超声与碱联合预处理剩余污泥中温两相厌氧消化(英文)

以长春西郊污水处理厂(A/O工艺)剩余活性污泥为研究对象,考察了超声与生石灰联合预处理对后续剩余污泥两相中温厌氧消化的影响。结果表明:联合预处理的剩余污泥经过厌氧消化后,平均VS去除率约为49.4%,污泥含水率从97.6%降低至93.8%。SEM分析表明两相反应器内污泥絮体被充分破坏。厌氧消化过程中在产酸相和产甲烷相内,NH4-N浓度均有提高,但是没有出现磷的显著释放。     

高温两相厌氧处理高固市政污泥性能

以市政污泥为底物,建立高温两相厌氧消化系统,考察其运行性能,并与单相厌氧消化系统进行对比.运行结果表明两相厌氧消化系统具有更好的处理效果,稳定运行阶段TS、VS去除率和产甲烷比率分别为(41. 6±1. 7)%、(48. 0±4. 4)%和206. 8 m L·g-1VS,均高于单相厌氧消化系统;市政污泥经两相厌氧消化后,其卫生化程度(病原体、重金属及毒性有机物质量浓度)优于单相厌氧消化系统;市政污泥经厌氧消化后脱水性能会下降,但两相厌氧消化系统后的市政污泥具有更好的脱水性能,且最佳PAM投加量为5 g·kg~(-1)TS.     

生物制氢系统产氢菌的富集培养与分离技术

从生物制氢反应器中富集、分离培养发酵产氢细菌并发挥其最大产氢能力，可以提高高浓度有机废水制氢系统的产氢性能。采用活性污泥混合培养发酵反应器和设计培养基研究产氢菌的富集培养和分离。将连续流发酵法生物制氢系统的运行参数调整如下：pH值为4．0～4．2，温度为35～38℃，氧化还原电位（ORP）为-100mV，反应器运行40～50d，使之达到产氢最佳的乙醇型发酵阶段，初步富集以产氢菌为优势群落的活性污泥；以葡萄糖、果糖和麦牙糖为碳源，以蛋白胨和牛肉膏为氮源，设计HPB—LR培养基，严格厌氧条件下，可以有效地富集培养产氢发酵细菌。采用改良Hungater技术、厌氧管斜面法和平板培养瓶厌氧技术等3种厌氧培养技术分离培养产氢菌效果最佳。获得产氢菌94株，这些菌株经过筛选鉴定，获得3株高效产氢菌。这些菌株为发酵法生物制氢工程提供了宝贵的微生物种质资源。     

亚甲基兰的生物污泥吸附及胞外聚合物作用

对比研究了活性污泥和厌氧污泥对染料亚甲基兰的吸附性能,并考察了胞外聚合物(EPS)以及外层溶解性胞外聚合物(SEPS)和内层固着性胞外聚合物(BEPS)在此过程中所起的作用.结果表明,活性污泥中的EPS,SEPS,BEPS以及厌氧污泥中的EPS,BEPS对染料哑甲基兰的吸附更符合Langmuir等温式,厌氧污泥中的SEPS则更符合Freundlich 模型.活性污泥和厌氧污泥中SEPS绝对吸附量均大于BEPS的绝对吸附量,分别为14.1倍和5.8倍.但由于单位质量活性污泥和厌氧污泥中BEPS的质量均远大于SEPS,故活性污泥和厌氧污泥EPS对染料亚甲基兰的吸附主要是BEPS的吸附所贡献.     

亚甲基兰的生物污泥吸附及胞外聚合物作用

对比研究了活性污泥和厌氧污泥对染料亚甲基兰的吸附性能,并考察了胞外聚合物(EPS)以及外层溶解性胞外聚合物(SEPS)和内层固着性胞外聚合物(BEPS)在此过程中所起的作用.结果表明,活性污泥中的EPS,SEPS,BEPS以及厌氧污泥中的EPS,BEPS对染料哑甲基兰的吸附更符合Langmuir等温式,厌氧污泥中的SEPS则更符合Freundlich 模型.活性污泥和厌氧污泥中SEPS绝对吸附量均大于BEPS的绝对吸附量,分别为14.1倍和5.8倍.但由于单位质量活性污泥和厌氧污泥中BEPS的质量均远大于SEPS,故活性污泥和厌氧污泥EPS对染料亚甲基兰的吸附主要是BEPS的吸附所贡献.     

