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%。     

污泥驯化对苎麻废弃物厌氧消化产沼气的影响

在中温(35℃)条件下对苎麻废弃物进行厌氧消化试验,比较污泥驯化与否对厌氧消化体系的产气量和甲烷含量的影响。结果表明,未经污泥驯化,苎麻废弃物展现出厌氧消化可行性,经过污泥驯化后,厌氧消化产气速率提升,产气缓滞期得到明显缩减或消除,原料产甲烷潜力达到44 mL·g^-1鲜料,即194 mL·g^-1TS。其中,日产沼气和日产甲烷高峰期从2天延长至6天。此外,采用驯化后的污泥,CH_4百分比在5天内迅速上升至55%,并在后期一直稳定于60%左右,表明污泥驯化使苎麻废弃物厌氧消化过程得到了较大促进。     

污泥与麦秸协同厌氧消化性能研究

文章考察了污泥与麦秸共厌氧消化的性能,以初沉污泥、剩余污泥和脱水污泥为原料,用麦秸作为碳源调节污泥C/N为15~25∶1,并进行混合物料的厌氧消化。结果表明:以麦秸作为碳源,与污泥根据不同C/N进行混合,可以提高污泥的厌氧消化性能。当C/N为25∶1时,不同污泥累积产甲烷量最大。初沉污泥、剩余污泥和脱水污泥分别为19670 m L,18790 m L,16300 m L,比单一污泥的累积产气量分别高出43.4%,49.4%,54.4%;并且单位TS与VS产气量比相应单一污泥的分别提高了76.6%,95.4%,322.2%和48.3%,76.0%,250.4%。协同作用结果显示C/N为25∶1时,混合物料产气增加值最大,协同作用贡献率为51.9%~117%。     

基于污泥厌氧消化的吸收式热泵-高温水源热泵供热系统研究

文章依据青岛某污水厂现有污泥中温厌氧消化沼气热电联产系统,计算得出污泥高温厌氧消化下相关数据,设计采用吸收式热泵-高温水源热泵供热系统供热,并对污泥高温厌氧消化系统进行综合评价。得到结论:污泥高温厌氧消化系统比污泥中温厌氧消化系统产气量多,净发电量大,系统需热量大;采用吸收式热泵-高温水源热泵供热系统为污泥供热,可充分回收发电机组烟气热能和中水热能,提高一次能源使用率;污泥高温厌氧消化系统与污泥中温厌氧消化系统相比,年电费收益较小,环境效益大。     

膜浓缩污泥厌氧消化性能的研究

城市污水通过膜浓缩是一种截留有机物及减少能耗的有效方式。BMP实验研究了在膜池停留时间(SRT)为6 d、4 d、2 d的膜浓缩污泥含水率分别为96%、94%、92%时的厌氧消化性能。结果表明：膜浓缩污泥的总产甲烷量随含水率的降低而升高。单位VS产甲烷量随含水率的降低先升高后降低，含水率为94%时最高，为167.6 mL·g^-1VS～205.3 mL·g^-1VS,比初沉污泥(155.7 mL·g^-1VS)提高了7.6%～31.8%;比剩余污泥(159.1 mL·g^-1VS)提高了5.3%～29.0%;COD降解率(36.6%～48.7%)比初沉污泥(33.2%)、剩余污泥(29.6%)分别提高了10.2%～46.7%、23.6%～64.5%。同一SRT工况下的污泥，蛋白质去除率随着含水率的降低呈现增加的趋势，而多糖类碳水化合物去除率相反，呈现下降的趋势。膜浓缩工艺促进了蛋白质、多糖类碳水化合物等有机物的溶出降解，从而提高厌氧消化产甲烷潜能，为城市污水处理厂实现“能源中和”提供可能。     

厨余垃圾与剩余污泥厌氧共消化效能及潜在应用：以武汉为例

厌氧共消化是市政有机固废减量化资源化的主流工艺之一，然而湖北省武汉市仍缺乏具有本地代表性的厨余垃圾与剩余污泥厌氧共消化效能及潜在影响的相关研究。通过生化产甲烷潜力批式实验、动力学分析和共消化性能评估考察了武汉本地典型厨余垃圾和剩余污泥的比例对厌氧共消化效能和潜在应用的影响。研究结果表明：厨余垃圾与剩余污泥共消化的产甲烷速率比厨余垃圾单独消化提高了40%～96%;厨余垃圾与剩余污泥的最佳比例为2∶1(基于VS),此时实际产甲烷潜力为408 mLCH₄·g^-1VS_added,比理论叠加值提高了11.2%;厌氧消化的渗透率达到60%时，武汉本地的厨余垃圾和剩余污泥通过厌氧消化回收的能量高达6100万m³CH₄·a^-1或2亿kWh·a^-1,可以供应约7.6%的居民生活天然气需求量或1.7%的电力需求量，可为武汉本地乃至全国的厨余垃圾和剩余污泥共消化提供参考和指导意义。     

