剩余污泥超声破解性能研究

采用超声波技术破解人工配水条件下培养的污泥，研究了超声破解含固率为0．5％与1％污泥的性能，并比较了超声破解2种含固率污泥的效果。结果表明，在一定声能密度下，SCOD增加值随时间延长线性增长。即在一定试验时间范围内，污泥破解反应相对于时间符合一级反应动力学规律。但是，在较高声能密度与较低污泥浓度下，SCOD增加值随时间延长不再呈线性增长趋势，而是随超声作用时间的延长，增长速度减缓。在相同比能耗下，破解含固率为1％污泥的SCOD增加值明显大于含固率为0．5％污泥值。若后续污泥处理工艺采用厌氧消化技术，则推荐破解含固率为1％的污泥。超声破解污泥后，污泥温度会升高，相同声能密度下，破解两种不同含固率污泥的温度升高值相近。     

超声破解对剩余污泥减量的影响

[目的]探索超声破解处理剩余污泥的效果。[方法]采用间歇反应器和单因子逐一变化法,对影响超声破解处理剩余污泥效果的主要因素进行了研究和优化。[结果]低频率超声能促进剩余污泥的水解反应,改善超声破解污泥的效果,污泥的SCOD溶出率、VSS的破解率和温度随着声能密度的增大、作用时间的延长和污泥上清液pH的增大而增大。[结论]超声有利于剩余污泥的破解,减少剩余污泥的产量。     

不同接种污泥预处理对玉米乙醇废水 厌氧发酵产氢的影响

采用热处理、碱处理、酸处理和重复曝气处理4种方法对厌氧活性污泥进行预处理,以此提高处理玉米乙醇废水(COD为20 000 mg·L~(-1))发酵产氢的效率。结果表明,重复曝气处理、酸处理为乙醇乙酸型发酵,热处理、碱处理、未处理为丁酸型发酵。试验数据经过修改Modified Gompertz模型处理,获得的厌氧消化动力学参数(最大累积产气量、最大产气速率和滞留时间),并计算出TS、VS评价指标。Modified Gompertz模型拟合不同预处理接种污泥对玉米乙醇废水厌氧发酵累积产气量随时间变化具有较好相关性,拟合结果中与未经处理的接种污泥相比,重复曝气处理、酸处理产氢效果较好,热处理、碱处理产氢效果较差。其中,重复曝气预处理种泥产氢效果最好,发酵累积产氢量222 m L,与未处理组相比提高了25.68%,最大产氢速率6.51 m L·h~(-1),总固体产氢率、挥发性固体产氢率分别为36.19、64.24 m L·g~(-1),优于其他处理组与对照组。因此,重复曝气可能成为生物制氢较理想的预处理方法。     

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。     

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.     

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。     

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.     

超声-冻融联合技术对污泥理化性质的影响

为提高污泥的破解效率,采用超声-冻融联合技术破解南昌市某污水处理厂二沉层污泥,选择声能密度、超声时间、冷冻时间、冷冻温度等4个因素为试验参数,设计3因素4水平和1因素2水平（34×12）的混合正交试验,分析在不同处理条件下污泥的理化性质。结果表明：超声和冻融不仅可促进污泥中可溶性化学需氧量、总氮和总磷的释放,还能有效降低污泥重金属含量,且超声的作用效果优于冻融。在最佳试验条件下污泥向上清液释放的 SCOD、TN 和 TP 分别是原来的5．70、5．34和1．94倍,污泥重金属权重离子冲量ωI 降至原来的88％。     

氨氮浓度对剩余污泥高温固态厌氧消化的影响

为研究氨氮对剩余污泥高温固态厌氧消化的影响,分别监测了不同氨氮浓度条件下剩余污泥的消化过程。结果表明,高温固态厌氧消化能在30 d内完成,单位初始挥发性固体含量(VS)累积产气量可以达到538.80 L/g。高浓度氨氮会对系统的累积产气量造成抑制,但在最高单天产气量和甲烷含量上影响不大。     

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.     

堆肥预处理对生物质厌氧消化特性的影响

[目的]探索通过生物预处理提高富含纤维素、木质素等难降解成分原料厌氧消化的产气率的最佳工艺和生物学特性。[方法]利用好氧堆肥的方式对生物质进行预处理,研究预处理对厌氧消化过程中产气率、甲烷含量、pH值、水解酶活性和COD去除率等特性的影响。[结果]经过3～6d的堆肥预处理,厌氧消化产期率明显提高,气体中甲烷含量达到70%,对提高COD去除率和原料中各种水解酶活性等均有明显促进作用。[结论]生物质堆肥预处理的最佳时间为4～5d。堆肥预处理可通过提高厌氧消化原料的初始温度和各种水解酶的活性,明显提高生物质厌氧消化过程中沼气产气率。     

木醋液预处理对马铃薯茎叶纤维成分和厌氧消化产气特性的影响

分别用木醋液预处理马铃薯茎叶0、2、4、6、8d和用0、50、100、150、200倍的木醋液预处理,研究不同时间和不同稀释倍数对预马铃薯茎叶粗纤维(CF)、酸性洗涤纤维(ADF)、酸性洗涤木质素(ADL)、厌氧消化过程中产气量、平均甲烷体积分数、H2S质量浓度的影响。结果表明,CF和ADF降解率、总固体(TS)产气量、平均甲烷体积分数的最大值和H2S质量浓度最小值分别为53.34%、40.08%、190.48mL·g-1、57.38%和53.17mg·L-1。木醋液处理的时间和稀释倍数对TS产气量影响不显著。预处理2d的总固体产气量、挥发性固体产气量以及甲烷体积分数与预处理0、6、8d的差异显著,木醋液稀释100倍预处理与稀释150倍预处理差异显著。综合考虑,马铃薯茎叶是一种产气潜力较优的发酵原料,木醋液是一种集酸预处理与生物预处理为一体的效果甚佳的预处理料液,用稀释100倍的木醋液对马铃薯茎叶进行预处理2d是较优预处理条件。     

