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%。     

中性纤维素酶促进牛粪厌氧消化性能的研究

试验考察直接添加中性纤维素酶对牛粪沼气发酵性能的影响.向厌氧消化体系添加50,100,150,200 FPU·g-1的中性纤维素酶,通过产气数据、发酵终点沼液性质来估计评估中性纤维素酶对牛粪沼气发酵性能的影响.中性纤维素酶可以促进牛粪的厌氧消化性能.当酶添加量为50 FPU·g-1时,对牛粪产气没有影响;当酶添加量继续...     

纤维素生物质厌氧消化的生物预处理研究进展

纤维素生物质由于组成和结构的复杂性,纤维素燃料工艺中需通过预处理技术去除木质素,破坏交织结构。相对于物理法和化学法,生物法具有节能、成本少、污染少的优点,近年来受到了国内外研究的关注。目前纤维素生物质厌氧消化单独的生物预处理比较研究未见报道,文章综述了提取酶、单一微生物、菌群对厌氧消化产甲烷的影响,得出:提取酶预处理成本高,沼气或甲烷提高率是4%~110%;单一微生物预处理效果真菌优于细菌,沼气或甲烷提高率为10%~300%;细菌预处理研究主要集中于人工菌群,人工菌群预处理后沼气或甲烷提高率达10%~200%。该研究为纤维素生物质厌氧消化的高效性和环境友好性研究和应用提供参考。     

预处理对果蔬垃圾干法厌氧消化的影响

本试验研究了高温、碱化等预处理方法对果蔬垃圾干法厌氧消化的影响。结果表明:碱化和高压灭菌联合、碱、木质素过氧化物酶和果胶酸裂解酶的预处理效果明显,其中碱化和高压灭菌联合效果最好,与对照相比,COD和VS降解率分别提高58%和23%,沼气产率增加47%;VFA从2865 mg·L-1增加到17600 mg·L-1,提高到6倍,厌氧消化后VFA降解了15000 mg·L-1,对照组仅为2300 mg·L-1,提高了6倍。因此,采用厌氧消化方法处理果蔬垃圾在技术上是可行的。     

牛粪高浓度厌氧消化的试验研究

高浓度物料厌氧消化容易产生酸抑制现象.试验在中温条件下,以牛粪为消化原料,通过研究厌氧消化的启动阶段及消化过程中累计产气量、原料降解率等指标的测定,分析消化浓度对物能转化量的影响.结果表明,选取活性良好的接种物,降低启动时的TS浓度(2％～5％),并增加投料次数和延长投料时间间隔,可以有效地解决酸化问题.在消化浓度为8％,且分三次进料的条件下,累计产气量和投入TS产气量最高,分别为38525 mL和0.20 m3·kg TS-1.探讨了在实际沼气工程中,当消化浓度为8％时,可将水力滞留期(HRT)控制在30 ～35 d;当消化浓度为10％时,可将HRT控制在35 ～40 d.     

餐厨垃圾与牛粪联合厌氧消化效率研究

试验对餐厨垃圾(FW)与牛粪(CM)联合厌氧消化效率进行了研究。在初始总固体(TS)负荷为6.7%和中温(35℃)条件下,考察不同的餐厨垃圾与牛粪TS配比(0∶1,1∶1,2∶1,3∶1,4∶1,1∶0)对联合厌氧消化过程的影响。结果表明:FW与CM联合厌氧消化单位VS沼气产量与甲烷含量均明显提高。FW∶CM为2时(T3),沼气产量和甲烷含量均最高,分别为574.15 mL·g-1VS和69.78%。整个厌氧消化过程T1~T5的pH值稳定在6.0~8.0之间,未出现挥发性有机酸(VFAs)抑制现象,VFAs浓度随着FW的比例增加而升高,FW单独发酵时,VFAs大量累积,第7 d时达到35600 mg·L-1。产甲烷菌群利用丙酸转化为甲烷的效率较低,VFAs中丙酸浓度下降的幅度明显低于乙酸、丁酸。厌氧消化过程中T1~T5也未出现氨抑制现象,氨氮浓度整体呈现先迅速升高,后缓慢下降,再缓慢升高的变化规律。在常温沼气工程应用中,初始总固体(TS)为6.7%时,建议FW与CM的TS比为2∶1。     