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。     

纤维素降解菌在高温厌氧消化过程中的作用

前期研究表明梭菌属的新株JC3（Clostridiumsp.Strain JC3）是嗜热产甲烷污泥中的主要纤维素降解菌。本项目采用分子生物学技术定量研究了菌株JC3在高温厌氧消化过程中的作用。在含三个小室（室1,室2,室3）的厌氧折流板反应器（9.5 L）中进行纤维素降解实验,试验温度设为55℃。当负荷为2.5 kg COD.m-3d-1,HRT为2天时,80%以上的COD进料都转化为甲烷。采用专门针对菌株JC3的特异性荧光针来研究折流式反应器中污泥样品。结果表明JC3细胞对DAPI染色细胞的比例从低于0.5%（最低检测极限）增加到9.4%（室1）,13.1%（室2）和21.6%（室3）。这表明由荧光原位杂交技术确定的菌株JC3细胞数与滞留污泥的纤维素降解产甲烷活性密切相关。设计了一个针对菌株JC3纤维素酶基因（纤维二糖水解酶A cbh A）的特异探针,并应用到处理固体废弃物如咖啡渣、废纸、垃圾和纤维素等消化污泥中,采用定量PCR技术发现菌株JC3细胞数与高温消化器中污泥的纤维素降解能力密切相关。因此,在高温厌氧消化过程中,菌株JC3对厌氧水解纤维素是非常重要的。     

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。     

玉米秸秆中高温厌氧消化产甲烷性能影响研究

玉米秸秆厌氧消化技术是生产可再生能源以解决部分地区能源短缺的重要途径之一。文章采用CSTR反应器进行玉米秸秆中高温(35℃,45℃和55℃)厌氧消化实验,观察3个有机负荷(80,90和100 g TS·L~(-1))阶段下中高温厌氧消化产甲烷性能变化。实验结果表明:55℃厌氧消化温度条件下产甲烷性能最好,其单位TS产甲烷量在3个有机负荷条件下分别为260.60,261.71和252.31 mL·g TS~(-1),比45℃厌氧消化温度条件分别提高了9.03%,48.22%和44.68%,比35℃厌氧消化温度条件分别提高了31.57%,63.79%和64.08%。且随着有机负荷的提高,玉米秸秆高温厌氧消化产甲烷提高量呈明显上升趋势,说明高温厌氧消化系统可以容纳更高有机质负荷进行沼气生产。玉米秸秆经高温厌氧消化后的物质转换率也得到了显著的提高,且高温厌氧消化系统稳定性较中温厌氧消化系统更稳定。因此,对于工程应用来说,高温厌氧消化可作为提高玉米秸秆产甲烷量和生物降解性的一种重要方式。     

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...     

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...     

不同含固率和接种比对尾菜厌氧消化的影响

文章通过尾菜中温批式厌氧消化实验,研究不同含固率(4%,8%)和接种比(RI/S=0.8,1.0,1.2)对尾菜厌氧消化产气特性的影响。结果表明,累计甲烷产量随含固率的提高而增加,随接种比的提高而降低,在含固率为8%,接种比为0.8时,累计甲烷产量最大,达到253.81 mL·g^-1VS。含固率一定时,接种比越高,越有利于缩短厌氧消化周期,但会降低累计甲烷产量;接种比一定时,含固率越高,产甲烷延滞期越长,累计甲烷产量越高。厌氧消化第9天各处理组均开始出现不同程度的丙酸积累现象,含固率为8%,接种比为0.8时,丙酸浓度最高可达1981.522 mg·L^-1。含固率越低,接种比越高,越有利于丙酸降解。厌氧消化第33天时,各处理组丙酸全部被转化利用。     

纤维素酶应用于酒精糟废水厌氧消化中的研究

本文研究了纤维素酶在沼气发酵中对沼气产气率的影响。试验结果表明：纤维素酶与原料液预处理的适宜时间为１６小时。固体纤维素酶最适添加量为３ｇ／１ｋｇ（ＴＳ），甲烷产率提高了５２．１％，纤维素降解率提高了１０．８１％：添加液体纤维素酶最适量为３０Ｕ／１ｋｇ（ＴＳ），甲烷产率提高了８８．８０％，纤维素降解率提高了５６．２２％。     

