市政污泥“热水解+高含固厌氧消化”处理工艺设计浅析

厌氧消化工艺因具有良好的污泥稳定化、减量化、资源化特性而在市政污泥处理中得到广泛应用,而“热水解+高含固厌氧消化”工艺具有减少厌氧消化系统占地和投资、大幅提升厌氧消化效率的特点,该工艺可彻底实现污泥无害化,更好实现污泥减量化、稳定化和资源化,在市政污泥处理应用中具有广阔前景。文章依托国内“热水解+高含固厌氧消化”工艺实际工程案例,对工艺流程和各系统组成进行梳理和分析,梳理工艺设计关键参数,并对该工艺的特点及设计要点进行分析,为类似项目的工程设计提供参考。

热水解对初沉污泥高温厌氧消化产气性能的影响研究

厌氧消化是目前城市污水处理厂处理污泥的主要方式,传统污泥厌氧消化有机物转化率和产气性能都较低,采用热水解结合高温厌氧消化进行小试试验,考察热水解工艺对初沉污泥高温厌氧消化产气性能的影响。试验结果表明,热水解后初沉污泥最大粒径、平均粒径和中值粒径分别是处理前的0.49倍、0.55倍和0.51倍,污泥中可以被厌氧微生物分解的有机物含量明显提升,COD溶出率达到27.1%。热水解处理之后的初沉污泥相较于处理之前单位VS总产气量提高了21.93%,有机物转化率提高了4.93%,热水解工艺有效提高了初沉污泥高温厌氧消化的产气性能。

一段式短程反硝化-厌氧氨氧化工艺处理电厂循环冷却水与城市污水的可行性研究

厌氧氨氧化反应由于其自养脱氮的特性,自被发现之日起就备受关注。作为一种能稳定为厌氧氨氧化反应提供亚硝态氮的技术,短程反硝化技术将硝酸盐仅还原为亚硝态氮,已经被认为是目前最节能的硝酸盐废水脱氮技术。针对一段式短程反硝化-厌氧氨氧化工艺实现电厂循环冷却水浓水与城市污水同步脱氮的可行性进行探究。在pH=9的条件下,经过26 d的驯化,成功启动在低pH下能稳定实现高亚硝积累的短程反硝化反应器。加入厌氧氨氧化污泥后,迅速启动一段式短程反硝化-厌氧氨氧化反应器。短程反硝化过程能利用的有机物主要来源于城市污水。因此,预计通过控制化学强化初沉的可以控制预处理过程有机物的去除量,从而控制进水的碳氮比实现稳定脱氮。采用短程反硝化-厌氧氨氧化技术可以在低物质输入,低能源消耗,低碳排放,低剩余污泥产生的前提下实现电厂循环冷却水浓水与城市污水的同步脱氮,是一种经济且环境友好的处理技术。

蒸汽蓄热器在市政污水处理厂热水解厌氧消化工艺中的应用设计

在日益严格的环保要求下,热水解厌氧消化工艺成为市政污泥减量化、稳定化、无害化、资源化的途径之一。Cambi热水解工艺是全球工程化应用最成熟的工艺,由于其序批式反应机制,蒸汽系统负荷有较大波动,应用于热电联产系统中会导致锅炉负荷不稳定,可能产生锅炉故障等问题。以北京某污泥中心热电联产项目为例,为解决热电联产系统蒸汽负荷波动和蒸汽源产气波动的问题,采用3种方法计算了蒸汽蓄热器理论蓄热量和容积,综合比较确定蒸汽蓄热器设计容积为200 m^(3)。蒸汽蓄热器的应用可达到改善锅炉运行状况、提高锅炉运行热效率和供汽品质、均衡用汽负荷、热电联产稳定性等作用。通过对北京市政污水处理厂进行蒸汽蓄热器应用设计,可为蒸汽波动带来的运行问题和节能设计提供新的解决思路。

