碱热水解改善杨树落叶厌氧消化性能的研究

选用杨树落叶进行碱热水解后测定生物化学甲烷势(BMP),研究底物溶解、水解和产物厌氧消化性能的变化.结果表明,碱热处理显著加速杨树落叶溶解和水解,固相中半纤维素和蛋白质含量显著下降.170℃下,碱热水解后溶解性COD(SCOD)浓度为31.7g/L,乙酸浓度为1533mg/L.通过纤维素碱降解机理分析,提出乙酸生成途径.甲烷势试验表明,170℃下比生物气产量增量最大.高固体消化可以有效处理水解产物,运行表现更加稳定,有机负荷2.65g/(L?d)时甲烷转化率为25.3%.

胞外多糖含量对碱热水解法溶出污泥蛋白质及水解液固液分离性能的影响

近年来,随着资源短缺及环境污染问题的凸显,剩余污泥蛋白质的回收利用研究受到了广泛关注。本文重点研究了胞外多糖含量对碱热水解法溶出污泥蛋白质及水解液固液分离性能的影响,并对其影响机制进行了初步分析。结果表明,胞外多糖含量的增加对剩余污泥蛋白质溶出有明显的抑制作用,与此同时,水解液的固液分离性能恶化。当胞外多糖含量为350mg/gTS时,蛋白质的溶出率为29.62%,水解残渣中的DNA含量为233.33mg/gTS,滤液体积为23.60mL,水解液的黏度为545.33mPa·s。三维荧光光谱法和共聚焦扫描显微镜观察发现,随着胞外多糖含量升高,多糖与蛋白质类物质间的美拉德反应加剧,多糖的面积覆盖率升高,这些均不利于污泥蛋白质的溶出。

热碱水解提取污泥蛋白质的实验研究

为了确定污泥热碱提取微生物蛋白质的操作工艺条件,首先选用1#原泥为原料进行了以pH值、温度T为变量的全面实验,考察了pH值、T随反应时间的延长对蛋白质提取的影响。在1#原泥实验结果的基础上确定了以2#原泥为原料的正交实验因素水平,考察了体系pH值、T、原料含水率W以及水解时间t对污泥蛋白质回收率的影响,结果表明,热碱水解是一种有效的污泥蛋白提取方法,在热碱条件下蛋白质的回收率高达61.37%。水解过程中各因素对蛋白质回收的影响程度为pH>T>W>t,较优的提取工艺条件为:pH=13,T=140,W=91%,t=3 h。

碱(水)热处理改善分选有机废物的厌氧消化性能

取用凋落杨树叶和自配厨余废物,分别进行水热(碱)预处理后测定生物化学甲烷势(BMP),研究碱热处理对废物厌氧消化性能的影响.水热处理后产物pH降低,有机物加速溶解并进一步水解生成小分子物质.对于不同废物,实验得到的最佳水热条件不同.杨树落叶在水热温度150℃、碱性环境处理后观察到厌氧甲烷势,水解液SCOD浓度13203mg/L.水热温度超过130℃时厨余废物完全溶解或悬浮,SCOD浓度12412mg/L,加碱催化对产沼性能影响不大.此时两者最大比累计甲烷产量分别为112mL/g和276mL/g.总碳转化率分别为24.81%和53.34%.

热碱处理破解污泥效果研究

利用碱热方法对污泥进行预处理,研究了污泥的破解效果及主要影响因素。研究表明:随着热水解处理温度的升高及时间延长,污泥上清液中的溶解性化学需氧量(SCOD)、氮(N)、磷(P)等浓度不断增加,而碱的使用提高了SCOD,N,P等的溶出率,且NaOH破解效果明显优于Ca(OH)2。污泥经90°C处理5 h后,单独热水解、加NaOH和加Ca(OH)2预处理后的SCOD溶出率分别达到了23.1%,54.4%和32.5%;N的释放主要以有机氮为主,P的释放则是以正磷酸盐为主。碱热联合处理时污泥减量化效果突出,对污泥脱水性能影响显著,90°C时污泥中每克挥发性固体(VS)投加0.2 g Ca(OH)2处理5 h,污泥离心含水率可达75.7%。

