KOH预处理玉米秸秆与猪粪混合厌氧消化过程中性能参数变化规律研究

为了探究KOH预处理玉米秸秆与猪粪厌氧消化过程中性能参数的变化规律,采用间隔卸料的方式在中温条件下进行厌氧共发酵,结果表明：预处理玉米秸秆与猪粪混合后可以改善产气性能,提高厌氧消化效率。经KOH预处理后的玉米秸秆与猪粪混合原料的产气高峰比未预处理的玉米秸秆与猪粪混合原料的产气高峰提前了3~6 d,产气速率和累积甲烷产量分别比未预处理组提高了9.6%~65.6%和13.8%;预处理可使原料消化更彻底,有机物去除率达到71.1%;修正后的Gompertz方程能较好地反映厌氧消化产甲烷过程,其中预处理组的产甲烷率速率（基于挥发性固体含量）比未处理组提高了8.8%。因此,采用KOH预处理玉米秸秆可以提高混合厌氧消化的产甲烷性能。     

湿热预处理对餐厨垃圾高温干式厌氧消化的影响

为探索湿热预处理对餐厨垃圾高温干式厌氧消化的影响,在含固率为20％、发酵温度55℃的条件下进行厌氧发酵试验。采用L9（33）正交试验设计,研究湿热预处理的加水率、温度、时间对餐厨垃圾干式厌氧消化产沼气的影响。结果表明：湿热处理后餐厨垃圾的理化性质有明显变化,日产气量、累积产气量以及TS和VS的去除率明显升高。当湿热预处理条件为加水率50％、温度120℃、时间80 min时,SCOD值最高,为101050 mg／L,比未处理时提高了5．6倍。同样,该条件下日产气量出现的两个产气峰值最高,累积产气量也最高,为269．10 ml／gVS,与未处理相比累积产气量提高49．4％。各因素对餐厨垃圾厌氧发酵产气量影响的主次关系为：温度＞时间＞加水率,处理温度和处理时间对产气量有显著性影响,加水率对产气量影响较弱。     

双频超声联合稀碱预处理玉米秸秆厌氧发酵工艺参数优化

为了提高秸秆厌氧消化的产气量以及产气效率,采用双频超声波与稀碱相结合的预处理方法对玉米秸秆进行预处理,研究了玉米秸秆质量、超声作用时间、单/双频以及稀碱(2%Na OH)预处理时间对玉米秸秆厌氧消化性能的影响,得到双频超声联合稀碱预处理玉米秸秆厌氧发酵的最佳工艺参数为:秸秆质量52 g,双频超声作用,作用时间30 min,稀碱预处理1.5 d。实验结果表明:采用双频超声最优预处理条件下的厌氧发酵效果最佳,比经稀碱预处理的玉米秸秆沼气产量提高18.00%,甲烷产量提高35.71%,厌氧消化时间缩短21.21%,比单频超声联合稀碱预处理玉米秸秆沼气产量提高12.80%,甲烷产量提高18.32%,厌氧消化时间缩短10.34%。     

低有机质污泥高温热处理对高温厌氧消化性能的影响

目前我国市政污水处理厂构筑物中的污泥多为低有机质污泥.为提高其产气性能,对低有机质污泥进行高温预处理,在此基础上进行批式高温厌氧发酵实验,探索了高温热处理污泥对高温厌氧消化性能的影响.实验结果表明,污泥含固率是影响产甲烷的主要因素,热处理温度和时间对产甲烷的影响较小.含固率为6%时,最大甲烷含量和累积产甲烷量分别达到67.09%和135.98 mL·(g·VS)~(-1).     

添加铁氧化物和活性炭对玉米秸秆两相厌氧消化性能和微生物学特性影响研究

为了提高玉米秸秆厌氧消化性能,将铁氧化物（Fe₂O₃,Fe₃O₄）和活性炭分别添加到玉米秸秆两相厌氧消化系统中的酸化相和甲烷相进行试验。结果表明,在酸化相和甲烷相中分别添加Fe₃O₄粉末和活性炭粉末（PAC）的试验组效果最佳。Fe₃O₄粉末添加到酸化相后,挥发性脂肪酸（volatile fatty acids,VFAs）与乙醇的总含量比对照组中两者的总含量提高了25.4%。酸化结束后加入活性炭粉末继续进行甲烷化试验,玉米秸秆累积产甲烷量达到7 965 mL,比对照组提高了27.8%。与对照组相比,添加Fe₃O₄粉末和活性炭粉末试验组的t₈₀（累积产甲烷量达到总甲烷产量的80%所用的时间）缩短了8 d,电导率提高了33.3%。从微生物群落角度分析,在Fe₃O₄+PAC试验组中,细菌优势菌属为Clostridium_sensu_stricto_1,古菌优势菌属为Methanobacterium,可以提高H₂利用率并且促进厌氧过程中的直接种间电子传递（direct interspecies electron transfer,DIET）。因此,Fe₃O₄粉末和活性炭粉末的添加可以有效提高玉米秸秆厌氧消化产甲烷潜力。     