稻草与牛粪混合连续厌氧消化制备生物燃气研究

以挥发性固体比1:1的稻草与牛粪为混合原料,采用40 L有机玻璃反应器进行连续厌氧消化,考察不同有机负荷率(OLR)3～12 kg/(m3·d)及温度对厌氧消化性能及稳定性的影响.结果表明,高温消化在整个OLR范围内,池容产气率逐渐增加,最高达到5.26 m3/(m3 ·d),平均挥发性固体产气率在OLR为3.6 kg/(m3 ·d)时达到最大值489.6L/kg;中温消化在OLR为12 kg/(m3·d)时出现严重的VFAs抑制,在无挥发性脂肪酸抑制的OLR范围(3～8 kg/(m3·d))内,池容产气率逐渐增加,最高达到2.57 m3/(m3·d),平均挥发性固体产气率在OLR为3.6 kg/(m3·d)时达到最大值440.0L/kg;当OLR升高到8 kg/(m3 ·d)时,中温和高温发酵系统均出现了严重的污泥膨胀.     

餐厨垃圾与牛粪联合厌氧消化效率研究北大核心

试验对餐厨垃圾（FW）与牛粪（CM）联合厌氧消化效率进行了研究.在初始总固体（TS）负荷为6.7％和中温（35℃）条件下,考察不同的餐厨垃圾与牛粪TS配比（0：1,1：1,2：1,3：1,4：1,1：0）对联合厌氧消化过程的影响.结果表明：FW与CM联合厌氧消化单位VS沼气产量与甲烷含量均明显提高.FW：CM为2时（T3）,沼气产量和甲烷含量均最高,分别为574.15 mL·g-1VS和69.78％.整个厌氧消化过程T1 ～ T5的pH值稳定在6.0 ～8.0之间,未出现挥发性有机酸（VFAs）抑制现象,VFM浓度随着FW的比例增加而升高,FW单独发酵时,VFAs大量累积,第7d时达到35600 mg·L-1.产甲烷菌群利用丙酸转化为甲烷的效率较低,VFAs中丙酸浓度下降的幅度明显低于乙酸、丁酸.厌氧消化过程中T1～T5也未出现氨抑制现象,氨氮浓度整体呈现先迅速升高,后缓慢下降,再缓慢升高的变化规律.在常温沼气工程应用中,初始总固体（TS）为6.7％时,建议FW与CM的TS比为2：1.     

高温水解预处理对餐厨垃圾厌氧消化的影响

预处理可以改变餐厨垃圾的性状,提高厌氧消化性能,文章采用高温水解处理,考察了其对物料变化和厌氧消化性能的影响。研究表明经高温水解预处理后,餐厨垃圾VFAs,SCOD均得到提高;140℃,30 min为最佳高温水解预处理条件。此条件预处理后,餐厨垃圾中蛋白质、淀粉、脂肪的质量百分含量分别提高20%,17%,39%。高温水解处理后的厌氧消化过程中,随着有机负荷的增加,系统内pH下降,消化液VFA总量升高,产气量增加,最高有机负荷为5.0 gVS·L-1d-1。     

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。     

水热预处理对不同污泥性质及厌氧消化性能的影响

以不同来源污水处理过程产生的污泥为研究对象,考察了水热预处理对污泥粘度、氨氮质量浓度、pH值、TS(总固体)组分含量及厌氧消化性能的影响,并评估了不同污泥的水热改性效果及其中试条件下厌氧消化增益情况。研究结果表明,同等水热温度处理下,污泥粘度、氨氮质量浓度、pH值受污泥来源的影响较大。水热预处理对不同污泥都具有良好的改性效果,水热温度达到170℃后,污泥性质基本不变。各种污泥挥发性固体(VS)产气率随有机负荷的提高无显著性变化,但运行情况存在差异。不同污泥在水热预处理后厌氧消化产气性能均明显提升,VS产气率增加比例差异较大,北京、上海、山东三地污泥VS产气率增加25. 2%～69. 8%,由于广西污泥为纯剩余污泥,水热处理后VS产气率增加高达101. 6%～133. 8%。VS产气率的增加量相差不大,且随自身产气性能改变的波动较小,增加量为83～218 m~3/t(平均143 m~3/t)。水热预处理后污泥流动性能提高,可实现厌氧消化的高浓度、高负荷进料,反应器减容率可达38%～71%。     

