F/M比和HRT对两相厌氧产氢产甲烷系统的影响（英文）

以酒精废水为发酵底物建立中温两相UASB厌氧产氢产甲烷系统,并考察其运行特性.在最优的F/M比(7. 5)下,产氢系统可实现最高氢气产量为(3. 3±0. 08) L/(L·d).在HRT 16 h下,产甲烷系统以产氢系统出水为底物可得到最大甲烷产量和COD去除率分别为(2. 11±0. 3) L/(L·d)和(92. 1±3. 7)%.产能效率可通过两相厌氧系统由产氢系统的12. 1%提高到91. 2%.     

污泥固定化两相厌氧系统处理豆制品加工废水

以豆制品加工废水为底物,以活性炭为微生物支撑材料,建立中温两相厌氧上流式污泥床反应器(UASB)系统,来考察系统产氢产甲烷运行性能.运行结果表明,产氢相和产甲烷相分别在有机负荷(OLR) 28 g COD/(L·d)和7. 2 g COD/(L·d)下,可得到最大产氢率和产甲烷率分别为(6. 6±0. 16) L/(L·d)和(2. 33±0. 17) L/(L·d).通过两相厌氧发酵,系统能量回收率可由产氢相的16. 4%提高至76. 2%.     

豆制品加工废水生物制氢系统启动与运行优化

采用上流式厌氧污泥床反应器(UASB)作为反应装置,以颗粒活性炭为污泥载体进行污泥固定化,以豆制品加工废水为发酵底物,考察系统启动过程运行特性及水力停留时间(HRT)对系统运行性能的影响.研究表明,通过调控系统pH值可在20 d达到污泥固定化生物制氢系统的稳定持续产氢运行状态,并通过优化系统HRT条件可实现生物制氢系统的最大产氢量6. 3 L·L~(-1)·d~(-1).     

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%.     

一体化两相厌氧反应器处理猪场废水的启动研究

采用自行设计的一体化两相厌氧反应器处理猪场废水,对启动过程进行研究.在37 ℃下,通过交替增加进水化学需氧量(COD)浓度和缩短水力停留时间(HRT)来提高系统的COD容积负荷(VLR),采用动力学控制与pH值调节相结合的方法对产酸相和产甲烷相进行分相.经过68天的运行,系统的VLR达到8.84 kg/(m3·d),HRT为20.95 h,产酸相的COD去除率基本维持在20.00%～30.00%,系统的COD去除率稳定在80.00%以上.其中产酸相的VLR和HRT分别为31.11 kg/(m3·d) 和5.95 h,产甲烷相的VLR和HRT分别为9.39 kg/(m3·d)和15.00 h.出水悬浮固体(SS)含量均在400 mg/L以下,去除率最高可达92.80%,沼气的容积产气率达到2.57 m3/(m3·d).     

厌氧颗粒污泥处理含铬废水性能研究

在初始Cr6+质量浓度5～60 mg·L~(-1)的范围内,厌氧颗粒污泥通过生物还原和生物吸附双作用对Cr6+具有一定的去除效果,且当Cr6+质量浓度为25 mg·L~(-1)时,Cr6+去除率达到最大值,为95%.添加Cr6+实验组的甲烷产量均低于对照组的甲烷产量,这表明Cr6+对厌氧微生物代谢活性存在抑制作用,且随着Cr6+质量浓度的提高,抑制作用越强.通过线性拟合分析,Cr6+对厌氧微生物的半抑制浓度(IC50)为31. 5 mg·L~(-1).     

混合培养系统厌氧发酵同步产氢产乙醇研究(英文)

采用连续流槽式搅拌反应系统(ACSTR)作为反应装置,以制糖废水为底物,污水处理厂剩余污泥为反应的启动污泥,着重研究底物质量浓度和HRT对系统同步产氢产乙醇性能的影响.结果表明,在不同的底物质量浓度和HRT条件下,乙醇产量和氢气产量有着相同的变化趋势.当底物质量浓度和HRT分别为6 g COD/L和6 h时,乙醇和氢气产量分别为1.62/7.25 mmol/(L·h)and 2.97/8.73 mmol/(L·h).线性分析发现乙醇产量和氢气产量之间有很好的相关性,线性方程分别为y=0.156 6x+0.4487(r2=0.8778)和y=0.148 8x+1.671 4(r2=0.9838).     