脱水污泥高温两相与单相厌氧消化工艺比较研究

采用课题组自主研发的自动控温间歇搅拌高含固厌氧消化反应器,针对合肥市十五里河污水处理厂的脱水污泥(稀释至含固率10%)进行了超高温(70℃)酸化-高温(55℃)甲烷化和高温(55℃)酸化-高温(55℃)甲烷化两相与高温(55℃)单相厌氧消化系统性能的比较研究。结果表明,在污泥停留时间为两相产酸相4 d、产甲烷相16 d,单相20 d的条件下,超高温-高温和高温-高温两相的VS降解率分别为40.5%和40.2%,高温单相则只有34.9%。在总停留时间相等的条件下,两相消厌氧化系统的VS降解率、甲烷产率均比高温单相厌氧消化系统高,而出泥VFA含量小于高温单相厌氧消化系统。总体来说,两相厌氧消化系统运行更为稳定,效果更好,并且有较高的H2可供利用为清洁能源,但较高的H2S含量则须控制。     

鸡粪与芦苇秸秆混合厌氧消化特性研究

以鸡粪和芦苇秸秆为发酵原料,在恒温(30±1)℃和发酵料液总固体质量分数为5%的条件下,以实验室内驯化的不产气厌氧活性污泥为接种物,研究不同配比的鸡粪与芦苇秸秆混合厌氧消化的产气特性.研究结果表明,鸡粪与芦苇秸秆不同配比下混合厌氧消化,能够有效提高产气效率,并减少了单一原料厌氧消化日产气量的大幅度波动.     

ABR处理低浓度废水的启动研究

采用两个小试规模的厌氧折流板反应器(AHR,Anaerobic Baffled Reactor)处理低浓度人工合成废水,分别接种厌氧消化池泥和好氧活性污泥,考察了反应器启动的情况,结果表明：好氧活性污泥能启动处理低浓度废水的ABR,但必须经过一段较长时间的培养驯化过程,启动较慢;接种厌氧消化池泥的反应器34d完成启动,化学需氧：N(COD,Chemical Oxygen Demand)去除率稳定在60％以上;与厌氧膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB,Expanded Granular SludgeBed)试验的对比表明,ABR是一种适合处理低浓度废水的高效厌氧反应器．     

处理制药综合有机废水活性污泥的特性及其主要厌氧微生物生理群组成的研究

报道了处理制药综合有机废水的活性污泥特性及组成活性污泥的主要微生物生理群：淀粉分解菌、纤维素分解菌、蛋白质分解菌、发酵性细菌、产氢产乙酸细菌、丙酸分解菌、丁酸分解菌、硫酸盐原还细菌、硝酸盐还原细菌、乙酸裂解产甲烷细菌和产甲烷细菌。     

厌氧消化与两级串联SNAD-IFAS组合工艺处理垃圾渗滤液研究

利用厌氧反应器(UASB)与固定生物膜-活性污泥(IFAS)反应器探究厌氧消化、同时亚硝化-厌氧氨氧化-反硝化(SNAD)工艺对垃圾渗滤液的处理效果.控制UASB的温度为32℃,pH 为8.0~8.3,在水力停留时间(HRT)为24h时COD去除率为44.9%,出水碳氮比在1.3∶1左右,完全可以满足后续SNAD工艺需求.两级串联SNAD-IFAS反应器共运行96d,UASB 出水稀释后作为SNAD 工艺的进水.独立调控两池的温度、DO 浓度、pH,SNAD1池分别为32 ℃、0.1~0.2mg·L-1、7.8~8.0,SNAD2池分别为32 ℃、0.08~0.14mg·L-1、7.5~7.8.在进水TN和COD浓度分别为602.3mg·L-1和878.1mg·L-1时,SNAD工艺对TN和COD的去除率分别达到83.3%和39.4%.高通量测序结果表明反应器内具有典型的SNAD工艺微生物群落结构,亚硝化菌(AOB)主要存在于活性污泥中,厌氧氨氧化细菌(AnAOB)和反硝化菌(DNB)主要富集在生物膜上.SNAD1池与SNAD2池的生物膜均以AnAOB作为优势菌种,其丰度分别达到26.21%和30.82%.     

污泥厌氧消化工艺设计探讨

污泥处理是城市污水处理的一个重要环节,而厌氧消化是污泥稳定的重要处理方法,但有关研究设计和实践的经验不多。针对污泥厌氧消化的工艺设计,探讨了消化方式、池容、池形、搅拌、加热与气体收集系统设计等几个典型问题。     

国内外活性污泥模型研究进展

 活性污泥模型(ASM)是表述废水中各种污染物质与废水处理系统中微生物之间的复杂生物化学反应过程的数学模型。本文主要介绍了国内外活性污泥数学模型的研究现状及进展,包括活性污泥1号模型(ASM1)、BSM1模型、ASM-SST模型、ASM-ASS模型、活性污泥2号模型(ASM2)、活性污泥2d模型(ASM2d)、活性污泥3号模型(ASM3)、FCASM3模型等。对这些模型做了评价和比较,并对今后的研究方向提出了建议：需要在活性污泥法机理、模型参数的确定和相关软件方面开发上多做研究,在水处理工艺设计以及水质监测方面多进行应用。     

