扬子石化污水剩余活性污泥的中温消化

一、前言南京扬子乙烯工程是以30万吨/年乙烯装置和45万吨/年芳烃装置为核心的成套引进的大型石油化工项目。其污水处理站一期接纳乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙二醇、常减压、尤里卡、芳烃、乙醛、醋酸等九套装置的生产污水,初期污染雨水及油罐槽车洗涤污水。

绿化修剪草与污水厂污泥混合中温厌氧消化的可行性研究

对城市绿化修剪草与污水厂污泥消化联合处理的可行性进行了研究。选择了10%,20%,30%,40%和50%共5个修剪草与污泥的干基投加比例,试验结果表明,随着修剪草投加量的增加污泥消化系统的产气率亦随之增加,当修剪草投加比例为50%时,消化系统产气率可达348L/kg.TS,与不加修剪草相比,产气率增幅达到30%,修剪草与污水厂污泥消化联合处理是可行的。

污水处理厂剩余污泥的中温厌氧消化特性研究

对天津某污水处理厂的剩余污泥进行中温厌氧消化试验,研究了在不同HRT下的产气量、有机物去除率等指标,结果表明:剩余污泥经过中温消化,在HRT分别为30、20、10 d时,产气率分别为0.022、0.027、0.033 L/(g[VS].d);CODCr的去除率为18.8%～38.1%;由COD物料衡算得知,基质中40%的固态有机物被分解转化,COD甲烷转化率最高约为32.0%;对剩余污泥基质的元素组成进行分析,经计算推导出基质的模拟分子式为C9.87H16.72O33.81N。研究结果为污水处理厂剩余污泥厌氧消化工艺选择合适的工艺条件提供了理论参考。

有机垃圾组分中温厌氧消化产甲烷动力学研究

以土豆、生菜、瘦肉和花生油为原料,采用批式中温厌氧消化产甲烷实验,研究了城市生活有机垃圾中淀粉类、纤维素类、蛋白质类和脂类4种典型组分的厌氧消化产甲烷特性。利用修正Gompertz方程对累积产甲烷量进行拟合,并对厌氧降解过程用一级动力学进行分析。结果表明:土豆、生菜、瘦肉和花生油的最终甲烷产量为260.1、145.7、258.4和757.2mL·gVS^(-1),延滞期分别为0、1.3、1.6和13.1d,累积甲烷产量达到最终甲烷产量80%所需的时间分别为7.2、9.6、8.1和59.7d,可生物降解度分别为74%、31%、51%和85%。从厌氧消化过程中液相的挥发性脂肪酸浓度和气相的氢气浓度以及pH监测结果表明,所有厌氧消化过程均没有中间产物的积累,适合一级动力学方程。土豆、生菜、瘦肉和花生油的厌氧降解速率常数分别为0.183、0.147、0.190和0.020d^(-1)。

餐厨垃圾与污泥两相中温厌氧消化试验研究

研究了混合比例和污泥停留时间对餐厨垃圾与污泥联合两相中温厌氧消化过程的影响。相较于餐厨垃圾与污泥TS比为1∶3的条件,TS比为1∶1时两相系统具有更好的产气效果、有机物去除效果和运行稳定性。随着SRT的延长,两相系统有机负荷逐步降低,产甲烷速率相应降低,单位体积进料产沼气量以及有机物去除率逐步提高。在餐厨垃圾与污泥TS比为1∶1的条件下,两相厌氧消化系统最佳SRT为25 d(产酸相和产甲烷相分别为5 d和20 d);此时,沼气中甲烷含量高达71%,产甲烷速率和甲烷产率分别为0.7 L/L·d和0.69 L/gVS去除,两相系统VS去除率达到64.7%。

初沉污泥和厨余垃圾的混合中温厌氧消化

对初沉污泥和厨余垃圾混合中温厌氧消化的可行性进行了研究。采用两种物料混合，其初沉污泥和垃圾按VS之比分别为3：1和1：1，HRT分别采用10d、13d、16d、20d。试验结果表明，在所有的反应器运行过程中，进料有机负荷为1．66～4．19gVS／（L·d），所有反应器系统中均没有出现如pH降低、碱度不足、氨抑制和VFA积累等抑制现象。在两种进料条件下，相应的VS去除率分别为61．89／6～66．49／6和67．5％～70．4％，甲烷产率分别为0．441～0．447L／gVS和0．47～0．482L／gVS。

沼渣水热炭添加对猪粪中温厌氧消化的促进作用

为探明沼渣水热炭添加对猪粪中温厌氧消化产气的影响,该研究以190℃水热炭化制备的猪粪沼渣水热炭(H-190)为研究对象,采用批次发酵实验,探讨H-190添加对猪粪中温(37℃)厌氧消化产气特性的影响。结果表明,TS=4.0%的猪粪中温厌氧消化系统中,添加H-190后系统的平均产气量和产甲烷量分别为313.07和191.35 m L·g^(-1)VS,较纯猪粪处理提高了29.81%和26.22%;而TS=8%的体系中,添加H-190后,二者分别为233.59和145.00 mL·g^(-1)VS,较纯猪粪处理提高了12.08%和13.39%。添加H-190可提高TS=4%猪粪中温厌氧发酵系统的消化效率,缩短厌氧消化的延滞期,但对TS=8.0%的系统则相反。沼渣水热炭优良的表面特性是缓解猪粪厌氧消化过程中中间代谢物质的抑制、促进微生物间的电子传递、提高系统消化产气和产甲烷的主要原因。该研究对养殖场粪污厌氧消化高效处理具有工程指导意义。