厌氧-缺氧生物膜反应器/脉冲生物滤池/多孔介质生态滤床工艺处理校园生活污水探究

农村污水治理是改善人居环境、实施乡村振兴战略的重点工作,乡镇中学污水治理是农村污水治理的重要环节。针对乡镇中学生活污水排放的特点,从降低能耗、操作的复杂性、维修养护的繁琐性、符合生态文明及生态宜居大背景的要求出发,优化组合形成“厌氧-缺氧生物膜反应器-脉冲生物滤池-多孔介质生态滤床”生活污水处理工艺,并应用于安徽省寿县堰口镇某中学生活污水处理工程。该工程对小水量分散式校园污水治理与循环利用具有示范作用。

临床感染标本厌氧菌质谱鉴定及临床特征

目的探讨我院厌氧菌感染的种属分布、耐药性和临床特征,为临床治疗提供参考。方法收集2020年1月至2023年6月从临床感染标本中分离的非重复感染部位、非重复株厌氧菌菌株248株。采用MALDI-TOF MS技术鉴定厌氧菌种属,采用天地人微生物检测系统进行药敏试验和β-内酰胺酶实验,并进行临床分析。结果共分离248株厌氧菌,分属13个属,以拟杆菌属(44.4%)、普雷沃菌属(16.1%)和消化链球菌属(15.3%)为主。拟杆菌属中脆弱拟杆菌(74.5%)最多,主要来自分泌物、脓液和静脉血。脆弱拟杆菌对甲硝唑、氯霉素、头孢西丁、头孢三代药物、碳青霉烯类药物和β-内酰胺类复合药药物的敏感率均>85%。青霉素、氨苄西林耐药率为100%。对四环素和克林霉素耐药率>50%。β-内酰胺酶阳性率100%。结论厌氧菌是重要的感染病原体,其耐药性明显增加。实验室应加强对厌氧菌的鉴定和药敏试验指导临床合理用药,提高治疗效果。

温度及有机负荷对高温高含固污泥厌氧消化启动期产甲烷特性影响研究

高含固热水解-高温厌氧消化工艺可有效提升城镇污水处理厂污泥厌氧消化负荷和能量利用率。当不同污泥厌氧消化工艺切换至高含固热水解-高温厌氧消化时,由于受到高氨氮、高温及高负荷的影响,易引发酸积累。为探讨不同工艺启动高温高含固率厌氧消化工艺的可行性,本研究使用稳定运行的中温常规含固率R1反应器[(35±1)℃,总固体(TS)含量为2%]、中温高含固率R2反应器[(35±1)℃,TS含量为10%]、高温常规含固率R3反应器[(55±1)℃,TS含量为2%]和中温高含固率R4反应器[(35±1)℃,TS含量为14%],并以高含固率(10%)热水解剩余污泥为基质开展高温高含固率厌氧消化反应器启动试验,分析启动过程中氢代谢速率、比产甲烷活性以及微生物群落结构变化,并探讨温度、含固率对产甲烷特性的影响。结果表明:由4种不同工况反应器启动高温高含固率反应器后,各组反应器的挥发性固体降解率为39.8%~41.6%,保持了较高的产甲烷性能。乙酸产甲烷活性相较于启动前下降了37.9%~73.4%,但氢利用速率从0.585~4.914 kPa/(g·h)增至6.76~18.25 kPa/(g·h)。氢营养型产甲烷菌Methanothermobacter和Methanoculleus成为高温高氨氮环境下的优势菌种,启动后其相对丰度提至57.84%~83.94%。高温常规含固率厌氧消化反应器在工况切换前初始氢利用速率达到4.914kPa/(g·h),表现出较高的稳定性。因此,由高温常规含固率反应器启动切换至高温高含固厌氧消化工艺是一种可行策略,关键是提升启动期的初始氢利用速率。

纳米气泡的特性及其在有机固体废物厌氧消化中的应用

基于国内外研究现状,分析了纳米气泡(NBs)的基本性质和产生方式,以及改善厌氧消化性能的作用机理,综述了NBs在有机固体废物厌氧消化中的研究进展,以及在增强厌氧消化稳定性、加快水解速率、提高甲烷产量等3个方面的应用,提出了加强不同气体NBs理化性质研究、开发多种气源、提升检测能力、降低能耗和成本等后续研究展望。

