进料分别用工业葡萄糖液和啤酒厂废水,接种污泥用双层沉淀池消化污泥。颗粒污泥的培养过程可分为三个阶段:启动运行阶段、颗粒污泥出现阶段和颗粒污泥成熟阶段。颗粒污泥直径约0.1～2毫米,比重约1.05,在反应器中的 SVI 为21毫升/克 SS,最大 COD 去除速率为1.2～1.9克 COD/克 VSS·日,辅酶 F_(420)含量在0.13～0.29微摩尔/克 VSS,有很好的沉降性能和产甲烷活性。污泥颗粒化后的反应器处理啤酒厂废水的 COD 容积负荷达30公斤/米~3·日,COD 去除率90%左右,水力停留时间可至3小时。颗粒污泥的 VSS/SS 可高迟0.85,含有铁、镍和锌等元素。作者认为中温条件下培养颗粒污泥的基本条件有:(1)COD 污泥负荷大于0.6克 COD/克 VSS·日;(2)表面负荷大于0.4米~3/米~2·时;(3)有适当的营养物、存在微量元素和无抑制物,pH6.5～7.2和35～40℃培养温度;(4)排除沉降性差的絮状泥。     

铵氮对ASBR装置厌氧污泥产甲烷活性的影响

为研究铵氮对处理餐厨垃圾的厌氧污泥产甲烷活性的影响,文章设计了甲烷转化率和日均甲烷产量与进水铵氮(NH~+_4-N)浓度负荷的对应关系两种判断方法,用于确定铵氮(NH~+_4-N)对厌氧污泥产甲烷活性的毒性负荷。结果表明:中温条件下(30℃～35℃),以模拟餐厨垃圾组分的混合短链脂肪酸为厌氧序批间隙式反应器(Anaerobic sequencing batch reactor,以下简称ASBR)的进水基质,测定铵氮(NH~+_4-N)对厌氧污泥产甲烷活性的毒性负荷,发现厌氧污泥对铵氮(NH~+_4-N)有一定的耐受能力;在进水铵氮(NH~+_4-N)浓度≤1 g·L~(-1)时,对厌氧污泥的产甲烷活性无显著影响,但当进水铵氮(NH~+_4-N)浓度在1.5～7.5 g·L~(-1)d~(-1)之间时,厌氧污泥产甲烷活性毒性负荷两种判定方式,即厌氧污泥中的甲烷日均产量和甲烷转化率均与铵氮浓度呈现明显负相关关系,由此可得,使厌氧污泥活性下降10%和50%的铵氮(NH~+_4-N)浓度分别为1.61 g·L~(-1),1.88 g·L~(-1)和6.82 g·L~(-1),6.69 g·L~(-1)。实验说明适当的铵氮(NH~+_4-N)可以提升ASBR中厌氧污泥的产甲烷活性,但过高的铵氮(NH~+_4-N)浓度则会抑制产甲烷活性。     

稻草猪粪沼气发酵过程中主要微生物类群的物质代谢及甲烷形成研究

对以稻草和猪粪为原料的沼气发酵过程中主要微生物的消长和有关生理代谢规律进行了研究。氨化菌和硝酸盐还原菌在12天内菌数上升。随着厌氧环境加强,纤维分解菌和产甲烷菌的前体物质不断增加,两菌繁殖加速,而氨化菌和硝酸盐还原菌逐渐减少,到第24天减少到最低值。此时纤维分解菌和产甲烷菌群的菌数上升到最大值,即由10~3个/毫升上升到10~7个/毫升。通过对乙酸、丙酸、乙酸脱氢酶活力、辅酶F_(420)、生物量、产气量及甲烷含量的测定,发现各类群菌量的增减、产气量和产气率及甲烷含量的变化与乙酸、丙酸的利用和乙酸脱氢酶活力的变化具有明显相关性;辅酶F_(420)含量与产甲烷菌数的增长、甲烷含量及产气率成正相关。     

