低温产甲烷菌群对玉米秸秆低温厌氧消化的生物强化作用

为研究产甲烷菌群对秸秆低温厌氧消化的生物强化作用,试研究将长期驯化的低温产甲烷菌群投加至秸秆厌氧消化体系中,对比不同添加剂量(3%、6%、9%、12%、15%和18%)对低温(20℃)批式厌氧消化性能的影响。对产甲烷性能、中间代谢产物进行统计学和动力学分析,评价生物强化效果,确定最佳剂量,结合微生物群落分析揭示生物强化作用机制,结果表明:生物强化可促进秸秆低温厌氧消化,提高甲烷率1.27~2.24倍,促进乙酸和丙酸的降解,避免酸抑制,相比对照组缩短厌氧消化时间(T80)12~19d;动力学分析表明:生物强化可缩短厌氧消化的延滞期;统计学分析表明:强化甲烷产量的最佳剂量为12%,单位质量菌群强化甲烷产量的最佳剂量为6%;微生物群落分析显示生物强化促进低温厌氧消化的主要原因是提高了产甲烷菌Methanothrix和Methanosarcina相对丰度。

中低温厌氧处理城市污水污泥颗粒化的研究

用高径比为3:1的UASB反应器分别在35℃和室温条件下处理模拟城市污水,研究了污泥的颗粒化过程.比较了在不同温度、浓度下形成的颗粒污泥的特征.水温为9～25℃,进水浓度为100～200 mg COD/L,水力上流速度(Vup)在0.013～0.11 m/h的4#UASB反应器在60 d内在形成了成熟的颗粒污泥.研究表明,进水中低的有机物浓度,低的Ca2+、Mg2+浓度和低的Vup没有抑制颗粒化进程.

低温厌氧处理低浓度废水研究进展

对低温下厌氧处理低浓度废水的最新进展进行了较全面综述。高效厌氧反应器为这一发展提供了可能。首选反应器是膨胀颗粒污泥床 (EGSB)反应器。若废水中颗粒有机物含量较高 ,采用两级系统 (两个EGSB ,水解上流式污泥床(HUSB)反应器 +EGSB ,上流式厌氧污泥床 (UASB)反应器 +EGSB等 )处理效果较好。新兴的厌氧膜生物反应器也是该领域的一个发展方向。低温 ( 3— 12℃ )、低浓度 (COD <10 0 0mg L)废水中培养的嗜温种泥保持令人满意的产甲烷活性。其最佳代谢温度仍在中温范围 ( 30— 40℃ ) ,表明主要菌群仍是嗜温菌。

废水低温厌氧处理技术(上)

厌氧处理技术由于造价问题影响了它在低温下的应用。综述了低温下厌氧处理技术的优势及难点,低温下厌氧微生物和颗粒污泥的研究,动力学公式的推导及其参数的确定,反应器构型的影响,并特别介绍了低温下厌氧处理城市污水的研究进展。城市污水属于复杂废水,含有大量SS,用两相厌氧处理系统。即UASB+EGSB或AF+AH在13℃的低温下处理可以取得50％或70％的总COD去除率,表明城市污水低温厌氧处理是可行的。

