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%。     

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。     

城市污水处理厂污泥厌氧消化的预处理技术

厌氧消化是主要的污泥稳定化处理技术,能破坏细胞,释放有机质,提高污泥的水解速率,是增强污泥厌氧消化性能的关键.本文综述了当前研究和应用较多的物理法、化学法和生物法等污泥预处理技术,其中主要包括：热处理法、高压喷射法、超声波处理法、冷冻法、辐照法、碱处理法、臭氧氧化法和生物酶技术等,并分析了各种方法的原理、特点、处理效果及应用前景.     

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。     

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%。     

猪粪水热预处理和厌氧消化条件下的典型抗生素降解性能

畜禽养殖过程中排泄的粪污中残存大量抗生素给环境带来潜在风险。为进一步了解水热预处理和厌氧消化对畜禽粪污中典型抗生素降解变化特征,同时明晰抗生素与产甲烷性能的相关性,以猪粪为研究对象,考察了不同温度（70、90、120、150、170℃）水热预处理对3种抗生素（磺胺嘧啶、土霉素和恩诺沙星）的消减作用,研究了3种抗生素在中温厌氧消化过程中的降解规律及其对产甲烷性能的影响。结果表明,磺胺嘧啶和恩诺沙星在70℃水热处理条件下100%去除,而土霉素在90℃水热处理条件下100%去除;3种抗生素的去除率随着厌氧消化时间的延长而逐渐增加,恩诺沙星在厌氧消化5d基本达到100%的去除;土霉素在厌氧消化15d基本达到100%去除,而磺胺嘧啶在厌氧消化30d去除率达52.9%;厌氧消化过程中磺胺嘧啶的去除率随着起始浓度的增加而降低,低浓度组（SDZ-1、SDZ-2和SDZ-3）在前12d均能够完全降解,高浓度组SDZ-4和SDZ-5在厌氧消化36d后的去除率分别为65%和71%。此外,猪粪中磺胺嘧啶为5~150mg/kg范围内,未见对猪粪厌氧消化产甲烷性能产生负面影响作用,厌氧消化累积沼气和甲烷产量与磺胺嘧啶浓度呈负线性相关（R2=0.9546和R2=0.8654）。因此,水热预处理和厌氧消化对猪粪中磺胺嘧啶、土霉素和恩诺沙星具有明显的消减作用,可为后续水热预处理耦合厌氧消化处理含抗生素粪污的研究提供数据支撑。     

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。     

厌氧消化对污泥中重金属及病原微生物的影响研究

为考察厌氧消化对重金属(Ni,Cd,Cu,Pb,Cr,Zn,Hg,As)的浸出毒性和形态分布及病原微生物灭活和去除的影响,对某污水处理厂的剩余污泥进行了21 d中温批式厌氧消化实验。结果表明:污泥中重金属形态改变不明显,Pb和Hg主要以稳定态存在,Ni,Cu,Cr,As主要以不稳定态存在。根据污泥中重金属的总量、形态分布、稳定性和迁移风险等因素考虑,Ni和Cd应作为优先控制的指标。厌氧消化过程中,8种重金属的浸出率最高不超过1%,浸出浓度低于《危险废物鉴别标准―浸出毒性鉴别》鉴别标准值。研究还显示,厌氧消化后细菌菌落总数降低了88.8%~94.7%,大肠菌群和粪大肠菌群降低都超过99%,沙门氏菌未检出,说明厌氧消化对污泥中的病原微生物具有良好的杀灭和去除作用。     

厌氧消化中污泥浓度对毒物毒性大小的影响

本文采用间歇式厌氧消化毒性试验对有机毒物(NN—二乙基苯胺,1000mg/L)在不同污泥浓度下的毒性大小进行了试验研究,结果表明,同一种有机毒物,在相同浓度下,消化液污泥浓度越高,毒物对厌氧消化系统显示出的毒性越小。     

能源草厌氧发酵产气性能与动力学分析

选取象草和杂交狼尾草等5种能源草为发酵原料,采用中温批式厌氧消化工艺,研究能源草发酵前后理化特性变化和发酵产气性能,并对累积产气动力学分析。研究结果表明:不同能源草的发酵产气性能与原料特性之间有较大的关系,其产气率与木质素成负线性相关。杂交狼尾草由于刈割时生长时间较长,使得木质素质量分数(24.88%)较高,其产气性能较差,实际产甲烷率仅为理论产甲烷率的26.95%,而华南象草刈割时木质素质量分数(15.82%)较低,其产气性能较好,VS累积产气率为379.58 m L/g,VS产甲烷率为228.55 m L/g,生物燃气中甲烷体积分数为60.21%。对累积产气曲线拟合,发现采用修正Gompertz方程能较好模拟能源草发酵累积产气率的变化过程。该研究可对能源草的能源化开发利用提供参考。     