好氧活性污泥在升流式厌氧污泥床反应器中的厌氧颗粒化过程及机制

 采用升流式厌氧污泥床(UASB)反应器,以城市污水处理厂二沉池活性污泥为种泥,研究好氧絮状污泥的厌氧颗粒化过程及其机制.UASB在污泥负荷(SLR)0.25kg(COD)/(kg(VSS)·d)和水力负荷(HLR)0.1m³/(m²·h)的条件下启动后,通过分阶段缩短水力停留时间(HRT)的方式逐步将SLR和HLR提高到0.52kg(COD)/(kg(VSS)·d)和0.3m³/m²·h,经过150d的连续运行,成功培育出了厌氧颗粒污泥,系统对COD的去除率达到了95%以上.厌氧颗粒污泥的形成过程先后经历了污泥驯化期、微生物聚集体形成期、初生颗粒污泥形成期、次生颗粒污泥形成期、成熟颗粒污泥形成期5个时期.好氧絮状污泥的厌氧颗粒化机制整体上符合二次核学说,其中初生颗粒污泥的形成符合黏液学说,而次生颗粒污泥的形成机制与目前已报道的厌氧颗粒污泥形成机制不同,其内核是由初生颗粒污泥破碎后的碎片组成,产甲烷丝状菌和其他细菌通过插入碎片中或者附着于碎片表面的方式形成聚集体,并逐渐发展成为次生颗粒污泥.     

接种量对泔脚发酵产氢余物甲烷化的强化研究

 以城市生活垃圾厌氧消化污泥为接种物,考察了15％、30％、45％、60％的接种量对泔脚发酵产氢余物中温（36℃）批式厌氧消化的影响。结果表明：泔脚发酵产氢余物的产沼能力随着接种量的增大而增强。结合Gompertz模型拟合结果及理论分析,60%的接种量为泔脚发酵产氢余物沼气化的最佳接种量,其沼气化的延迟时间λ、产甲烷率、生物气中甲烷的最高体积含量分别为：4.37d,388.72mL/g,80.4％。消化结束后,除产沼过程失败的15％接种量以外,厌氧消化余物的pH值在 6.70～7.00之间,这为沼气中甲烷的高体积含量（高于常规厌氧消化的最高甲烷体积含量75%）提供了证据。     

污泥超声预处理促进厌氧消化反应试验

利用低频超声技术，对污水厂剩余污泥进行破解处理，研究破解反应对提高厌氧消化反应速率和效率的影响，试验结果表明，与未预处理污泥相比，超声破解能够明显提高污泥厌氧消化的生物气产量和有机物去除率，缩短厌氧消化时间．在5—15min的超声破解时间范围内，破解时间越长，厌氧消化效率提高越大，污泥经超声波预处理后，在生物气产量和有机物去除率维持稳定的条件下，厌氧消化时间可由一般20d缩短到8d．并且发现，经破解的污泥，当厌氧消化时间缩短时，单位污泥的产气率反而呈增加趋势．     

基于人工神经网络的联合厌氧消化产气预测模型

有机固体废物厌氧消化为非均相体系,预警调控对系统的稳定运行非常重要。为了准确预测负荷跨越式提升的联合厌氧消化体系的日产气量,利用灰色关联分析方法量化了厌氧消化体系中常见因素间的关联度,评估了厌氧消化体系的复杂程度,构建了反向传播（back propagation,BP）神经网络对日产气量进行预测。结果表明,各指标间的灰色关联度均大于0.7,表明厌氧消化体系中各参数之间关系的高度的关联性和复杂性。利用试验获取的148组数据作为BP神经网络的训练集和测试集,构建的BP神经网络精度较高,对148组样本数据的平均预测准确率达到99.17%,对日产气量具有较好的预测能力。     

微量元素强化污泥和油脂厌氧共消化生物产气的研究

在序批式厌氧反应器中比较了污泥单独发酵,污泥+油脂,污泥+油脂+微量元素发酵生物气的产量及甲烷的含量并探究了微量元素对污泥和油脂共消化产甲烷的影响。实验结果表明微量元素的投加能够显著提高生物气的产量,并且产量为243 mL/g挥发性悬浮固体(VSS),是空白组的1.3倍。然而对甲烷的体积分数作用不明显。微量元素的存在能够提高水解和酸化过程,为产甲烷菌提供更多的消化基质。进一步研究发现,微量元素能够减少污泥和油脂共消化过程中长链脂肪酸的积累,减缓了长链脂肪酸对产甲烷菌的抑制影响。     

上流式厌氧污泥床处理造纸工业废水的研究

用上流式厌氧污泥床(UASB)处理二次纤维造纸废水,废水COD浓度达到1100mg/L,UASB水力停留时间4.43h,容积负荷COD约6.0kg/(m3·d)。观察了UASB系统启动和运行情况,通过对水温、出水挥发性有机酸(VFA)浓度、出水碱度等指标的监测,及时调整UASB反应器的运行负荷,补充N、P及微量元素,使系统保持了较高的处理效率,UASB稳定运行时可去除90%以上的COD,50%以上的总硬度,以及80%以上的硫酸根离子。经分析温度与UASB产气速率关系密切,并确定了甲烷化速率与温度的关系式。     

两相厌氧法处理含硫草浆造纸黑液的工业应用

根据两相生物厌氧法处理含硫草浆造纸黑液的工业化实践,分析硫酸盐还原菌在生物厌氧消化过程中的地位,及其与产酸菌、产甲烷菌的相互作用。为两相生物厌氧法处理含硫草浆造纸黑液的稳定运行提供理论依据。