ASBR中加载活性炭对葡萄糖厌氧发酵产氢的影响

在初始pH值为6.0、温度为60℃、水力停留时间(HRT)分别为48,24,16,12h条件下研究了粗、细活性炭载体的添加对厌氧序批式反应器(ASBR)利用葡萄糖厌氧发酵产氢的影响.结果表明添加活性炭载体能使ASBR系统运行更加稳定(出水pH值和氢气产量波动较小),提高氢气产率(葡萄糖产生的氢气的物质的量)和产氢速率(反应器单位有效体积产生的氢气体积).HRT为48,24,16,12h时细活性炭生物载体的添加使得ASBR反应器氢气产率分别提高65%,63%,54%,56%.HRT为12h时添加细活性炭的ASBR产氢速率达到最大,为(7.09±0.31)L.(L.d)-1,相应的氢气产率为(1.42±0.03)mol.mol-1.主要代谢产物为乙醇、乙酸、丙酸和正丁酸,其中乙酸和正丁酸占出水溶解性代谢产物的质量分数分别高达30%～34%和46%～66%,是典型的丁酸型发酵,加载活性炭可以提高ASBR反应器出水溶解性代谢产物质量浓度.     

浸没式厌氧膜生物反应器处理低浓度污水产甲烷特性

研究浸没式厌氧膜生物反应器(submerged anaerobic membrane bioreactor,SAn MBR)处理低浓度生活污水的产甲烷特性,考察运行期间甲烷产率变化以及有机负荷(OLR)与甲烷产生量的关系。结果表明,SAn MBR在中温[(35±1)℃]、p H为6.8~7.2,HRT为6~15 h条件下,甲烷产率最大为0.067 L·g-1COD。在进水OLR为0.29~2.85 kg COD/m3·d-1条件下,甲烷日产生量和累积甲烷产生量与OLR呈线性相关,拟合方程分别为甲烷日产生量=0.3OLR+0.23(R2=0.89)和累积甲烷产生量=29.8OLR-5.45(R2=0.81)。对反应器甲烷产生量通过支持向量机进行模拟预测表明,反应器甲烷产生量可长期保持稳定,反应器耐冲击负荷能力较强。     

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).     

UASB生物制氢反应系统生物强化作用研究

采用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器,以糖蜜废水为底物,利用厌氧活性污泥发酵产氢.向反应器中投加高产氢微生物产酸克雷伯氏菌HP1,探讨了生物强化作用对反应器产氢能力的影响.研究表明:在污泥接种量为30.0 gVSS/L、启动负荷为6.0 kgCOD/(m3·d)、水力停留时间(HRT)为9 h、投菌量为3%的条件下对生物制氢系统进行强化,可使反应系统产氢能力提高25%,并形成丁酸型发酵产氢,液相末端发酵产物中丁酸和乙酸的含量占挥发酸总含量的63%以上,气相中氢气含量在40%～52%之间,最大产氢量达4.52 L/d.     

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.     

气浮浓缩污泥两相厌氧消化

研究了高温酸化 (5 5℃ )、中温甲烷化 (35℃ )两相和中温单相厌氧工艺处理气浮浓缩污泥的性能 .研究结果表明 ,对于较高浓度的气浮浓缩污泥在水力停留时间 (tHR)大于 1 0d ,挥发性固体 (VS)的有机负荷小于 3.77kg·m-3 ·d-1的条件下 ,两相厌氧消化系统去除率可超过 40 % .当tHR降至 7d ,有机负荷升至 5 .38kg·m-3 ·d-1时 ,VS去除率仍可达 35 % .在tHR为 1 0d ,有机负荷为 3.77kg·m-3 ·d-1的条件下 ,两相厌氧消化系统VS去除率要优于单相系统 ,但两相系统的甲烷化罐出现较高浓度的有机酸积累 ,其结果表明对于两相厌氧消化系统 ,不仅要强化产酸罐的水解和发酵的速率和效率 ,而且要避免酸化罐形成的有机酸对甲烷化罐的负影响 ,否则会导致两相系统比单相系统更差的处理性能 ,甚至运行的失败     