两种物理预处理对污泥厌氧消化性能的影响北大核心

通过对预处理污泥的微观形态,破解度(DDCOD),挥发性脂肪酸(VFAs)含量,产气性能等方面进行分析,比较了高压均质和超声波两种预处理方法对剩余污泥厌氧消化性能的影响。研究结果表明:高压均质和超声波预处理都显著地破坏了污泥的絮体结构,但前者破坏作用更加强烈。经过高压均质预处理,污泥VFAs提高206.5%,DDCOD达5.4%,厌氧消化12 h后VFAs较对照组提高589.4%,20 d底物产气量和产气率分别提高57.2%和51.4%;经过超声波预处理,污泥VFAs提高22.9%,DDCOD达2.0%,厌氧消化12 h后VFAs较对照组提高507.0%,20 d底物产气量和产气率分别提高18.5%和17.3%。试验结果证明采用高压均质预处理对污泥厌氧消化性能提高更显著。     

载体好氧预处理对厌氧消化反应器运行性能的影响

将用于厌氧消化反应器的载体经好氧挂膜预处理，采用有机负荷递增法启动厌氧附着膜膨胀床（AAFEB）反应器，好氧预处理后的反应器比对照提前15天完成启动，并且具有较好的耐冲击负荷能力和耐水力负荷能力。这与污泥结构良好，持留能力强，污泥流失量小呈正相关。在反应器的稳态运行和再启动运行期间，反应器的主要运行参数与对照反应器无明显差异。     

中温厌氧消化对猪、奶牛粪中腐殖质含量及结构的影响

为阐明畜禽粪便厌氧消化后腐殖质的特性,文章以猪粪和奶牛粪为研究对象,探讨了进料总固体(TS)为4%和8%条件下中温35℃±1℃厌氧消化后物料中腐殖质含量和结构的变化特征。结果表明,中温厌氧消化后猪粪和奶牛粪的总腐殖质(HS)和富里酸(FA)含量均显著(p<0.01)降低;胡敏酸(HA)含量在发酵猪粪中显著(p<0.01)降低,而在发酵奶牛粪中无显著性变化。基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)结果发现,猪粪消化残留物中糖类占比增多,脂肪族、酚类、蛋白质化合物占比减少,而奶牛粪发酵后多糖类物质占比减少,脂肪族、脂质、酚类化合物占比增加。芳香族化合物仅在高浓度猪粪中温厌氧消化后有少量被分解。该研究为畜禽粪便消化残留物后续的合理利用及环境风险评估提供参考。     

奶酪乳清、牛粪和菌糠厌氧共消化产甲烷性能

文章以奶酪乳清、牛粪和菌糠为底物,对3种原料进行不同混合配比,研究不同混合比例下厌氧共消化产甲烷性能。试验结果表明:奶酪乳清与牛粪混合比为85∶15时得到最大甲烷产率为313±11 mL·g^(-1 )VS,奶酪乳清的添加会促进牛粪的产甲烷性能,而牛粪的少量添加亦能提高奶酪乳清的产甲烷性能;奶酪乳清与菌糠混合比为15∶85时得到最大甲烷产率为722±16 mL·g^-1VS,菌糠的添加能够提高奶酪乳清的产甲烷性能,而奶酪乳清的添加对菌糠厌氧消化有一定的抑制作用;牛粪的少量添加能够促进菌糠的厌氧消化性能,并在混合比15∶85时实现最大甲烷产率为773±16 mL·g^-1VS;当3种原料混合共消化时,在奶酪乳清、牛粪和菌糠混合比为10∶10∶80下,实现最大甲烷产率为763±12 mL·g^-1VS。     