不同生物预处理方式对污泥厌氧消化过程性能的影响

利用微生物处理技术对经聚丙烯酰胺脱水后的污泥进行不同方式微生物预处理,研究进料总固体(TS)质量分数为3%、发酵温度为35℃时厌氧消化过程中累积产气量与产甲烷含量、p H值、氨氮和化学需氧量(TCOD)等参数的变化趋势,探索真菌宛氏拟青霉不同预处理方式对脱水污泥厌氧消化过程特性的影响。试验结果表明:微生物预处理脱水污泥厌氧消化技术具有较好的可行性。直接添加宛氏拟青霉和添加宛氏拟青霉预处理2 d的污泥进行厌氧消化反应能够有效提高产气量和产甲烷量,加快水解速率,促进污泥中有机物的有效降解,使产甲烷过程顺利进行。直接添加宛氏拟青霉处理的产甲烷效果最优,其净累积产气量和产甲烷量较纯污泥分别提高85.79%和42.76%,且1 kg污泥可产甲烷12.69 L,较纯污泥提高42.74%。     

长链脂肪酸对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响及其相互作用研究

采用间歇培养实验研究了辛酸、癸酸和月桂酸等三种长链脂肪酸对UASB反应器厌氧颗粒污泥产甲烷活性的毒性，以及癸酸对辛酸和月桂酸抑制作用的影响。结果表明，辛酸、癸酸和月桂酸对UASB反应器厌氧颗粒污泥的产甲烷活性有严重抑制，对厌氧颗粒污泥最大比产甲烷活性产生50%抑制的浓度(IC     

厌氧污泥颗粒化对乙酸盐代谢的影响

本文报道了厌氧污泥颗粒化对乙酸盐裂解产甲烷的影响。研究指出,当乙酸盐浓度在2400—3600mg/1时,颗粒污泥的乙酸盐分解反应为零级反应,其最佳负荷为4～7gNaAc/g·vss·d,乙酸盐的抑制浓度为4000mg/1。厌氧污泥颗粒化提高了污泥的耐乙酸能力,拓宽了呈零级反应的乙酸盐浓度范围。同分解乙酸盐的产甲烷纯培养物相比,颗粒污泥的 Ks 升高。     

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。     

铝盐对厌氧微生物产甲烷活性的影响研究

废水中铝盐含量增高以及铝盐的生物毒性使其对废水生物处理工艺中微生物产生的危害引起了人们的关注。本文以产甲烷活性为指标，通过投加氯化铝测定其对颗粒污泥的产甲烷毒性来研究铝盐对厌氧菌的危害。结果表明，铝盐使厌氧颗粒污泥的活性明显降低，但其毒性可以驯化，且清除铝盐后厌氧颗粒污泥的活性可以恢复。     

二相UASB反应器中产酸颗粒污泥和产甲烷颗粒污泥的物理性质和化学成分

本文对二相UASB反应器中产酸和产甲烷颗粒污泥的物理性质和化学成分进行了初步的研究。结果表明:(1)二种颗粒污泥均具有良好的沉降性能,并且产酸颗粒污泥的湿密度、强度和稳定性均优于产甲烷颗粒污泥。(2)二种颗粒污泥的表面元素基本相同,但内部Ca,Si含量相差较大,并且均未发现有FeS存在。(3)产酸和产甲烷颗粒污泥中胞外多聚物(ECP)的含量分别为0.57％和1.46％(以污泥干重计)。ECP中的主要成分为糖和糖醛酸。     

精对苯二甲酸生产废水厌氧处理微生物特性的研究

本文对进水经预处理及未经预处理的上流式厌氧污泥床反应器(UASB)处理精对苯二甲酸(PTA)废水过程中的主要微生物类群(产甲烷菌群,脱氮菌及脱硫菌)的消长规律,污泥特性及其优势产甲烷菌演变及与工艺的关系进行了研究。对对苯二甲酸(TA)厌氧降解菌进行了初探.     