常温生活污水EGSB反应器颗粒污泥的特性

为研究生活污水EGSB反应器内的颗粒污泥特性,考察了运行条件的影响.结果表明,15℃以上时缩短水利停留时间(HRT)可提高COD去除率.HRT从1.6 h缩短至0.6 h,平均COD去除率从77%增加至82%.水力和基质的过负荷都会加速颗粒污泥解体.上升流速为2.8～3.1 m/h、容积负荷率(VLR)低于(12.9±7.6)kg/(m3·d)时,污泥粒径分布相对稳定;上升流速为3.8 m/h、冲击负荷为38 kg/(m3·d)时,则造成明显的污泥解体.高负荷运行有利于增加颗粒内部生物密度,但过度剪切造成的污泥破碎和粒径过小也会加剧洗出,尤其在低温条件下.缩短HRT可提高颗粒污泥活性.20℃以上,HRT从1.6 h缩短至0.75 h后,污泥比产甲烷活性(SMA)由0.85 g/(g·d)(VSS)增加至1.11g/(g·d)(VSS).长期低温驯化后,甲烷菌得以富集,10℃、HRT为2 h时,SMA增加至1.21 g/(g·d)(VSS).扫描电镜观察发现,颗粒污泥不同部位呈现明显的菌群分区现象.     

不同氮素水平对沙枣幼苗耐盐性的影响

在沙培条件下,研究不同氮素水平对沙枣幼苗在盐胁迫(100 mmol·L~(-1)Na Cl)下生理特性的影响,确定盐胁迫下适宜的氮素水平,为生产上合理施肥提供理论依据.实验结果如下:Na Cl处理下,沙枣幼苗的长势明显变弱,根和叶片Na~+、Cl~-含量明显增加,K~+和NO_3~-含量明显降低.提高氮素浓度,沙枣幼苗的生长指标(株高、鲜重、叶绿素含量)和光合参数(净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs))不断提高,胞间二氧化碳浓度(Ci)降低;根和叶片中Na~+、Cl~-含量先降低后升高,K~+含量先升高后降低.在0 mmol·L~(-1)和100 mmol·L~(-1)Na Cl处理下,与1 mmol·L~(-1)氮素处理相比,2 mmol·L~(-1)、5 mmol·L~(-1)、10 mmol·L~(-1)、15 mmol·L~(-1)氮素处理明显促进了沙枣幼苗的生长,降低了根和叶片的Na~+和Cl~-含量,增加了根和叶片的K~+含量,表明适量增加氮素浓度可以缓解盐胁迫对沙枣造成的伤害,100 mmol·L~(-1)Na Cl胁迫下,最适合沙枣幼苗生长的氮素浓度是2 mmol·L~(-1).     