碱处理促进剩余污泥高温水解的试验研究

研究了热碱水解法对剩余污泥特性参数(溶解性化学需氧量、挥发性脂肪酸、氨氮、pH值与污泥浓度等)的影响.碱的加入减弱了污泥细胞壁对高温的抵抗力,加剧了剩余污泥细胞内有机质的释放与水解,改变了污泥的性质.在反应温度为170℃、pH 13、反应时间为75 min的条件下,溶解性化学需氧量(SCOD)达到了最大融出量17 956 mg/L,此时SCOD与总化学需氧量(TCOD)之比为0.65.在pH 13,反应时间为60 min时悬浮固体(SS)、挥发性悬浮固体(VSS)均达到了最大溶解率,其值分别为67%和72%.经热碱水解处理后的剩余污泥SCOD随着原污泥浓度的增大而增大,呈现了良好的线性关系,相关系数R2达到了0.97以上,而且随着pH值的增大,融出率也不断增大,在pH 13时达到最高值672 mg/g.另外,通过正交试验可以得出170℃时各因素对SCOD影响的重要性,依次为污泥浓度、pH值、反应时间.

水热处理对污泥性质的影响

剩余污泥采用碱热联合预处理时,研究不同处理温度、时间、碱投加量对污泥性质的影响。结果表明:随着处理温度的升高和处理时间的延长,污泥上清液中可溶性COD(SCOD)浓度不断增加,污泥中固体物质溶解,污泥量减少;而碱的使用,增加了SCOD的溶出。经170℃、30min处理后,SCOD溶出率为43.64%,挥发性悬浮固体(VSS)/总悬浮物(TSS)降低至31.98%,污泥的离心含水率减少为77.43%;加入0.10g碱(NaOH,投加以每克挥发性固体(VS)计)后,SCOD溶出率、VSS/TSS和污泥离心含水率分别为69.10%、24.05%和69.73%。水热处理后,上清液色度增加,厌氧消化性能提高,然而温度过高、碱投加量过大时,生成的中间产物在一定程度上抑制厌氧消化。

铁炭联合强化污泥水解液厌氧消化效能研究

针对城市污泥厌氧消化效率较低的问题,考察了单独加铁、加铁与活性炭及铁与生物炭对水解液厌氧消化的强化作用。结果表明,加铁及铁炭联合投加均能促进水解液厌氧消化效能,铁与生物炭在投加质量比为2∶1时促进效果最显著,挥发性脂肪酸中乙酸占比较对照组提高了13.45%,累计甲烷产量较对照组提高了32.86%。铁炭联合投加有利于污泥水解液的厌氧消化。

基于污泥蛋白质溶出的酶-热碱联合水解中试研究

为探究剩余污泥酶-热碱联合水解生产蛋白质工艺工业化利用的可能性,建立了1 m3·d^-1的剩余污泥(含水率80%)的中试水解系统。通过对酶解时间、复合添加量及碱解温度等关键工艺因素优化,获得了中试规模污泥联合水解的最佳工艺条件;通过酶和热碱水解动力学研究,明确了联合水解过程的限速步骤。结果表明:在日处理量为1 m3剩余污泥(含水80%)的中试水解过程中,酶解时间为1.5 h、复合酶投加量为1%、污泥浓度为30 g·L^-1、碱解时间1.5 h、碱解温度80℃时,蛋白质溶出效果最佳,上清液中蛋白质浓度为2160 mg·L^-1;污泥酶解过程符合米氏方程,碱解过程符合零级动力学方程,二者的水解速率分别为0.709 mg·(L·min)^-1和11.046mg·(L·min)^-1;与碱解相比,酶解是剩余污泥联合水解的限速步骤。研究结果可为污泥联合水解工艺产蛋白质的产业化应用提供必要的技术参数。