Laboratory scale studies on the mesophilic anaerobic digestion of cheese whey in different digester configurations

A two-phase system consisting of two reactors in series was used to study the mesophilic anaerobic digestion of cheese whey. A completely-mixed reactor and an anaerobic rotating biological contact reactor were used in series. The results indicated that ethanol and volatile fatty acids were the major products in the first reactor. Acidogenic pretreatment prior to the methanogenic phase resulted in an increase in methane production in the second reactor over that in one-stage digestion. Higher treatment efficiency in terms of reduction of chemical oxygen demand was also obtained for the two-phase digestion than that of the one-stage digestion. When comparing the system's performance in terms of methane production rate, the two-phase digestion had no advantage over the one-stage digestion.     

碱性树脂对厌氧发酵的影响

为研究碱性树脂的添加对秸秆厌氧发酵活性污泥的影响,比较研究了中温37℃条件下,接种污泥利用糖为底物进行驯化时的产气率、产甲烷率、pH值等指标的变化情况。研究结果表明,经碱性树脂驯化的活性污泥总固形物(TS)和可挥发性固形物(VS)含量与未经碱性树脂驯化的活性污泥相比降低了12.66%和19.25%。利用秸秆发酵产气阶段,对照组在第10d达到产气高峰,最高总产气量1100ml,产甲烷率为71%;而加入碱性树脂的实验组在发酵的第3~6d就形成一个产气高峰,并且最高总产气量为1550ml气体,产甲烷率可达到83%。     

生产性UASB反应器快速启动过程研究

本文以生产性ＵＳＡＢ（１５００m^3)反应高温厌氧消化处理酒糟废液的启动过程为研究对象,重点考察了接种污泥、启动升温方式、进水方式、进水ＰＨ值、ＣＯＤ有机负荷等因素对反应器启动过程的影响,研究结果表明,采用中温厌氧污泥作为接种污泥,在适宜的控制条件下,可使反应器在３５d内成功地启动。     

接种物特性对牛粪高温厌氧发酵的影响

为了提高牛粪高温厌氧反应体系CODCr和BOD5去除率及产气速率,对混合污泥(V二沉污泥:V消化污泥=1:1)和单种污泥培养的接种物分别与14.7%的牛粪料液混合,进行了厌氧发酵特性的研究.探索了高温条件下接种物对牛粪厌氧发酵的影响.结果表明,在物料浓度一定的条件下,混合污泥培养的接种物厌氧体系的产气量高于单种污泥培养接种物的厌氧体系.该体系的CODCr和BOD5的去除率分别为70.6% 和61.9%,产气量达 330.4mL/gCODCr,而且厌氧发酵启动速度快,pH值变化范围小,产气过程平稳.     

稻秆NaOH预处理及厌氧发酵产沼气的试验研究

为了改善稻草沼气发酵的效果,采用6%的NaOH对稻草进行了化学预处理,比较了经过NaOH预处理和不经NaOH预处理的稻草在沼气发酵过程中厌氧消化效率、产气量和COD去除率情况。结果表明,与不经NaOH预处理相比,6%NaOH预处理后的稻草高温厌氧发酵最大日产气量提高61.34%,总产气量提高55.23%,COD去除率提高48.72%。这说明,采用6%NaOH化学预处理可以提高稻草的厌氧消化效率和产气量。     

马铃薯茎叶与玉米秸秆混合厌氧消化工艺参数优化

为了探索马铃薯茎叶与玉米秸秆混合厌氧消化产气特性和优化工艺参数,采用二次正交旋转组合设计,研究了物料质量分数、碳氮比和接种物质量分数3个因素对马铃薯茎叶与玉米秸秆混合厌氧消化产气特性及其规律,以总固体产气率为响应值得出二次回归模型和优化工艺参数,并采用Design-Expert软件对回归模型进行了优化和降维分析。通过上述试验研究,得到最佳工艺条件为:物料质量分数为9.87%、碳氮比为18.73、接种物质量分数为20.82%,预测总固体产气率为54.55 m L/g。3个因素影响主次顺序依次为接种物质量分数、物料质量分数和碳氮比,各因素间交互作用以接种物质量分数与物料质量分数的交互作用最明显。通过验证试验得出,模型预测值与试验值之间相对误差小于5%,方差分析不显著,模型拟合较好。