GSH和AsA引发对混合盐处理敖汉苜蓿种子发芽和幼苗生长的影响

种子引发可以促进细胞代谢和逆境条件下的萌发能力.试验采用不同浓度谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)引发敖汉苜蓿种子6 h和12 h,经过25、50 mmol·L~(-1)混合盐(NaCl、Na_2SO_4、NaHCO_3、Na_2CO_3混合溶液记为25S、50S;NaHCO_3、Na_2CO_3混合溶液记为25J、50J)处理,分析比较种子发芽和幼苗生长特性变化,探索确定适宜的引发条件以增强种子在盐胁迫条件下的发芽能力.结果表明,0.25、0.50 mmol·L~(-1)GSH和2、4 mmol·L~(-1)AsA引发6 h、12 h后,处理25S中种子发芽率、幼苗长度和鲜重均最高,平均发芽时间(MGT)则最低,而在处理50J中种子发芽率、幼苗长度和鲜重均最低,MGT则最高.在GSH引发试验中,0.50 mmol·L~(-1)GSH引发6 h可以有效缓解处理25S、25J的抑制作用,显著(P0.05)提高种子发芽率、幼苗长度和鲜重,缩短种子MGT;引发12 h则无规律性作用.0.25、0.50 mmol·L~(-1)GSH引发12 h与6 h相比,显著(P0.05)降低混合盐(25S、25J)处理的种子发芽率和幼苗鲜重,延长种子MGT.在AsA引发试验中,4 mmol·L~(-1)AsA引发6 h、12 h可以显著(P0.05)提高处理25S、50S中的种子发芽率和幼苗长度,缩短种子MGT.2、4 mmol·L~(-1)AsA引发12 h与6 h相比,可以显著(P0.05)提高处理50J种子的发芽率和幼苗长度,而延长种子MGT.GSH和AsA引发对于中性和碱性混合盐胁迫的作用效果不同,需要开展深入研究.     

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%.     

假单胞菌593多铜氧化酶CopA的漆酶活性研究

从假单胞菌593中克隆出多铜氧化酶copA基因,并将其转入大肠杆菌BL21(DE3) p Lys S过量表达和纯化.纯化的CopA蛋白展示出漆酶活性,针对漆酶的3种底物ABTS、DMP、SGZ,CopA的最适反应pH分别是3. 5、7. 5和7. 5,最适反应温度分别是50℃、50℃和42℃.pH稳定性和热稳定研究发现,在pH 7. 0条件下,CopA比较稳定,在温度大于42℃保存该蛋白,其活性降低较快.二价金属离子影响实验发现,CopA漆酶活性能被二价铜离子显著加强.酶动力学常数实验结果展示,CopA作用于底物ABTS,K_m为0. 281 mmol/L,V_(max)为3. 02×10~(-3)mmol·L~(-1)·min~(-1),k_(cat)为1. 8 s~(-1); CopA作用于底物DMP,K_m为0. 141 mmol/L,V_(max)为4. 54×10~(-3)mmol·L~(-1)·min~(-1),k_(cat)为2. 2 s~(-1); CopA作用于底物SGZ,K_m为0. 025 mmol/L,V_(max)等于0. 7×10~(-3)mmol·L~(-1)·min~(-1),k_(cat)为0. 87 s~(-1).     

初始pH对木薯酒精废水高温厌氧产氢的影响

通过间歇实验,考察了初始pH(4.0～10.0)对木薯酒精废水高温(60℃)厌氧产氢的影响.结果表明,初始pH 6.0为高温厌氧产氢的最佳值,累积产氢量为383 mL,单位基质产氢量为70 mL·g-1.挥发性有机酸(VFA)和乙醇的总量随着pH的升高而升高,乙酸的含量越来越大,但丁酸始终占优势.接种污泥在90℃的水浴中加热1 h不能有效地抑制产甲烷菌和同型产乙酸菌的活性,当初始pH 在6.0～10.0时,发现不同程度的氢消耗,并且在初始pH 9.0和10.0时,发酵末期均检测到甲烷.发酵过程中对底物变化的跟踪分析表明,氢气主要在丁酸生成过程中产生,与乙酸关系不大.     

一体化两相厌氧反应器处理猪场废水的启动研究

采用自行设计的一体化两相厌氧反应器处理猪场废水,对启动过程进行研究。在37℃条件下,通过交替增加进水COD浓度和缩短水利停留时间提高系统的容积负荷,采用动力学控制与pH调节相结合的方法进行分相。经过68天的运行,系统的容积负荷 (VLR) 达到8.84 kgCOD/(m3•d) ,水力停留时间(HRT)为20.95h, 产酸相的COD去除率基本维持在20～30％,系统COD去除率稳定在80％以上。其中产酸相的VLR和HRT分别为31.11 kg COD/(m3•d) 和5.95 h,产甲烷相的VLR和HRT分别为9.39 kg COD/(m3•d)和15 h。出水SS均在400 mg/L以下,去除率最高可达92.8%,沼气的容积产气率达到2.568 m3/( m3•d)。