超声与碱联合预处理剩余污泥中温两相厌氧消化

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。     

剩余污泥预处理方法研究现状概述

活性污泥处理会产生大量剩余污泥,在剩余污泥处理过程中,为了加快污泥水解速率,提高厌氧消化性能,污泥预处理技术已成为国内外研究的热点问题。该文就目前常用的物理、化学、生物以及联合处理等几类污泥预处理方法进行了一定的介绍。不同的预处理方法各有利弊,超声波预处理具有作用时间短,处理效率高,能有效提高污泥厌氧消化的产甲烷能力等优点;碱处理可有效提高污泥产气率和脱水性能,但碱处理后的高pH值不利于产甲烷菌的生长,且碱对设备有一定的腐蚀作用;臭氧预处理和生物酶预处理均可提高剩余污泥溶解性,但臭氧生产耗能较高。选择不同预处理方法进行联合处理,往往能够取得更为显著的效果。     

高温预处理对污泥厌氧消化影响的研究

针对抚顺市三宝屯污水处理厂所产生的剩余污泥,在高温条件（70℃）下预处理后在34℃条件下厌氧消化,与无预处理的一步厌氧消化反应进行对比,检验高温预处理对剩余污泥减量化的影响.结果表明,两天预处理后,有机物从污泥中溶出,上清液的COD达到8 980 mg/L,而原污泥上清液的COD只有1 083 mg/L;经过16 d的厌氧消化后,COD、VSS去除率比未预处理的各提高了11.3%、12.3%,总产气量则增加了74 mL,且污泥停留时间可缩短到12d;污泥的沉降性能得到明显改善,pH值明显降低,低至6.1,有机酸浓度明显增大,达到1 058 mg/L（以乙酸计）,但是在厌氧消化过程中产生高浓度的氨氮,使系统保持很好的缓冲能力.而未预处理的污泥在厌氧消化过程中pH值只是在7.1~7.6之间变化,没有明显的产酸阶段.     

基于文献计量学分析的剩余污泥厌氧消化预处理研究进展

污水处理过程中会产生大量剩余污泥,对剩余污泥进行厌氧消化处理既能减少环境污染,又能回收能源。本文基于文献计量学方法和可视化工具,对中国知网(CNKI)数据库和Web of Science核心数据库2003—2023年间收录的相关文章进行梳理,对当前剩余污泥厌氧消化处理的研究热点领域进行比较分析,并对剩余污泥成分、理化特性和厌氧消化预处理方法进行文献综述。研究表明,剩余污泥厌氧消化产生甲烷是该处理技术的重要目的,预处理技术与剩余污泥处理存在重要关联性;物理、化学和生物酶等不同预处理技术对产沼气量有较大影响,针对污泥本身的理化性质而采用更加合适的预处理技术,能够在节约成本的同时进一步提高剩余污泥资源化利用程度。     

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%。     

厌氧共消化低碳处理餐厨垃圾与剩余污泥的现状与展望

随着我国城市化进程的加快,餐厨垃圾的量不断增加,污水处理厂的新扩建及升级改造在提高污水处理量的同时也增大了剩余污泥的产量,如何有效处理餐厨垃圾与剩余污泥引起了人们的广泛关注。本文阐述餐厨垃圾与剩余污泥厌氧共消化过程中,脂质、氨氮、盐分、辣椒素、微塑料和抗生素等抑制性物质对厌氧共消化过程稳定性的影响及其机制;总结了通过物理、化学、生物等预处理方法去除抑制性物质,添加生物炭、零价铁等强化性物质,以提高厌氧共消化的效能与稳定性;归纳了在餐厨垃圾与剩余污泥处理中将微生物燃料电池、微生物电解碳捕获、热解、微藻等技术与厌氧共消化技术相结合的耦合技术,从而减少餐厨垃圾与剩余污泥处理过程的碳排放,旨在为未来餐厨垃圾与剩余污泥厌氧共消化处理研究提供技术支撑,实现绿色低碳处理,助力我国早日实现碳达峰、碳中和。     

炼油厂剩余污泥中温厌氧消化处理试验研究

针对中国石油锦州石化公司污水处理厂的剩余污泥采取动态半连续流中温厌氧消化试验,进行污泥减量化及资源化的中试研究。对系统进行每天定量投配生污泥,考察不同停留时间污泥系统中pH值、VFA、碱度、固相及液相COD的参数变化情况以及COD、VSS的降解情况。结果表明：锦州石化公司剩余活性污泥有较好的消化性能,消化周期为20～25d,COD去除率为70.3%,VSS去除率为55.6%,1kgCOD产气量为0.33m3。污泥混合物实现了剩余污泥的减量化与资源化。     

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.     

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．     

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.     