低温厌氧发酵对奶牛养殖废水沉降特征的影响

为了降低养殖废水处理成本,增加有机肥水在喷滴灌系统中的透过性能,该研究以不同低温(10~25℃)条件对奶牛养殖废水进行厌氧发酵处理,并与传统厌氧发酵进行比较分析研究。结果表明:低温(15℃)条件下驻留时间4 d进行厌氧发酵能够改变养殖废水的沉降特征,养殖废水出现分层沉降现象,上清液浊度为1.4,上清液沉降情况可以达到稳定状态,干物质含量在2.3%左右,75μm筛滤渣含量接近0%,可以通过喷灌滴灌系统;处理后的上清液CODCr降低至(2627.8±548.1)mg/L,总氮降低至(565.2±79.5)mg/L,粪大肠菌群降至360个/L,无害化程度达到国标要求。16S全长r RNA高通量测序结果显示,与传统颗粒状厌氧污泥207个otu相比,低温厌氧污泥中检测到199个otu,其中96个属于共有菌株,低温厌氧污泥菌群主要由厚壁菌门(Firmicutes)19.2%、拟杆菌门(Bacteroidota)18.9%、Caloacimonadota 21.2%、Verrucomicrobiota 10.6%和变形菌门(Proteobacteria)6.3%组成,种水平以Candidatus Cloacimonas为优势菌属;在颗粒状厌氧污泥中门水平以Campilobacterota为特有菌门,种水平以Sulfurovum为优势菌属。因此在寒冷地区低温(15℃)厌氧处理能够减少废水处理能耗,实现废水无害化、总养分循环、水肥一体化、水资源回收利用,为循环农业和可持续发展提供研究基础。

废水的低温厌氧及低温固化技术

以降低能耗提高处理率为出发点的废水低温厌氧处理技术的研究，从菌种的采集，验化，低温厌氧菌的固定及工艺流程等多方面进行了研究与论证。

铁路生活污水低温厌氧生物滤池设计

北方寒冷地区铁路生活污水低温环境下采用厌氧生物滤池,仅靠调节HRT、NS等设计参数,系统既不经济也不能达到Ⅱ级排放标准。从筛选适应低温的厌氧微生物、改善工艺条件等角度对低温环境下厌氧生物滤池的运行进行了分析研究,给出了驯化、优选低温厌氧细菌的方法,并提出了低温条件下厌氧生物滤池的设计思路。

低温产甲烷菌厌氧消化研究进展

低温产甲烷菌对于自然界的碳素循环具有非常重要的作用,近年来引起了国内外学者的广泛关注。利用低温产甲烷菌实现低温厌氧消化过程,可从本质上突破低温厌氧工艺的技术瓶颈,进而拓展厌氧生物处理技术的应用范围,并降低处理成本。从低温产甲烷菌的资源与分布、冷适应性机制和分子生物学研究现状几个方面,对低温产甲烷菌的研究进展进行了综述,并对其在低温厌氧消化中的应用进行了分析。

嗜冷产甲烷菌及其在废水厌氧处理中的应用

嗜冷产甲烷菌对于自然界的碳素循环具有非常重要的意义,近年来引起了国内外学者的广泛关注.利用嗜冷产甲烷菌实现低温厌氧生物处理过程,可从本质上突破低温厌氧工艺的技术瓶颈,进而大大拓展厌氧生物处理技术的应用范围并降低废水处理的成本.本文针对研究者广泛关注的热点问题,从分离培养及生理生化特性、适冷机制和分子生物学研究几个方面,对嗜冷产甲烷菌的研究进展进行了全面的综述,并对其在低温厌氧生物处理技术中的应用前景进行了分析和展望.

升流式厌氧污泥床中低变温启动试验研究

目的研究中低变温（9～27℃）条件下升流式厌氧污泥床启动过程以及启动过程中主要运行条件的影响，方法用升流式厌氧污泥床处理高浓度有机废水，采用城市生活污水厂污泥消化池的剩余污泥接种，通过控制进水适当的pH值（6．5～8．2）、碱度（〉800mg／L）、升流速度（1．06～3．62m／d），对各种影响因素以及整个启动过程进行分析．结果运行266d污泥实现颗粒化，COD去除率最高达87．4％，其COD容积负荷最高达到10．1kg／（m^3·d），沼气产量最高达到去除每千克COD产气0．65m^3．当温度降低到最低室温（9℃）时，依然有60％以上的去除率．结论启动过程要控制较低的水力负荷，随温度降低，根据挥发酸升高情况降低容积负荷．