用葡萄糖厌氧消化法评价污泥产甲烷活性研究

本文提出了用葡萄糖厌氧消化法来评价厌氧消化污泥产甲烷的活性,此法简单、快速、可靠。     

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。     

微量元素制剂提高厌氧产甲烷活性的研究

文章针对北京郊区4座农业沼气工程原料(鸡粪、牛粪、猪粪和玉米秸秆)和厌氧污泥中微量元素质量浓度不足的问题,制定了微量元素制剂,并从原料产气动力学和厌氧污泥产甲烷活性两个方面评估添加微量元素制剂对沼气工程发酵效率的影响。研究表明:向原料中添加微量元素制剂后,鸡粪、牛粪和猪粪的甲烷产率分别提高了11.2%,24.3%和10.4%。采用一级动力学模型和两阶段模型对各原料甲烷发酵产气动力学进行拟合。一级动力学拟合结果显示添加微量元素制剂后玉米秸秆由一阶段产气(K为0.12 d-1)变为二阶段产气,K1和K2分别为0.18和0.08 d-1,产气速率明显提高。二阶段模型拟合结果表明添加微量元素制剂可以提高牛粪和玉米秸秆的产甲烷速率。向厌氧污泥中添加微量元素制剂后,鸡粪、猪粪和玉米秸秆沼气工程厌氧污泥的比产甲烷活性均有提高,玉米秸秆沼气工程厌氧污泥活性提高效果最明显,为8.6%。因此,添加微量元素制剂总体上可以提高原料的甲烷产率,增强厌氧污泥的产甲烷活性。     

La3+,Ce3+对厌氧颗粒污泥在不同VFA底物中的产甲烷促进效应

采用静态实验研究了分别添加O.05mg·L^-1La^3＋和Ce^3＋对不同来源和保存状况条件下不同VFA底物的厌氧颗粒污泥产甲烷的影响。结果表明，乙酸为底物时加入Ce^3＋，丙酸加入La^3＋或Ce^3＋，乳酸加入La^3＋时都大大加快了反应初期污泥的产甲烷速率，且对比产甲烷活性SMA也有3％-8％的提高；O.05mg·L^-1La^3＋或Ce^3＋的加入使污泥利用丙酸的速度加快，对于厌氧反应器的恢复运行有一定的实际意义。甲酸为底物时，La^3＋，Ce^3＋的加入对污泥产甲烷曲线形状没有影响，对SMA则分别降低了9.21％和3.37％；乙酸添加La^3＋在反应初期明显降低了产甲烷速率，但SMA并未降低。厌氧颗粒污泥经长时间低温存放后，原来对其SMA有提高作用的稀土浓度此时可能会作用不明显甚至会降低SMA；低浓度稀土离子对污泥产甲烷活性产生抑制作用时，相同质量浓度下Ce^3＋比La^3＋对污泥的抑制作用小；驯化培养过程有利于污泥对稀土的适应。     

铜离子对厨余垃圾厌氧消化效率的影响研究

针对厨余垃圾厌氧消化环境脆弱和甲烷产量不高的问题,该试验通过研究铜离子对厨余垃圾厌氧消化的影响来提高甲烷产量。在35℃恒温振荡箱中,添加不同浓度(10,15,30和50 mg·L~(-1))的铜离子研究其在厨余垃圾厌氧消化过程中的甲烷产量,pH值,氨氮,COD和酶活性。结果表明,铜离子浓度为10~15 mg·L~(-1)时甲烷产量明显提高,而浓度为30~50 mg·L~(-1)时则会抑制厌氧消化的反应。在厌氧消化过程中,pH值稳定在6.51~7.25之间,铜离子的添加对其影响不大。机理研究表明,铜离子可以增强β-葡萄糖苷酶和辅酶F420的活性,加速水解和产甲烷的速度和产量,而铜离子会抑制蛋白酶的活性从而影响了蛋白质的水解,氨氮了减少1432.59 mg·L~(-1)。当铜离子浓度为15 mg·L~(-1)时,厨余垃圾厌氧消化产甲烷效率高,较对照组提高了31.5%的甲烷产量,COD去除率也最高,可达到73%。该试验将厨余垃圾转化为沼气,实现了绿色循环经济发展和环境保护为减少温室气体排放和生产可再生能源提供途径。     