微好氧厌氧消化研究进展

微好氧厌氧消化是一种介于厌氧环境和好氧环境之间、具有低浓度溶解氧的厌氧消化方式。该消化方式不需要额外处理单元,通气速率可精准调控,比传统厌氧消化更具优势,可实现更高的生物转化和甲烷产出,是一种可靠、有效的有机废弃物能源化方法。目前,微好氧厌氧消化已被证明在提高微生物多样性、加速水解、减少硫化氢生成、提高甲烷产量等方面具有独特优势,是近几年厌氧消化研究的新方向。本文通过对近20年微好氧厌氧消化相关研究进行梳理,阐述了微好氧厌氧消化的概念和机制,总结了微好氧对厌氧消化的影响及其应用,分析了影响微好氧厌氧消化的因素,并指出了其存在的问题和下一步发展方向,以期为微好氧厌氧消化系统的改进和应用提供科学依据及支撑。

水解酸化+A2/O+AO+芬顿氧化工艺处理工业园区污水

针对工业园区的污水排放企业种类较多、进水水量水质波动较大、污染物复杂且可生化性差、排放标准高的特征,以浙江省德清县某工业园区实际污水处理工程为对象,分析了水解酸化+A2/O+AO+芬顿氧化工艺处理以印染、食品制造、金属加工企业为主的废水排放的技术经济可行性.实践结果显示,出水水质的COD、NH_(3)-N、TN及TP能稳定达到《城镇污水处理厂主要染物排放标准》(DB33/2169—2018)中的限值,其余指标达到《城镇污水处理厂染物排放标准》(GB18918—2002)的一级A标准;工程投资金额为8200元/m^(3),实际直接运行成本为2.39元/m^(3).

铁锰改性油茶壳基生物炭对污泥厌氧消化性能及微生物群落结构的影响

水解阶段是污泥厌氧消化的限速阶段,投加外源添加剂生物炭(BC)是打破水解限制与提高甲烷产量的有效手段。以木本油料加工剩余物油茶壳为原料,制备铁锰改性生物炭(Fe-Mn-BC),并通过扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱、X射线衍射仪等对材料进行表征测试,探讨其对污泥厌氧消化性能、甲烷产量以及微生物群落结构的影响。结果表明:Fe-Mn-BC具有多孔结构,铁锰颗粒以多种氧化物的形式负载在BC表面;添加Fe-Mn-BC能提高甲烷产量,当投加的Fe-Mn-BC总固体质量分数为80 mg/g时,累积产气量最高达301.59 mL/g,较未添加组提升了45.27%。微生物群落分析发现,添加Fe-Mn-BC的组别古菌群落优势菌泉古菌门(Crenarchaeota)、Candidatus_Methanomethylicus和Candidatus_Methanofastidiosum丰度增加,这些菌群能有效促进有机物水解并提高甲烷产量,表明Fe-Mn-BC的加入不仅能富集产甲烷菌等具有功能性的微生物菌群,有效提高污泥厌氧消化效率,也为油茶壳的资源化利用提供了有效途径。

厌氧处理对黄茶生物活性的影响及γ-氨基丁酸富集的代谢组学分析

以黄茶为研究对象,探究厌氧处理对茶叶中γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)以及其他活性成分的含量和功能的影响,并利用代谢组学分析厌氧过程促进黄茶富集GABA的机理和代谢途径变化。结果表明,厌氧处理后黄茶中的GABA含量升至3.3 mg/g,且其上下游氨基酸的含量发生了相应变化。同时,厌氧处理后黄茶中的总酚和总黄酮含量均有显著提升。体外抗氧化、抗糖基化和降糖活性分析发现,厌氧处理提高了黄茶的自由基清除能力、总抗氧化能力和抑制糖基化产物形成的能力,但对其抑制淀粉消化酶活性的能力影响较小。经代谢组学分析共筛选出218种差异代谢物,包括氨基酸类、有机酸、类黄酮、类核苷酸和糖类等。经通路富集分析,发现受显著调控的通路包括氨基酸的生物合成代谢、色氨酸代谢、类黄酮生物代谢和丁酸代谢等。厌氧处理通过影响L-谷氨酸和琥珀酸半醛途径调控GABA含量。本研究可为GABA富集茶的研究和开发提供参考。

