强化污泥厌氧消化预处理技术的研究进展

污泥的厌氧消化技术能够有效实现污泥的减量化、无害化与资源化,在当今许多国家得到了广泛的应用。为了提高厌氧消化过程的效率,各种化学、物理以及生物技术被用于厌氧消化的预处理。介绍了碱解处理、热处理、超声波处理、微波处理的基本原理、特点及应用前景,并对近几年研究者们所关注的一些联合预处理技术做了介绍。     

果蔬废弃物厌氧消化技术研究进展

随着农业集约化种植的迅速发展,农产品废弃物的产生量急剧增加.果蔬废弃物(废弃脐橙)是一种良好的生物质能源原料,非常适宜采用厌氧技术进行处理.对果蔬废弃物厌氧消化的各种技术进行简单综合和比较,认为采用连续流单相反应系统的混合发酵技术对废弃脐橙有较好的效果,是未来废弃脐橙处理、处置的主要方向.     

厌氧消化中秸秆预处理技术的研究现状

综述了秸秆类生物质在参与厌氧消化过程前的各种预处理技术,主要包括物理、化学、生物等预处理。这些技术对秸秆厌氧消化的产气效果有一定提升作用,但也存在一些局限性,如物理预处理方法耗能高、化学预处理方法可能造成污染。目前厌氧消化中冰冻预处理技术研究还较少,冰冻能够高效破坏木质素并促进纤维素水解,为秸秆高效利用提供了一个新的探索方向。     

畜禽粪便中残留抗生素对厌氧消化影响的研究进展

厌氧消化技术处理畜禽粪便,既可以减少环境污染,又能够实现废物无害化、资源化。但畜禽粪便中残留的抗生素对厌氧菌的活性有很大影响,进而影响厌氧消化效果。目前含抗生素类畜禽粪便的厌氧消化处理的可行性受到广泛关注。概述了抗生素在畜禽养殖业中的应用现状和潜在危害,分析了抗生素对厌氧消化产气效果和微生物种群的影响及抗生素的厌氧降解情况,并对今后的研究重点和研发方向提出建议和展望,以期为含抗生素类畜禽粪便厌氧消化处理提供理论支持。     

低温产甲烷菌厌氧消化研究进展

低温产甲烷菌对于自然界的碳素循环具有非常重要的作用,近年来引起了国内外学者的广泛关注。利用低温产甲烷菌实现低温厌氧消化过程,可从本质上突破低温厌氧工艺的技术瓶颈,进而拓展厌氧生物处理技术的应用范围,并降低处理成本。从低温产甲烷菌的资源与分布、冷适应性机制和分子生物学研究现状几个方面,对低温产甲烷菌的研究进展进行了综述,并对其在低温厌氧消化中的应用进行了分析。     

厌氧消化中的产甲烷菌研究进展

在厌氧消化过程中,通过控制产甲烷菌的活动可显著提高厌氧消化效率。文章介绍了厌氧消化中产甲烷菌的生理生化特征及代谢途径,综述了微量元素、硫酸盐、pH值、氧化还原电位等显著影响因子对产甲烷菌活动和甲烷产量的影响。     

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。     

城市固体有机废弃物厌氧消化处理技术研究进展

在城市生活垃圾清运量逐年增加的情形下,实现其中有机质无害化以及资源化处理,对当今城市化进程的发展和环境资源的保护具有重要的意义.综述了我国城市生活垃圾的清运状况以及厌氧消化技术在处理城市生活垃圾中的研究进展,并着重分析了影响厌氧消化效果的主要因素.同时,简述了厌氧消化后剩余固体产物沼渣的资源化技术.针对我国城市生活垃圾的特点,提出了厌氧消化技术仍将是我国生活垃圾未来资源化处置的重要方向.     

易腐有机废物与剩余污泥混和厌氧消化处理

以高TS(固体含量)易腐有机废物与剩余污泥为原料,研究了二者混合后的厌氧消化规律。固体含量分别为20%、30%、35%和40%,添加污泥为有机质的厌氧消化提供了足够的微生物量。试验结果表明,在TS为20%、30%温度35℃和TS为35%温度55℃时均未出现酸抑制现象。各组试验在pH值下降到3.8后仍可以回升至中性。在pH值下降过程中,消化液相VFA(挥发性脂肪酸)浓度低、波动较小,在pH值上升过程中VFA浓度迅速增大,中温消化时VFA增加幅度大于高温消化。当TS增加到40%时出现了严重酸化,pH值维持在较低水平。消化液相CODCr经过短时间的上升后浓度较高,在10000.0～20000.0mg·L-1之间。中温消化H2S浓度显著高于高温消化,最大浓度为500mL·L-1,NH3最大浓度为200mL·L-1。原料中纤维素含量对降解率影响较大,原料纤维素含量较低时降解率很小。     