微生物电解池从剩余污泥热碱水解液中回收鸟粪石

通过鸟粪石的形式回收城市污水处理厂剩余污泥中的氮磷,不仅可减少对环境的污染,而且可以实现氮磷的资源化。利用微生物电解池(microbial electrolysis cell,MEC)开展了回收剩余污泥热碱水解液中鸟粪石的研究,实验结果表明,剩余污泥通过热碱水解促进了磷酸盐的释放,经MEC处理后可形成鸟粪石沉淀。扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)结果表明,阴极沉淀物为斜方晶,主要成分为N、O、P、Mg,符合鸟粪石的成分组成及晶体特征。双室MEC的鸟粪石生成速率远大于单室MEC的,双室MEC对磷酸盐的去除率最高可达77%,而单室MEC对磷酸盐去除率最高为56%。在双室MEC中,随着外加电压的升高,鸟粪石的生成速率增大,当外加电压为0.95 V时,鸟粪石生成速率为0.37 g/(m2·h);当外加电压为1.15 V时,鸟粪石生成速率为0.61 g/(m2·h)。微生物电解池为剩余污泥中鸟粪石的回收提供了一种新的处理方法。

浅谈污泥“热碱水解+资源化利用”技术

污泥“热碱水解 资源化利用”技术是一项专利技术,文章将该技术进行了介绍,并结合西咸新区污泥处置现状,阐述了该技术在西咸新区推广的必要性。

无锡市典型污泥处理处置全过程碳排放特征研究

无锡市污泥处理处置工程实行碳减排策略迫在眉睫,对无锡市3种主要的污泥处理处置技术路线进行全过程碳排放核算。核算结果表明,当处理1 t干污泥时,深度脱水-干化焚烧-填埋的碳排放量(2 985.34 kgCO_(2)/tDS)最高,其次是生物沥浸-好氧堆肥-土地利用(2 743.06 kgCO_(2)/tDS),碱性热水解-土地利用的总碳排放量最低,为1 080.64 kgCO_(2)/tDS。整体上,污泥碳排放中以电能消耗和药剂消耗为主的间接碳排放占全部碳排放量的82.4%,是污泥处理处置过程产生碳排放的主要因素。

热碱法处理污泥沼渣及其厌氧发酵性能研究

针对污泥沼渣中有机质难以回收利用的问题,利用热碱法破解污泥沼渣,探究了不同条件对沼渣破解率和有机物溶出率的影响,确定了热碱法处理污泥沼渣的最佳条件为:pH=13、T=80℃、t=8 h。此条件下,污泥沼渣的破解率为40.9%,COD、蛋白质、多糖的溶出率分别为722.2,79.7,73.7 mg/g VSS。利用热碱处理后的污泥沼渣破解液进行厌氧发酵产甲烷,比较了不同初始pH值对厌氧发酵的影响,发现初始pH值的改变对有机物降解率的影响较小,但初始pH值的增加会提高发酵过程中CH_(4)的产率,降低CO_(2)的产率,提高产气中CH_(4)含量。因此确定初始pH值=13时污泥沼渣破解液产甲烷效果最好,此时COD去除率为61.1%,CH4产率达到65.0 mL/g VSS,产气中CH4含量能够达到81.0%。该研究证明热碱处理可提高污泥沼渣的可生化性,具有应用于厌氧发酵产甲烷的潜力。

超声与DNA提取酚试剂协同强化污泥蛋白质溶出

与常规污泥处理方式相比,热碱分解处理能得到富含蛋白质的高附加值产品,更有利于城镇污水处理厂污泥的土地利用处置。以利用热碱工艺获得的污泥混合液作为原料,以蛋白质、溶解性有机物(SCOD)、总有机碳(TOC)、总氮(TN)浓度为指标,探究超声和化学药剂处理对于污泥细胞的破坏和蛋白质的提取效果,并根据单因素控制变量实验确定最佳反应条件。结果表明:污泥最佳处理条件为超声功率480 W,时间20 min,环境初始温度38℃,环境pH为7.83和DNA提取酚试剂投加比例6%,此时蛋白质最大溶出量为861.71 mg/L,较对照组提升150%~200%;除超声时间无明显影响外,各因素对于污泥蛋白质浓度的影响均为极显著;在超声作用的基础上,外加DNA提取酚试剂协同处理可将胞内外碳水化合物和蛋白质脱附,6%化学药剂投加比例下,可将滤液中蛋白质的浓度提高至最大值861.71 mg/L。