污泥典型处理处置过程对矿物油的削减研究——以北京城市生活污泥“热水解+高级厌氧消化+板框脱水+土地利用”为例

测定了北京市某污水处理厂“热水解+厌氧消化+板框脱水”处理过程中各工艺节点的污泥样品的矿物油浓度,计算了矿物油在污泥处理过程中的质量流,开展了园林土地利用实验并检测了土壤-植物系统对矿物油的吸收及削减.该污水处理厂污泥中含有较高浓度的矿物油且处理过程对矿物油无明显削减,板框脱水污泥饼中矿物油浓度为4533.8~10385.9mg/kg,土壤-植物系统平均削减了84.1%的矿物油,但矿物油主要积累于黑麦草叶片以及向日葵花盘等主要可利用部分,因此需要对污泥土地利用处置过程中矿物油生态安全性进一步研究.

厌氧水解-SBR工艺处理高浓度有机废水运行工序的优化

将ASBR反应器和SBR反应器结合组成厌氧水解 SBR工艺用于养猪场废水的处理 ,ASBR反应器作为厌氧水解反应器 ,主要完成对有机物的水解 ,达到初步降解有机物的目的 ,在反应器每次进水量和排水量不大于其有效容积 70 %的前提下 ,研究了ASBR反应器厌氧搅拌段的时间对污水可生化性和对后续SBR脱氮处理效果的影响 .结果表明 ,厌氧搅拌 36h的污水既保持了较高的可生化性 ,出水BOD/COD保持在 0 .4左右 ,又能在后续SBR处理中取得较好的脱氮效果 ,经SBR反应器处理后出水NH+ 4 N <1 0mg/L .通过实验分析进一步确定了好氧SBR反应器运行的最佳工序 ,厌氧水解 SBR运行工序优化后 ,BOD5的总去除率达到 98%以上 ,NH+ 4 N去除率达到 99%以上 ,但出水CODCr达不到排放标准 ,经混凝沉淀处理后方能达标排放 .

城市污水水解-厌氧-微氧联合处理工艺

采用水解 -厌氧 -微氧联合处理工艺处理城市污水的研究结果表明 :在总 HRT不超过 8.5h(水解 2 .5h、厌氧 4.0 h、微氧2 .0 h) ,平均温度为 1 9℃ ,进水 COD浓度为 30 0± 50 mg/L时 ,总 COD和 SS的去除率分别可达 75%和 80 %以上 .总出水 COD、BOD、SS完全达到国家二级排放标准 .微氧单元对厌氧出水中残余有机物去除效果良好 ,HRT不超过 2 h,DO控制在 0 .2 mg/L～ 0 .5mg/L左右 ,进水为 1 50 mg/L时 ,去除率可达 53%以上 .微氧污泥沉降性能良好 ,SVI=38.8ml/g.水解 -厌氧 -微氧工艺在突出低能耗的前提下 ,达到了较高的有机物去除率 ,与现有的城市污水处理工艺相比有一定的优越性 .