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。     

餐厨垃圾联合厌氧消化研究进展

餐厨垃圾中有机物及水含量高,可生化性强,其厌氧消化既可减少环境污染,又可以沼气等形式回收生物质能.但餐厨垃圾C/N值及含油、含盐量高,单独厌氧消化易出现酸化及系统不稳定等问题.然而,餐厨垃圾的联合厌氧消化可根据不同物料的特性,有效提高系统稳定性及产气效率,并促进废物资源化.该研究分析了餐厨垃圾的特征,总结了餐厨垃圾与其他有机垃圾联合厌氧消化的常见类别,分析了相关影响因素,并指出了还需解决的问题及发展方向.     

秸秆厌氧消化产沼气的研究进展

秸秆是生物质能源的重要组成部分。我国农作物秸秆资源储量十分丰富,但大多数都没有得到有效利用,被随意丢弃或直接焚烧的现象较为常见,造成了严重的资源浪费和环境污染现象。因此,对秸秆的资源化利用已迫在眉睫。在秸秆的众多利用方式中,厌氧消化产沼气是现阶段对其资源化利用最有效的途径之一。本文主要围绕秸秆厌氧消化产沼气的可行性、影响因素、利用现状、存在问题和解决方案等方面进行了综述,旨在为规模化秸秆沼气工程的应用和推广提供一定参考。     

产甲烷菌在厌氧消化中的应用研究进展

简述了产甲烷菌研究史,分析了厌氧消化领域研究进展以及产甲烷菌代谢机理和生理生化特征的关系。     

固体碱预处理小麦秸秆对厌氧消化的影响

采用浸渍法制备K2CO3-Al2O3负载型固体碱,研究秸秆经固体碱预处理后木质素脱除率的变化及木质素脱除后对后期产甲烷量的影响。结果表明:当反应温度为170℃、反应时间5 h、固液比为1 g∶20 m L、固固比1 g∶20 m L时,木质素脱除率较高,达50%左右。秸秆碱处理后的日产气量、总产气量均高于未处理过的秸秆,并且发酵过程中固体碱用量较少。     

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。     

活性污泥中温厌氧消化热水解预处理工艺及系统

从污泥热水解的机理出发,总结了热水解对污泥的作用过程及其对污泥特性的影响.在阐述热水解对污泥厌氧消化的强化作用及其强化机理的基础上,详细介绍了由同济大学开发的热水解污泥预处理系统及其作用机理和处理效率.     

不同预处理方法对麦秆厌氧消化产气特性的影响

【目的】探索不同的生物和化学预处理方法对麦秆厌氧发酵产气的影响,为提高麦秆能源转化率提供依据。【方法】采用自行设计的可控恒温发酵装置,以经生物（复合菌剂、糖酵酶、沼液）和化学（NaOH（添加量为60 g/kg）和氨水(20 mL/L)）方法预处理过的麦秆和未处理麦秆（CK）为发酵原料,以常温厌氧发酵池的底物为接种物,在总固体（TS）质量分数为8%的条件下进行批次厌氧发酵（35 ℃）,分析复合菌剂、糖酵酶、沼液、NaOH和氨水对麦秆厌氧发酵产气量、甲烷含量和pH值变化的影响,并对其产气指标（干物质产气率、挥发性干物质（VS）产气率和甲烷平均含量）进行比较。【结果】各预处理方法均可明显提高麦秆的日产气量峰值,并可提早产气高峰的出现时间。各处理总产气量的高低顺序为：NaOH＞复合菌剂＞糖酵酶＞沼液＞氨水＞CK;与CK相比,不同生物和化学预处理方法可提高麦秆产气量5.85%～48.16%,提高甲烷平均含量15.06%～39.47%。经NaOH预处理的麦秆发酵后总产气量为12 620 mL,比CK提高了48.16%;甲烷平均含量为46.8%,比CK高出39.47%。随着发酵时间的延长,所有处理pH均呈先下降后升高直至趋于稳定的变化趋势。经NaOH处理的麦秆发酵后TS、VS产气率显著高于其他处理(P＜0.05)。【结论】用NaOH（添加量为60 g/kg）对麦秆进行预处理后在35 ℃下厌氧发酵,可以有效提高麦秆的产气量。     

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.     

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。