利用微电极技术研究厌氧颗粒污泥内部的微环境

文章分别以蔗糖、乙酸和丁酸为进水唯一碳源,运行3个UASB反应器,当反应器稳定运行后,采用自制氢离子选择性液膜微电极对3种厌氧颗粒污泥进行内部pH值梯度分析,并对厌氧颗粒污泥进行了多种测试底物的产甲烷活性分析和16S rDNA测序分析。结果表明,采用微电极技术可以准确测定厌氧颗粒污泥内部的pH值梯度,并推断微生物种群的空间分布,所得结果与产甲烷活性和16S rDNA测序分析结果相一致,说明微电极技术可作为厌氧颗粒污泥内部微环境分析和微生物种群空间分布研究的有力工具。     

纤维素对污泥厌氧消化产气性能及微生物形态的影响

为考察纤维素对剩余污泥厌氧消化产气性能及微生物形态的影响,在温度为35℃±1℃条件下,采用半连续方式进样,剩余污泥和纤维素根据有机质(VS)的添加量,即VS污泥∶VS纤维素=5∶1,2∶1,1∶1,进行联合厌氧消化。通过对厌氧消化过程中的日产气量,稳定期的甲烷含量、产甲烷活性及微生物形态进行监测与分析。结果表明:纤维素的添加可提高厌氧消化混合物料的营养平衡,有利于厌氧消化的进行;三种不同纤维素添加量与污泥联合厌氧消化的日产气量分别约为对照组(未添加纤维素)日产气量的2.4倍,4.8倍和9.2倍;沼气中CH4所占比例分别约为对照组的1.6倍,2倍和2倍;产甲烷活性分别为45 m L·g~(-1)VSS·d~(-1)(对照组),73 m L·g~(-1)VSS·d~(-1),94m L·g~(-1)VSS·d~(-1)和120 m L·g~(-1)VSS·d~(-1)。稳定期的厌氧消化污泥中的微生物主要由球状菌、杆状菌和丝状菌组成,纤维素的添加可改善对照组中不同菌落混栖且分布不均的局面,促使同一菌落成团生长。其中,在VS污泥∶VS纤维素=1∶1的添加比例下,丝状菌菌落数量庞大,其它两种添加比例中在稳定期的微生物主要以球状菌和杆状菌为主,但球状菌在VS污泥∶VS纤维素=2∶1的添加比例下数量更多。     

绿化废弃物与污水污泥混合比对污水污泥厌氧消化性能的影响

文章以污水处理厂污水污泥和干湿绿化废弃物(Gd,Gw)为研究对象,采用中温(35℃)共厌氧消化的方法,研究了干湿绿化废弃物与污水污泥(S)VS混合比分别为1∶2,1∶3时,与单纯污水污泥厌氧消化相比,在产甲烷量和溶解性有机物转化率上的差异,明确添加绿化废弃物对污水污泥厌氧消化性能的影响。研究结果表明,在相同VS条件下,绿化废弃物与污水污泥混合体系的甲烷产量与有机物转化率均明显高于单纯污水污泥体系;不同混合比对绿化废弃物和污水污泥共厌氧消化的甲烷产量有明显影响,且相同VS混合比的湿绿化废弃物较干绿化废弃物产甲烷量高;湿绿化废弃物与污水污泥VS混合比为1∶2时,混合体系单位VS累积产甲烷量最高,达291.58m L·g-1VS,较污泥单独厌氧消化提高了14.29%,较相同VS混合比干绿化废弃物提高了6.27%;最优产气工况Gw∶S为1∶2时,SCOD和溶解性碳水化合物、溶解性蛋白质和VS的转化率较污泥单独厌氧消化分别提高了2.28%,10.22%,16.89%和14.70%。由于添加绿化废弃物后,混合体系相比单独污水污泥系统,提高了有机物转化效率,是其产甲烷量较高的根本原因。