厌氧系统中酵母浸出物提高Co、Fe生物有效性的研究

采用半连续实验,研究中、低温条件下酵母浸出物对厌氧系统中Co、Fe溶解性能和生物有效性的改善作用.结果表明,酵母浸出物对提高纯水中和投加不同有机基质的水中溶解态Co、Fe浓度有明显效果,能显著提高低温下厌氧系统中Co、Fe的生物有效性.在15℃和35℃下,投加酵母浸出物后,水中溶解态Co、Fe浓度均有上升,其中Fe浓度升高明显.啤酒废水等含有酵母浸出物的废水对这种提升作用也有帮助.在15℃厌氧系统中移除酵母浸出物、Co、Fe之后,COD去除率由91.6%下降到58%;重新投加Co、Fe后效果有所回升,其中同时添加酵母浸出物的系统,其COD去除率回升明显,升幅达31.6%,产甲烷速率也呈上升趋势,证实了同时投加酵母浸出物和Co、Fe可有效促进低温下厌氧生物系统的处理效能.

20℃EGSB反应器中颗粒污泥的微生物种群结构分析

利用PCR-DGGE和RTQ-PCR等技术,对6个取自20℃下小试EGSB反应器中不同有机负荷下的颗粒污泥进行研究.结果表明,在20℃下反应器有机负荷从1.5 kg/(m3.d)逐渐提升至10.0 kg/(m3.d)的过程中,未对其污泥中古菌和真细菌的种群结构产生明显影响,各污泥样品中古菌种群相似性较高,其多样性指数分别为5.51、5.88、5.47、5.25、5.32和5.11;除接种污泥外,其余5个污泥样品中真细菌种群相似性也较高,其多样性指数分别为2.97、5.07、5.44、6.38、6.66和5.21;6个污泥样品中主要优势古菌为Methanobacterium、Methanocorpusculum、Methanosaeta和Methanospirillum等,随着有机负荷的增加和运行时间的延长,与氢营养型产甲烷菌Methanocorpusculum parvum和Methanospirillum hungatei相似的菌种的优势地位明显增强;各污泥样品中古菌的相对数量先略有降低而后逐渐升高,最终明显超过接种时的水平.

嗜冷性产甲烷菌的研究进展

嗜冷产甲烷菌在全球碳素循环中发挥了非常重要的作用,近年来引起了国内外学者的广泛关注。尽管已知冷适应的产甲烷古菌在低温厌氧消化中发挥着重要作用,但目前获得培养的嗜冷产甲烷古菌却很少。综述了嗜冷产甲烷菌的研究进展,阐述了嗜冷产甲烷古菌的分离、嗜冷机制及分子生物学技术的应用,并对嗜冷产甲烷菌在低温厌氧消化中的应用进行了分析。

未来污水处理能源自给新途径——碳源捕获及碳源改向

传统活性污泥处理过程是"以能消能"、"污染物转嫁",处理过程能耗高(消耗化石燃料)并排放大量温室气体(GHG);与此同时,污水中COD蕴含的巨大有机化学能(约1.5~1.9k W·h/m^3)远远未被挖掘及利用,未来污水处理的发展方向是朝着营养物、能源及再生水"三厂合一"模式转变。污水处理过程实现"能量平衡"、"碳中和"的运行关键一是厌氧消化剩余污泥;二是在前端最大程度上实现对进水中有机碳源的捕获/分离,并采用高效厌氧消化与热电联产(CHP)耦合技术实现COD有机化学能向电能的转化,这些年已出现碳源捕获(COD Capture)与碳源改向(Carbon Redirection)技术,国外已经有工程化案例。在量化解析污水中化学潜能的基础上,提出了"碳源捕获"1.0→2.0→3.0技术路线图,综述了目前主要的污水"碳源捕获"热点技术,展示了面向未来的可持续污水处理技术路线图,以期为国内污水厂"碳中和"运行及未来可持续污水厂及生态再生水厂开发提供借鉴。