氨化预处理参数对麦秸厌氧消化产气性能的影响

为了降低其他碱法预处理秸秆厌氧发酵另加氮源的限制,用氨水在不同的含水率下对麦秸进行预处理,并对不同进料浓度下麦秸的产气情况进行研究,结果表明:增加预处理的含水率能够显著提高氨化预处理的效果.80％含水率氨化预处理后麦秸在3种负荷下获得了25.7～29.2 L、35.4～38.1 L和40.5～44.9 L的累积产气量,比未处理麦秸分别提高了14％～29％、26％～36％和23％～37％.其中80％含水率、4％氨化预处理后麦秸在65 g·L-1进料浓度时获得最大200 mLCH4·g-1VS的甲烷产量,比未处理麦秸提高了36％;其总固体(,TS)和挥发性固体(VS)的降解率分别比相同进料浓度下未处理麦秸提高了29％和30％,而消化时间节省了24％.氨化预处理能够有效降低麦秸主要组分含量,提高冷、热水及1％NaOH提取物含量,从而有效改善麦秸组分及结构,提高麦秸的厌氧消化产气性能.     

α-淀粉酶预处理对城市生活垃圾厌氧消化的影响研究

[目的]研究α-淀粉酶预处理城市生活垃圾后对厌氧消化产气和产甲烷的影响。[方法]采用单因素试验方法,用不同α-淀粉酶添加量、水解温度、水解时间和底物浓度预处理城市生活垃圾,考察经过预处理后的生活垃圾再进行中温厌氧消化对产气和产甲烷情况的影响。[结果]通过α-淀粉酶预处理后比不经过任何处理的效果更显著,且得到利用α-淀粉酶预处理城市生活垃圾来强化厌氧消化的适宜条件为：酶用量100U/gVS、水解温度50℃、水解时间1h、底物浓度为8%。[结论]试验为进一步优化厌氧消化工艺提供了基础数据。     

沼液预处理对蔬菜秸秆厌氧消化性能的影响

为探究不同沼液预处理时间对蔬菜秸秆厌氧消化产甲烷特性的影响，以黄瓜、番茄、茄子和辣椒4种蔬菜秸秆为原料，用猪粪沼液在（35.0±0.5） ℃分别处理3、5、7和9 d后进行中温批式厌氧消化试验。结果表明，预处理时间对蔬菜秸秆木质纤维素降解效果及其厌氧消化性能均有较大影响。随着预处理时间的延长，各蔬菜秸秆中纤维素和半纤维素的降解率逐渐提高（1.53%～24.47%和2.11%～52.48%），但木质素难以降解。不同蔬菜秸秆的最佳预处理时间不同，番茄秸秆和辣椒秸秆的最佳预处理时间均为5 d，最大累积甲烷产量分别为147.95和99.17 mL·g^-1，较未处理分别提升36.52%和26.33%；黄瓜和茄子秸秆的最佳预处理时间均为7 d，最大累积甲烷产量分别为152.42和129.84 mL·g^-1，较未处理分别提升38.00%和27.42%。同时，沼液预处理能够缩短蔬菜秸秆的厌氧消化周期（T₉₀缩短了3～8 d）。整体上，沼液处理后4种蔬菜秸秆的产甲烷性能从大到小依次为：黄瓜秸秆>番茄秸秆>茄子秸秆>辣椒秸秆。综上所述，猪粪沼液作为预处理剂可以有效提高蔬菜秸秆的厌氧消化性能，且最佳预处理时间为5～7 d。     

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。     

碱预处理提高香蕉茎秆厌氧消化产气性能的研究

为有效利用香蕉茎秆资源,提高其厌氧消化效率,采用碱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下香蕉茎秆厌氧消化产气性能的影响。结果表明:当Na OH浓度为8%时,对香蕉茎秆原料半纤维素、纤维素、木质素降解率达最高,分别为22.5%、9.1%、13.7%;6%Na OH处理组30 d累积产气量最高可达3 775 m L,比对照组提高24.2%,单位干物质产气量达377.5 m L/g TS。碱预处理可有效提高香蕉茎秆产气潜力。     

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。     

粪便、餐厨及芦苇混合厌氧消化过程中餐厨含量的影响研究

采用完全混合湿式厌氧发酵方法,对餐厨、粪便及芦苇3种物料混合厌氧消化过程中餐厨含量的影响进行了研究.结果表明,餐厨加入量对这3种物料混合厌氧发酵影响显著.适当增加餐厨比例,有利于产气率的提高,但随着餐厨比例的增加,混合厌氧消化过程中乙酸、丙酸和丁酸含量增加明显,较容易出现"酸化"现象而影响产气效果.粪便、芦苇与餐厨湿重比为7:2.5:3时,产气效果最佳,最高容积产气率为1118 mL·L-1·d-1,平均甲烷含量为64.6%,COD去除率达到68.56%.随着餐厨比例的增加,NH3-N含量逐渐增加,但未对厌氧消化产生抑制作用.     

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.