厌氧处理结合超声空化高效破解剩余污泥

为了提高超声空化破解剩余污泥的效率,进而提高污泥的可生化性能,提出先进行短时间的厌氧处理,再进行超声空化的破解方案;并对厌氧0~6 d的污泥进行了超声破解实验研究.实验结果显示:随着厌氧时间的增加,污泥自身性质发生较大改变,如化学需氧量(COD)、肽聚糖浓度大幅度增加,p H值明显降低等;对厌氧污泥进行破解,其破解效果优于新鲜污泥:对厌氧6 d的污泥进行破解,其COD浓度是新鲜污泥的99.3倍,是新鲜污泥破解后的9.5倍.厌氧处理可以降低污泥的破解难度,在较大程度上提高超声空化强度,该工艺可以实现高效破解剩余污泥的目的.     

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。     

生态环境城市污泥厌氧消化预处理技术的研究

城市污泥的厌氧消化既可以解决污泥对环境的污染问题,又可以实现污泥的资源化,是污泥处置的理想途径、由于污泥固体的生物可降解性低,影响了污泥的厌氧消化。本文综述了强化污泥厌氧消化的几种预处理技术,包括热解、碱处理、臭氧氧化、超声处理和辐射法,为提高厌氧消化效率开辟了新的途径。     

厌氧系统中热处理对污泥减量化的影响

为了研究热处理污泥和原污泥的混合比对污泥减量化和污泥厌氧消化的影响,将原污泥和热处理污泥按一定比例进行混合后,投入厌氧反应器中进行消化.研究结果表明,该处理既可以提高污泥减量率,又能改善污泥厌氧消化性能,提高污泥产气量.各实验组在混合初期由于溶液的水解酸化作用,pH值均有所下降,而后逐渐恢复到中性;氨氮浓度稳定上升,不仅抵偿了有机酸浓度增大造成的pH下降,而且提高了污泥体系的缓冲性能,有利于后续的厌氧消化;各实验组的SS浓度变化幅度相当,SCOD浓度降解度最大的是混合比为3：1实验组,达到80%,较原污泥提高了26%.     

微氧条件下厌氧颗粒污泥和消化污泥特性研究

用12 5mL血清瓶作为批量处理反应器,对厌氧颗粒污泥和消化污泥在厌氧和微氧条件下的COD去除率、污泥产率、产甲烷活性、抗冲击负荷能力等进行对比实验研究。实验结果表明:厌氧颗粒污泥和消化污泥均在微氧条件下表现出高COD去除率、低污泥产率、高产甲烷活性和强抗冲击负荷能力,且厌氧颗粒污泥在COD去除率、污泥产率、产甲烷活性和抗冲击负荷等方面更具有优势;对于0 5 gCOD/LR·d的有机负荷,反应器内最佳加氧量为10mL(10 %添加的COD)。     

石灰法草浆蒸煮废液厌氧消化的研究

本研究在广泛调研的基础上,针对石灰法草浆蒸煮废液,采用厌氧消化工艺处理,进行了系列可行性试验.采用5升静态厌氧消化器,在35±1℃的条件下,逐渐提高投配率,对六组不同来源和不同配比的厌氧污泥进行培养驯化和比较试验,筛选4号污泥为种污泥.其中COD容积负荷为4～5kg/M~3d,水力停留时间为4～5天的条件下,COD去除率达70%以上,产气率为0.25M~3/kgCOD(去除),CH_4含量超过80%,V/V.进一步在工厂建立了自行设计的16升UASB和128升UASFB厌氧反应器,对石灰法草浆蒸煮废液进行厌氧处理,在COD浓度为12000～14000mg/l、水力停留时间(HRT)为1.1～1.2天和COD负荷为10～12kg/M~3d的条件下,其COD去除率达80%以上,产气率达0.45M~3/kgCOD(去除),CH_4含量超过65%,V/V.在试验取可得行性结论的过程中,对一些主要影响因素也做了较深入的探索研究,确证了某些参数.     

Effects of various pretreatments on biohydrogen production from sewage sludge

The sewage sludge of wastewater treatment plant is a kind of biomass which contains many organics, mainly carbohydrates and proteins. Four pretreatments, acid pretreatment, alkaline pretreatment, thermal pretreatment and ultrasonic pretreatment, were used to enhance biohydrogen production from sewage sludge. The experimental results showed that the four pretreatments could all increase the soluble chemical oxygen demand （SCOD） of sludge and decrease the dry solid （DS） and volatile solid （VS） because the pretreatments could disrupt the floc structure and even the microbial cells of sludge. The results of batch anaerobic fermentation experiments demonstrated that all of the four pretreat- ments could select hydrogen-producing microorganisms from the microflora of sludge and enhance the hydrogen production. The hydrogen yield of the alkaline pretreated sludge at initial pH of 11.5 was the maximal （11.68 mL H2/g VS） and that of the thermal pretreated sludge was the next （8.62 mL H2/g VS）. The result showed that the hydrogen yield of pretreated sludge was correlative with its SCOD. The hydrogen yields of acid pretreated sludge and alkaline pretreated sludge were also influenced by their initial pH. No methane could be detected in the anaerobic fermentation of alkaline pretreated sludge and thermal pretreated sludge, which suggested that these pretreatments could fully inhibit the activity of methanogens. The volatile fatty acids （VFA） production in anaerobic fermentation of alkaline pretreated sludge was the maximum and the next is that of thermal pretreated sludge.     

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。