上流式厌氧污泥床反应器用于黑水预处理

采用上流式厌氧污泥床反应器(UASB)对黑水进行厌氧预处理,探讨了温度和水力停留时间(HRT)等条件对黑水中有机物的去除转化规律和产甲烷性能的影响.结果表明,厌氧预处理对黑水中有机物去除效果良好,总化学需氧量去除率均在80%左右,悬浮性化学需氧量、溶解性化学需氧量去除率均分别在90%和40%以上.在HRT为10~30h,总化学需氧量容积负荷率为1.0~2.4kg·m-3·d-1条件下,水温主要影响溶解性化学需氧量的去除效果;除温度外,截留悬浮物水解酸化的另一限制因素是进水溶解性化学需氧量质量浓度.研究认为,采用UASB反应器厌氧预处理黑水的HRT不应低于30h、水温为30℃左右,该条件下总化学需氧量、悬浮性化学需氧量、溶解性化学需氧量的去除率分别达到79.1%、91.6%和42.1%,厌氧预处理的出水生化需氧量与化学需氧量的质量浓度比提高到0.60.     

酸处理菹草制备生物乙醇和甲烷过程研究

文章通过以水生植物菹草为研究对象,对水生植物制备生物乙醇和甲烷过程进行了比较分析,并利用稀酸处理提高其生物可降解性。试验结果表明:对于产乙醇过程,最优的预处理条件为硫酸质量分数2%、温度125℃、时间2h,在此条件下,乙醇产量达75.70mg/g;而对于产甲烷过程,最优的预处理条件为硫酸质量分数2%、温度115℃、时间2h,最大产甲烷量为110.56mL/g。X射线衍射仪分析结果显示稀酸预处理后菹草纤维素结构受到不同程度的破坏。分析表明厌氧产甲烷过程效率更高,更适于菹草资源化。研究结果可为水生植物的能源化利用提供技术参考。     

污泥餐厨垃圾不同混配比厌氧发酵产氢产甲烷

通过批式实验将剩余污泥和餐厨垃圾进行联合厌氧发酵,研究了不经任何预处理的污泥与餐厨垃圾不同质量比对系统产氢产甲烷的影响.结果表明,当餐厨垃圾占总质量比的10%时,可获得最佳的产氢产甲烷效率:氢气体积分数和累积产氢量在22 h时最大,氢气体积分数可达13.7%,累积产氢量可达41.88 mL,氢气产率为4.18 mL·g~(-1);在厌氧发酵观察期内(70.5 h),甲烷体积分数达到5.74%,最大累积产甲烷量为19.58 mL,甲烷产率为2.92 mL·g~(-1).VS(探发性固体)降解率与产氢产甲烷结果一致,当餐厨垃圾占总质量比的10%时,VS去除效果最为显著,经过70.5 h的厌氧发酵VS降解率为6.7%.     

高温好氧强化污泥厌氧消化的最佳曝气量

为探讨城市污泥高温好氧消化(thermophilic aerobic dingestion,TAD)预处理强化污泥厌氧消化(mesophilic anaerobic digestion,MAD)效果,以及对肠道病原菌肠球菌的削减效果.文中分别考察了3组不同曝气量的高温好氧预处理效果.实验结果发现,TAD-MAD工艺中,累计单位进料的甲烷产气量均高于MAD工艺;在最佳曝气量20L/min,预处理前/后溶解性有机质的增长率为23.19%;后续厌氧消化过程中,预处理组相比于原泥组,产甲烷量增长了28.73%,且3组预处理强化厌氧消化过程中挥发性固体有机物削减率均达到40%以上,高温好氧—中温厌氧消化污泥处理过程中,肠球菌的削减率达到63%,效果显著.     

超声波促进石化污水厂剩余活性污泥厌氧消化

采用超声波技术分解石化污水厂剩余活性污泥(以下简称“污泥“),考察了超声波对污泥后续厌氧消化的影响.研究表明,超声波可有效分解污泥,提高污泥中溶解性化学需氧量(SCODCr),加速污泥的水解速度,提高污泥厌氧消化效率.在2 000 W/m2超声声强下处理60 min的污泥,厌氧消化25 d累积产生的气体比未处理污泥产生的气体提高了60%以上.厌氧消化10 d,有机物去除率达到40%,比未处理污泥提前约10 d完成厌氧消化.     