玉米秸秆水热预处理作用机理和厌氧消化特性研究

为了探究玉米秸秆水热预处理作用机理和厌氧消化特性,文章利用不同的水热预处理强度对玉米秸秆进行预处理,然后进行中温厌氧消化。研究结果显示:一定强度的预处理能够增大玉米秸秆的产甲烷性能。logR₀为2.45时,玉米秸秆获得了最高VS产甲烷率,为158.07 mL·g^-1VS,比未预处理组的VS产甲烷率112.82 mL·g^-1VS提高了40.12%。从机理方面分析发现,水热预处理能够增大玉米秸秆的水解程度,使玉米秸秆预处理后的乙酸浓度得到明显提高,是未预处理组乙酸浓度的3.38～22.87倍;改善玉米秸秆的元素组成,破坏其表层结构同时改变其木质纤维素组分含量。     

高含固率污泥预处理方法及其在污泥厌氧消化中的作用

厌氧消化是污泥处理的常用方法,为了进一步提高污泥厌氧消化效率,考察加热法和超声法对污泥预处理效果,结果表明,含固率为10%,8%,6%,4%的污泥,经60℃,70℃,80℃,90℃温度下预处理30 min,随温度升高,预处理后污泥上清液中的溶解性COD(SCOD)浓度也相应升高;针对含固率为10%,8%,6%,4%的污泥,经过70℃预处理30 min,其SCOD分别升高21%,31%,52%,37%。考察70℃加热预处理30 min后,含固率10%的污泥进行连续厌氧消化试验,在进料负荷为2.78 gVS.L-1d-1下,连续运行40 d,产气率可由原来的0.36 Nm3.kg-1VSin提高至0.44 Nm3.kg-1VSin。考察不同声密度和反应时间对不同含固率污泥进行超声预处理的影响,发现在声密度为0.6 W.mL-1,时间为5 min的条件下,对含固率为10%,8%,6%,4%的污泥进行预处理后,其上清液中的SCOD分别升高4.6%,59.0%,171.9%,123.0%。     

奶牛场挤奶间废水对牛粪厌氧消化过程影响

文章研究了奶牛挤奶间废水经自然稳定处理后对牛粪厌氧消化产气性能的影响。结果表明,挤奶间废水经过自然稳定预处理,作为牛粪厌氧消化原料稀释水,对牛粪厌氧消化产甲烷过程有促进作用,COD去除率从30.19%提高到50.94%,同时,累积产气量从4085 mL提高到5828 mL。而且,添加废水后,发酵系统的日产气量和发酵液的VFA浓度,pH值稳定性都有所提高。因此,挤奶间废水经过自然静置处理可以作为发酵原料稀释水再加以利用。     

厌氧消化过程微生物四种群生态系统数学模型

对于含有硫（硝）酸盐的复杂有机废水，硫（硝）酸盐还原菌对厌氧消化代谢途径有重要影响。本文将硫（硝）酸盐还原菌与产氢产乙酸菌之间视为互惠共济关系，与产甲烷菌之间视为竞争抑制关系，采用Ｖｏｌｔｅｒｒａ模型表达各微生物种群的动态平衡关系。最后，基于全混合式反应器套氧消化过程基质动态平衡方程，获得了用４维二阶非线性微分方程表达的非捕食双链交联微生物四种群关系的生态数学模型。     

温度和生物预处理对稻草秸秆厌氧产气特性的影响

采用两种稻草秸秆进行生物预处理15d,30d,45d和60d后,在中温(35℃)和常温(25℃)条件下进行厌氧消化实验,研究牛物预处理后稻草秸秆主要成分的变化规律及其对产气量的影响.结果显示,经过生物预处理田中预腐稻草秸秆在中温条件下进行厌氧消化的累积产气量比常温条件下提高了10.5%～137.7%,而经生物预处理风干稻草秸秆在中温条件进行厌氧消化的累积产气量比常温条件下提高了22.1%～76.3%.因此,把中温消化和牛物预处理结合起来是提高稻草秸秆厌氧消化效率和产气量的有效方法.