污泥加热预处理对中温厌氧消化的影响

对污泥加热预处理给中温厌氧混合消化和污泥单独消化带来的影响进行了研究。研究结果表明,污泥加热预处理有利于提高混合消化对COD的去除率,尤其是SCOD的去除率由77%增长到93%,但不利于TS和VS的去除;而对污泥单独消化,预处理则不利于有机物的去除。采用加热预处理后的污泥进样,混合消化和污泥单独消化的甲烷产气量均有所提高。

城市污水处理厂污泥中温两相厌氧消化的研究

采用中温两相厌氧消化处理西安市污水处理厂污泥,结果表明,污泥可在较短的停留时间(296 h,产酸相30 h,产甲烷相266 h),较高的有机负荷(约2.65 kg VS/m3.d)下稳定运行,系统VS去除率38.87%,pH≈7.5,产气速率6.33 L/L.d,单位VS产气率3.00 L/g。与单相厌氧消化处理结果对比,两相厌氧消化系统的停留时间可减少一半,而污泥有机负荷提高2倍,且有机物的去除率大,处理效果好,稳定性高,抗冲击负荷能力强,产气性良好。

污泥中温厌氧消化的实验研究

通过实验室装置对活性污泥中温(35℃)厌氧消化过程中的沼气产生量和气体成分进行了监测,并对消化前后污泥的含水率、VS、成分等进行对比分析。结果表明:该污泥可以采用中温厌氧消化的方法进行处理,沼气的收集可以实现能量的回收,但由于消化后污泥中Cu、Ni的重金属含量超过GB 4284—1984农用污泥中污染物控制标准,因此不能用作农业肥料。

炼油厂剩余污泥中温与高温厌氧消化对比实验

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与高温厌氧消化对比试验，进行污泥减量化及资源化的中试研究。通过对系统进行每天定量投配生活污泥，分别考察了不同污泥投配率、停留时间、污泥系统中pH值、VFA、碱度、NH4^＋-N、固相及液相COD的参数的变化情况，及COD、VSS的降解情况。经消化历程实验发现，锦州石化公司剩余活性污泥有较好的消化性能，消化一个周期约为20～25d；消化系统的pH值保持在6．5～7．5之间。

污泥与餐厨垃圾联合两相中温厌氧消化效果探析

研究了不同HRT条件下餐厨垃圾与污水污泥联合两相中温厌氧消化系统的运行效果。结果表明当产酸相HRT为5d时，产酸反应器挥发酸产量最高，且丙酸含量较小，产酸效果最佳。当产甲烷相HRT为20d时，产甲烷反应器运行效果较佳，沼气产率达到0．69L／gVS去除、甲烷含量为71．3％、VS去除率为64．7％。该文采用动力学控制方法即可基本实现产酸相和产甲烷相的分离，产酸相和产甲烷相pH分别为4．6～5．5、7．3～7．4；虽然产酸相仍存在轻微的产甲烷作用，但并不影响有机物的水解和酸化，也不影响两相系统的运行效果。

卵形中温厌氧消化池本体工艺基础设计的探讨

以某20万t污水处理厂卵形中温厌氧消化池为模板,探讨了卵形消化池池容和池体尺寸的确定方法,以及池体表面积的计算方法,并且比对了不同设计方案和计算方法下消化池池容及相关参数的设计结果,同时总结了部分设计参数的取值,并为类似工程的设计提出了合理建议。

卵形池中温厌氧消化系统辅助系统工艺基础设计的探讨

以某20万吨污水处理厂卵形中温厌氧消化池为模板,探讨了卵形池中温厌氧消化系统辅助系统-污泥投配系统、热工系统、沼气输送系统设计计算的方法以及部分设计参数的取值。

中温和高温厌氧消化的比较

厌氧消化目前已广泛应用于市政污泥、有机废水、城市有机垃圾、养殖粪便等有机废弃物的资源化处理,由于其具有在实现有机废弃物处理的同时产生甲烷燃料,剩余物还可以作为肥料使用的优点,全球各地已建立了许多大规模的厌氧消化工厂。温度是影响厌氧消化的重要因素,中温和高温厌氧消化是目前常采用的两种工艺,二者各有优劣,但是我国存在对高温厌氧消化的重视程度远远不及中温厌氧消化的问题。因此,本文首先对中温和高温厌氧消化及比较两种工艺的中英文文献进行了统计分析,然后重点从运行参数、有机物降解率、系统稳定性、产沼气性能、消化污泥特性(包括脱水性能、起泡潜力和病原菌含量)和微生物特性等运行性能、厌氧消化模型、经济效益和应用现状等方面对中温和高温厌氧消化进行了详细的比较,并对厌氧消化的应用和发展提出了建议。