不同预处理方式对污泥厌氧发酵的影响

污水生物处理的应用产生了大量污泥,污泥的处理与处置已成为污水处理厂面临的一个重大挑战。填埋、焚烧等传统污泥处理方法,不仅污染环境而且消耗大量能源,而厌氧发酵处理作为一种可持续的污泥处理方法具有保护环境、节约能源等优点。传统的污泥厌氧发酵处理存在反应效率低、污泥降解性差、停留时间长等不足,污泥预处理在改善其厌氧发酵性能方面越来越受到关注。根据污泥的理化特性、厌氧发酵特点,论述了各类预处理方式的不同作用机制,分类比较了不同类型预处理的处理效果及其对污泥厌氧发酵特性的影响,深入分析了影响不同预处理强化污泥厌氧发酵的主要因素。同时,对其强化污泥厌氧发酵存在的不足及其今后的发展方向作了简要的分析和展望。     

化学强化初沉污泥厌氧消化产甲烷潜力研究

该试验以化学强化初沉污泥为研究对象,采用中温/高温(35℃/55℃)厌氧消化方法,研究采用化学一级强化处理工艺(CEPT)产生的化学强化初沉污泥厌氧消化产甲烷效果,并对比化学强化初沉污泥在中温、高温工况的厌氧消化产甲烷性能,明确适合化学强化初沉污泥的处理工艺.研究结果表明,化学强化初沉污泥单位VSS累积产甲烷量和VSS...     

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。     

热化学预处理温度对玉米秸秆干发酵的影响

为研究热化学处理方法对生物质干发酵制备沼气的影响,采用鼓泡流化床热解反应器在150℃、170℃、190℃和210℃下对玉米秸秆进行了热化学预处理,并与未处理的玉米秸秆原料分别进行了35℃中温发酵42d的实验研究。结果表明,一定温度范围的热化学预处理能够改变木质纤维的束状结构,能使半纤维素的质量分数有效降低5.98%～22.25%,木质素的质量分数降低1.75%～20.99%,从而加快启动,提高甲烷产量。其中190℃处理组30d内的累积甲烷产量比未处理组提高了16.30%,启动时间提前了2.10d。结果表明热化学预处理能有效提高玉米秸秆干发酵甲烷产量,加快干发酵的启动速率,提高干发酵效率。     

低强度水热法预处理玉米秸秆提高其厌氧消化产甲烷性能

为了提高玉米秸秆厌氧消化产甲烷性能,试验采用低强度水热法处理玉米秸秆,研究了预处理后玉米秸秆的性质变化以及产气性能。结果表明,低强度水热法能够有效提高玉米秸秆产气性能。在80℃,60%含水率和预处理24 h条件下,玉米秸秆产气量达到299.5 mL·g^-1VS,比对照组233.8 mL·g^-1VS提高了28.1%。在水热过程中添加秸秆干重的2%的NaOH后,50℃,60%含水率和预处理12 h条件下,玉米秸秆产气量达到444.1 mL·g^-1VS,比对照组提高了89.9%。因此,在水热预处理过程中添加NaOH能够有效提高玉米秸秆产气性能。     

堆肥预处理对松木屑厌氧发酵的影响

针对目前针叶类林木松树厌氧发酵前预处理效果差、成本高的问题,在添加食品废弃物的条件下,研究好氧堆肥方法对松木屑(6.35 mm、9.53 mm和12.70 mm)和食品废弃物混合物料的预处理效果,以及对后续干式厌氧发酵过程的影响。研究结果表明,好氧堆肥过程对松木屑的预处理效果明显,但随着松木屑粒径的增大预处理效果降低;经堆肥预处理后物料的厌氧发酵原料的VS产气率均维持在199~215 L/kg范围内,约为未预处理组的1.4倍,而且发酵后物料中的VFA总量均维持在24.5左右,约为未堆肥预处理组的1.5倍,后续产气潜力更大。     

低温冻融-酶解预处理对稻秆厌氧发酵产气特性的影响

为利用我国寒冷地区天然冷资源,在实验室模拟低温环境(Z组:-4℃,S组:-20℃),探索低温冻融及纤维素酶液预处理对水稻秸秆中温厌氧发酵产气特性的影响。结果表明,浸泡温度30℃、浸泡时间4 h、液固比15 m L/g条件下水稻秸秆持水力最佳。冷冻后解冻液中木糖质量(Z3组:6.5 g,S2组:7.2 g)大幅增加,半纤维素转化率(Z3组:24.1%,S2组:26.6%)增幅显著(p0.05)。经纤维素酶解后其水解液中葡萄糖质量(Z3组:13.5 g,S2组:14.5 g)大幅增加,纤维素转化率(Z3组:30.9%,S2组:33.2%)增幅显著(p0.05)。对预处理后的原料进行厌氧发酵,累计产气量最高543 m L,较CK提升73.5%(S4组),平均甲烷体积分数最高提升160.4%(S2组),且随着冷冻时间的延长(Z组48 h以上,S组24 h以上)厌氧发酵周期缩短(共19 d),产气高峰提早到来且峰值较高。过酸化现象得到有效缓解,能够更快地进入到甲烷化阶段。