添加污泥对渗滤液循环垃圾填埋层甲烷产生的影响

通过填埋模拟柱实验研究了渗滤液原液循环条件下,新鲜垃圾添加污泥(污水生物处理剩余污泥)的填埋方式对填埋层加速进入稳定的甲烷化阶段的影响.结果表明,原液循环条件下,新鲜垃圾添加好氧污泥后填埋(9∶1,湿基质量比),短期(105d)内不能加速填埋层进入稳定的甲烷化阶段;新鲜垃圾添加厌氧生物处理污泥混合后填埋(9∶1,湿基质量比),能够有效地加速填埋层进入稳定的甲烷化阶段,产甲烷滞后时间和甲烷化过程稳定时间分别为13和51d,实验期内(105d)最大产气速率、实际累积产气量分别为1.08L/kg·d和50.03L/kg(以湿垃圾为基准),其主要机理是引入了大量呈颗粒态聚集的甲烷化菌群.     

酸碱预处理对辣椒秸秆厌氧消化性能的影响

为资源化利用辣椒秸秆，本文以废弃辣椒秸秆为原料，进行了中温(35±0.5)℃批式厌氧消化试验，通过研究不同浓度(0.2～0.8 mol/L) HCl、NaOH溶液预处理对辣椒秸秆产甲烷性能的影响，探讨HCl和NaOH溶液在辣椒秸秆厌氧消化应用中的可行性。结果表明：酸碱预处理均对辣椒秸秆木质纤维素有一定的降解作用，其中NaOH溶液预处理的降解效果更好，对纤维素、半纤维素及木质素的降解率分别达到了8.63%～18.83%、15.33%～44.25%和19.44%～38.92%。同时，酸碱预处理均能改善辣椒秸秆的产甲烷性能，其中NaOH溶液预处理效果优于HCl溶液预处理，0.4 mol/L NaOH溶液预处理获得了最大累积甲烷产量，为122.53 mL/g,较对照提高了79.29%。研究显示，低浓度NaOH溶液预处理是一种能够提高辣椒秸秆厌氧消化性能的方法。     

碳酸氢盐碱度对低温厌氧消化及微生物群落的影响

15℃条件下,通过投加不同浓度碳酸氢钠来控制厌氧体系的碱度,采用间歇实验进行厌氧消化研究。结果显示,碳酸氢钠投加量为0.10mol/L时,体系能维持厌氧微生物适宜生长的pH值,48h内COD去除率达到75.43%。继续增大投加量,COD去除率没有明显升高;随着碳酸氢盐碱度的增加,VFA浓度峰值升高,但积累的VFA降解速度减慢;高浓度的碳酸氢盐碱度可以缩短产甲烷的滞后时间,但最终累积甲烷产量受其影响较小;碳酸氢盐碱度的适量投加可促进低温厌氧消化过程中微生物的生长代谢,提高微生物群落的丰富度以及多样性。     

绿氧与NaOH组合处理对玉米秸厌氧消化性能影响

用绿氧(GO)与NaOH组合对玉米秸秆进行预处理,研究了不同GO添加量对玉米秸厌氧消化产气性能的影响。结果表明:绿氧与NaOH组合预处理可使产气高峰提前,在2%NaOH中分别添加0.05%GO(1#)和0.1%GO(2#)的预处理样品T80时间为31 d和34 d,比2%NaOH预处理样品(3#)分别缩短了5 d和2 d;总产气量较3#样品都有明显的提高,其中1#样品总产气量为40750mL,是3#样品的1.1倍;其反应后总固体(TS)、挥发性固体(VS)减少的也最多,分别由32.8%和47.8%提高到了37%和50.9%。因此,绿氧(GO)与NaOH组合可以提高秸秆的可生物降解性和发酵产气率。     

活性炭投加对市政污泥厌氧消化性能影响

以市政污泥为厌氧发酵底物,以厌氧消化污泥为接种物,以活性炭为载体,通过批次实验活性炭投加对厌氧消化性能的影响.运行数据表明,活性炭的投加能够有效提高厌氧消化系统的产甲烷潜力及有机物去除能力.在活性炭最佳投加量8 g·L-1运行条件下,系统累积甲烷产量、TSS去除率、TCOD去除率和多聚糖去除率分别为1 452.5 m L、(52.3±3.2)%、(54.7±1.2)%和(87.6±5. 5)%.较空白对照组分别提高了89.7%、24.0%、69.9%和27.1%.     