特定有益菌对奶牛粪便中温厌氧消化体系稳定性和指示菌存活的影响

本文研究了添加假单胞菌、芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌和放线菌对奶牛粪便中温(35℃)厌氧消化过程中消化体系稳定性和指示菌(粪大肠菌群、产气荚膜梭菌、厌氧菌和需氧菌)存活情况的影响。通过采用1L抽滤瓶作为消化罐,置于恒温箱内35℃模拟中温厌氧消化。检测厌氧消化过程中粪大肠菌群、产气荚膜梭菌、厌氧菌和需氧菌数量的变化,同时对挥发性脂肪酸(VFA)含量、NH4+-N含量和pH值等指标进行测定。结果发现,在厌氧消化体系中添加假单胞菌、芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌和放线菌对整个消化过程中VFA含量、NH4+-N含量和pH值没有显著影响(P>0.05),但可提高酸化阶段丁酸和乙酸的产量,降低丙酸的产量,有利于形成一个良好、稳定的厌氧消化体系。添加的微生物可以显著促进粪大肠菌群数量的减少(P<0.05),但对产气荚膜梭菌、厌氧菌和需氧菌的数量并没有显著的影响(P>0.05)。试验结果表明,假单胞菌、芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌和放线菌在厌氧消化处理畜禽排泄物过程中的应用有一定的理论推广价值,其实际应用的研究有待进一步开展。

碱度类型及浓度对剩余污泥中温厌氧消化的影响

为了探究不同碱度物质(Na_2CO_3、KHCO_3、NaHCO_3)和浓度范围(2000,3000,4000mg/L)(以CaCO_3计)对中温厌氧消化系统的影响,采用了密封的半连续搅拌反应器进行批次试验.综合反应器运行与微生物高通量测序分析,结果表明在3种不同碱度类型中Na_2CO_3能推进水解酸化过程,而在产气减量方面Na HCO_3表现更为突出,说明在调节系统碱度时,Na_2CO_3更易促进水解酸化这一限速阶段,而Na HCO_3能使水解酸化细菌与产甲烷菌之间保持平衡,保证甲烷产量;在不同Na HCO_3浓度情况下,增加投加碱度的浓度使水解能力增强,相应会导致脱水性能恶化,而系统中挥发性脂肪酸含量变化不大,过量碱度将使得系统产气和减量能力下降.

中温厌氧消化对猪、奶牛粪中腐殖质含量及结构的影响

为阐明畜禽粪便厌氧消化后腐殖质的特性,文章以猪粪和奶牛粪为研究对象,探讨了进料总固体(TS)为4%和8%条件下中温35℃±1℃厌氧消化后物料中腐殖质含量和结构的变化特征。结果表明,中温厌氧消化后猪粪和奶牛粪的总腐殖质(HS)和富里酸(FA)含量均显著(p<0.01)降低;胡敏酸(HA)含量在发酵猪粪中显著(p<0.01)降低,而在发酵奶牛粪中无显著性变化。基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)结果发现,猪粪消化残留物中糖类占比增多,脂肪族、酚类、蛋白质化合物占比减少,而奶牛粪发酵后多糖类物质占比减少,脂肪族、脂质、酚类化合物占比增加。芳香族化合物仅在高浓度猪粪中温厌氧消化后有少量被分解。该研究为畜禽粪便消化残留物后续的合理利用及环境风险评估提供参考。

不同污泥含固率的高温微好氧-中温厌氧消化工艺研究

为探讨城市污泥高温微好氧-厌氧两级消化耦合工艺（TAD-MAD）中CH_4产气情况,考察了不同污泥含固率条件下TADMAD工艺中的p H、总碱度、VSS去除率、挥发性脂肪酸（VFA）和沼气产量以及沼气中CH_4含量,并与中温厌氧消化工艺（MAD）进行对比。试验结果表明,在未调节污泥初始p H的条件下,在消化过程中污泥p H能维持在6.5~7.8之间,适宜甲烷菌生长。TAD-MAD工艺中高温微好氧消化2 d,VFA含量大幅度增加,最高为8 524.70 mg/L,有利于后续中温厌氧消化产甲烷。TAD-MAD工艺系统中累积单位VSS甲烷产气量和CH_4含量均高于MAD工艺。TAD-MAD工艺最佳进泥TSS为7.12%,污泥经过24 d的消化,VSS去除率能达到40%,而MAD的VSS去除率仅为35.12%。TAD-MAD工艺累积单位VSS甲烷产气量为116.56 m L/g VSS,超过MAD的85.72 m L/g VSS。且TAD-MAD工艺产甲烷持续时间较MAD工艺长,CH_4含量总体高于MAD工艺,表明TAD-MAD工艺在VSS去除、甲烷产气量和甲烷含量方面均优于MAD工艺。