大豆废水厌氧发酵产甲烷工艺条件优化

为了在大豆废水的降解过程中充分提高甲烷产量,设计L9(34)正交试验,研究微量元素、发酵温度、有机负荷和污泥浓度对大豆废水厌氧发酵产甲烷量的影响,确定各影响因素的主次顺序,并根据正交试验结果进行工艺条件优化研究。实验结果表明:对甲烷产量影响最大的因素是有机负荷,其次是微量元素、污泥浓度,发酵温度影响最小。优化的工艺条件组合为:Co 1 mg/L,发酵温度45℃,有机负荷1.52 kg COD/(m3·d),接种污泥浓度30.00 g VSS/L,在此条件下累积甲烷产量最大为970 m L,比未优化组合提高15.10%,累积甲烷产率达344.49 m L/(g SCOD),甲烷含量最大为84.12%,SCOD的去除率达到84.00%。

Fe3O4NPs对模拟大豆蛋白废水厌氧产甲烷的影响及动力学分析

为了提升大豆蛋白废水厌氧发酵产气性能,通过批式实验探究纳米Fe3O4(Fe3O4nanoparticles,Fe3O4NPs)对模拟大豆蛋白废水厌氧发酵产甲烷的影响,并采用2种不同模型对发酵过程中累积甲烷产量进行动力学分析。结果表明,添加适量的Fe3O4NPs有助于提高大豆蛋白废水厌氧发酵产气量和有机物去除率,促进产甲烷过程。质量浓度为300 mg/L时,累积产气量达到652.12 m L,比对照组提高23.51%,平均甲烷含量为81.63%;可溶性化学需氧量(soluble chemical oxygen demand,SCOD)、生化需氧量(biochemical oxygen demand,BOD5)和蛋白质去除率均最高,分别为89.11%、91.91%和71.52%,甲烷产率达到331.40 m L/g SCOD;添加Fe3O4NPs可以降低厌氧发酵过程中氨氮和总氮浓度。Transference模型和改进的Gompertz模型均可较好地拟合大豆蛋白废水厌氧发酵产甲烷过程,前者拟合度更高(R2>0.96),且Fe3O4NPs质量浓度为300 mg/L时获得的最大甲烷产率为350.84 m L/g SCOD。

负载纳米铁对厌氧消化产甲烷过程的影响

以葡萄糖为底物,通过添加不同浓度负载纳米铁,探究其对厌氧发酵产甲烷的影响。选取5组不同投加量0,25,50,100,200 mg/L的负载纳米铁进行实验,通过对比累计甲烷产量,COD,氨氮,pH,得出最适纳米零价铁投加量。实验结果表明:投加量为50 mg/L时,累计产甲烷量最大为721 mL,比空白提高223 mL;此时COD去除率最大为95.32%。

零价纳米铁的制备与应用

指出了零价纳米铁由于其特殊的尺寸效应、表面效应及特有的性能,在去除水体中的污染物等方面有很好的应用前景,但目前关于它的制备与应用研究的还不够深入。采用化学液相还原法利用硫酸亚铁溶液制备了零价纳米铁,并通过添加零价纳米铁,探究了其对大豆废水厌氧发酵的影响,从而更好地应用于生产生活中。从产气性能、有机物转化方面分析发现,零价纳米铁对大豆蛋白废水厌氧消化产甲烷有促进作用。实验结果表明:最终产气量为850 mL,比空白提升了55.2%,COD去除率达到了84.1%,蛋白质去除率最高达到了60.31%。