预处理温度对玉米秸秆暗发酵制氢性能的影响

为了比较不同预处理温度对玉米秸秆暗发酵制氢性能的影响,在不同温度（40、80、120、160 ℃和200 ℃）下,采用1% H₂SO₄和2% NaOH两种试剂分别对玉米秸秆进行预处理,再进行中温暗发酵实验,接种物来源于以猪粪为原料的厌氧消化后的沼液。结果表明：最佳的预处理条件为80 ℃下,采用1% H₂SO₄对玉米秸秆预处理60 min,其单位总固体（TS）产氢量达到27 mL/g,比未预处理玉米秸秆提高了56.27%,且最大产氢速率最高可达到15.42 mL/h,比未预处理玉米秸秆的最大产氢速率提高了83.57%。玉米秸秆产氢最适宜的pH值范围为5.0~5.5,不同预处理温度会对产酸量和产酸的组分造成影响,发酵类型均为丁酸型发酵。因此,预处理温度是影响暗发酵制氢性能的一个重要因素。     

秸秆高温干式厌氧发酵的产气特性研究

试验用作物秸秆与活性污泥混合厌氧发酵制备沼气,研究了活性污泥与麦秸、玉米秸和稻草高温干式发酵的产气规律,加N素调节碳氮比(C/N)及添加生物炭对产气的影响.利用作物秸秆与活性污泥投加量1∶1,厌氧发酵原料总固体(TS)20%,在55℃下厌氧发酵.试验数据表明:1)产气从第5 d产气量开始增加,峰值均出现在第6~9 d,发酵15~25 d产气较为稳定,随后产气量缓慢下降.厌氧发酵7 d时,沼气中甲烷含量均能达到60%左右.按厌氧发酵时长45 d计算,稻草的产气量最大,单位TS累积产气量达到413.7 mL·g~(-1);玉米秸和麦秸的单位TS累积产气量分别为365.2 mL·g~(-1)、345.2 mL·g~(-1).2)调节发酵液的C/N至30∶1,可有效缩短沼气启动时间1~2 d;在沼气发酵微生物活性较低时,表现最为明显,可缩短沼气启动时间≥3 d且累积产气量最高可提高44.9%.3)在厌氧发酵液中添加4%(按发酵秸秆干基计算)的生物炭,并调节发酵液的C/N至30∶1,对麦秸厌氧发酵产气而言,累积产气量可提高38.5%,玉米秸和稻草的累积产气量分别提高6.2%和8.0%.     

碱性过氧化氢预处理对醋渣厌氧消化性能的影响

利用单因素法研究了碱性过氧化氢预处理过程中的H₂O₂浓度、预处理温度以及预处理时间3个因素对醋渣厌氧消化性能的影响，结果表明，H₂O₂浓度、预处理温度和预处理时间的最优条件分别为4%、40℃和12 h。经实验验证，在最佳联合预处理条件下醋渣厌氧消化累积甲烷产量（基于挥发性固体含量）达302.0 mL/g，生物降解率为70.0%，较未预处理醋渣提升了54.4%。     

7矿物材料对餐厨垃圾厌氧消化的影响研究

采用中温（35℃）厌氧发酵,研究斜发沸石、膨润土和粉煤灰3种矿物材料对餐厨垃圾厌氧消化过程中的pH、挥发性脂肪酸（VFAs）、产气速率及累积产气量的影响.结果表明：斜发沸石、膨润土和粉煤灰均可以改善餐厨垃圾单相厌氧消化酸抑制的现象并促进产气速率和累积产气量的提高.至30d反应结束,空白组的产气速率峰值和累积产气量分别为600mL·d-1·L-1和3 938mL/L;斜发沸石组、膨润土组和粉煤灰组的日产气速率峰值分别为623mL·d-1·L-1、1 418mL·d-1·L-1和1 227mL·d-1·L-1,分别比空白组的高3.83%、136.33%和104.50%;其累积产气量分别达到5 502mL/L、8 206mL/L和6 988mL/L,分别比空白组的高39.72%、108.37%和77.45%.3种矿物材料对产气速率和累积产气量的促进影响顺序表现为：膨润土〉粉煤灰〉斜发沸石.     

处理污泥的"热水解-ASBR"组合工艺研究

近年来污泥"热水解-厌氧消化"处理工艺备受重视,在考察热水解预处理对污泥化学成分及厌氧消化性能影响的基础上,利用厌氧序批式反应器(ASBR)代替传统的连续流搅拌反应器(CSTR),从而建立了"热水解-ASBR"新工艺.研究表明,热水解预处理能改善污泥的厌氧消化性能,最合适的预处理条件是热水解温度170 ℃、热水解时间30 min.热水解污泥厌氧消化时,在水力停留时间(HRT)为20,10,7.5和5 d的条件下ASBR的有机物去除率和甲烷产气率均比CSTR的高,且ASBR合适的HRT为10 d.此时"热水解-ASBR"工艺的TCOD去除率和甲烷产气率比"热水解-CSTR"工艺分别提高27.93%和25.14%.