混凝-厌氧水解-好氧组合工艺处理印染废水的研究

印染废水的色度大,有机物含量高,可生化性差。针对上述特点,采用了混凝-厌氧水解-好氧组合工艺处理印染废水。结果表明,该工艺对印染废水有很好的处理效果,最终出水CODCr为83￣124mg/L,出水基本达到无色,达到纺织染整工业水污染物排放一级标准(GB4287—1992),处理成本为1.5元/t。

厌氧水解酸化-好氧氧化A_1/A_2/O工艺剩余污泥减量

在碱减量印染废水A1/A2/O生物处理系统,通过污泥回流、把剩余污泥回流到A1段,利用A段污泥的水解、酸化和O段微生物的好氧氧化作用可有效实现对回流剩余污泥的减量,同时O段好氧污泥的表观产率系数下降,系统产生的剩余污泥量减少.厌氧水解酸化-好氧氧化A1/A2/O工艺实现污泥减量由3段共同完成:A1段实现回流剩余污泥的“液化”和惰性化;A2段对系统污泥减量起到了强化作用;而O段微生物的合成作用在逐渐减弱.6个月连续运行的动态试验表明,在A1段的容积负荷(CODCr)为2.54 kg.(m3.d)-1、水力停留时间为7.56h条件下,A1段利用水解酸化作用对回流剩余污泥的减量达到67.87%,系统O段好氧污泥的表观产率系数也下降到试验初始时的45.5%.在A1/A2/O污泥减量系统中,各段污泥性状发生了变化,A1段污泥[MLVSS/MLSS]值从试验开始时的0.718 2下降到0.592 2,A2段污泥[MLVSS/MLSS]值从0.667 3下降到0.526 7,剩余污泥的减量是活性污泥逐渐惰性化过程,污泥的粒度分析也证明了这一点.

上流式厌氧反应器对污水处理的研究

为了高效治理污水,提取污水中含有的能量,采用上流式厌氧反应器,在4℃条件下对污水处理进行研究,并对污水的氧化还原和气体生成以及能量平衡进行分析。结果表明:①氧化还原电位(ORP)在42天后降低至厌氧环境的水平,上流式厌氧污泥床反应器(UASB)和厌氧膜生物反应器(AnMBR)的氧化还原电位降低率分别约为-1.32和-1.48/d;②UASB和AnMBR系统均能够有效去除COD,相对传统的中温接种物,使用冷适应接种物有显著的适应优势;③AnMBR和UASB的甲烷生产速率均随着时间呈上升趋势,系统运行中使用纤维膜时,采用UASB可提高甲烷生产率。

水解-激波厌氧-好氧工艺处理皂素废水研究

研究了水解-激波厌氧(ABSW)-好氧组合工艺处理黄姜皂素废水(硫酸提取工艺),经过三个月的培菌驯化、逐步增加负荷最终达到满负荷运行,成功实现初期既定目标。据此认为该组合工艺非常适合于皂素废水处理,为相关高浓度工业废水处理提供了借鉴作用。

生物-非生物添加剂协同促进餐饮业厨余垃圾厌氧消化——产气效能及微生物菌群动态变化

围绕当前餐饮业湿热除油厨余垃圾(FORFW)厌氧消化甲烷产率不高、“酸积累”和“氨抑制”导致过程不稳定的问题,基于生物-非生物协同强化湿热除油餐饮业厨余垃圾厌氧消化的课题组的前期发现,通过三因素三水平中温厌氧消化正交试验系统探究并优化接种比、铁类添加剂添加量和酵母菌添加量3个条件参数,同时借助高通量测序阐明生物-非生物添加剂协同促进FORFW产甲烷的内在微生物机理.研究发现,3个条件参数对FORFW厌氧消化的甲烷产率影响由高至低为接种比>酵母菌添加量>铁类添加剂添加量.接种比1.5、铁类添加剂0.5%(质量分数)、活化酵母菌3%(质量分数)为较优的使用条件.在上述条件下,FORFW的挥发性固体(VS)去除率为40.1%,累积甲烷产率为237.5mL/gVS.体系中甲烷鬃毛菌属(Methanosaeta)、互营单胞菌属(Syntrophomonas)和Syner-01属相对丰度明显增加,实现了乳酸来源的丙酸高效转化.其中,甲烷鬃毛菌属与厌氧绳菌科细菌互营产甲烷,互营单胞菌属参与互营丁酸氧化,Syner-01属参与互营乙酸氧化和氨基酸氧化.因此,FORFW的甲烷产率得到了切实保证.