生物电催化调控污泥-餐厨垃圾协同厌氧产酸研究

为探究不同餐厨垃圾(FW):剩余污泥(SS)配比下(以VS计)的产酸规律,构建单室式微生物电解池系统(MEC-AD),开展为期45 d的污泥与餐厨垃圾协同厌氧发酵实验,以寻找产酸最佳混合比例.结果表明,在外加电压为0.8 V时,外加电流调控可促进微生物生长,提高污泥-餐厨垃圾消化效果,强化挥发性脂肪酸(VFAs)产生,且该促进作用随餐厨垃圾添加比例的增高而愈发明显.当配比为FW∶SS=8∶2、停留时间为7 d时,发酵体系达到最佳产酸效能,乙酸、丙酸产量分别高达164.7 mg·L^(-1)和102.4 mg·L^(-1),乙酸产量相比对照组提高了5.7倍;同时出现大量异戊酸积累,其产量在38 d时达到176.1 mg·L^(-1).在最佳配比下,甲烷的产生受到明显遏制,氢气稳定生成,与产酸效果互相印证.碳毡电极扫描电镜分析表明,配比为FW∶SS=8∶2的反应器中,可明显观测到优势菌种的附着情况和完整生物膜的形成.电极表面菌体的大量富集,促进了有机物的降解和电子释放,加速VFAs的产生.本研究可为生物电催化体系下污泥联合消化的产酸规律以及微生物代谢特征等研究提供一定的理论参考.

市政污泥与餐厨垃圾协同厌氧消化实验研究

本实验在中温条件下研究了不同餐厨垃圾与市政污泥配比对厌氧消化系统产气效率及VSS降解率的影响。结果表明:与市政污泥单独厌氧消化相比,协同厌氧消化可有效提高反应器的运行稳定性,其中市政污泥与餐厨垃圾配合比为0.5:1、HRT为20 d时,VSS降解效率达到71.25%,相对市政污泥单独厌氧消化提高了98.25%;当配合比为0.5:1、HRT为15 d时,产气量达到396 mL/g·VSS,相对提升了120%。说明协同厌氧消化可以显著提高厌氧消化的效率。

有机生活垃圾与脱水污泥协同厌氧消化工艺的性能

基于序批式中温(35℃)厌氧消化小试试验,对添加了不同比例脱水污泥(以VS计)的有机生活垃圾协同厌氧消化系统的降解性能与产气性能进行了对比分析。结果显示,当有机生活垃圾与脱水污泥VS比为0.6:0.4时为最优条件,协同厌氧消化系统可获得最短厌氧消化周期(10 d),甲烷产量达到306.3 mL CH_4g^(-1)VS_(add),VS降解率达到68.9%,此时沼气相中H_2S含量可降低为16μL/L,无须脱硫处理即可资源化利用。因此,添加适量脱水污泥的有机生活垃圾协同厌氧消化系统有效地缩短和消除酸化停滞期,获得较优的甲烷产量和VS降解率,并使沼气中的H_2S大幅降低。为改善我国农村地区有机生活垃圾的高效厌氧生物制气处理提供重要参考。

果蔬废弃物与剩余污泥协同厌氧消化特性研究

为了提升污泥的厌氧消化效率,文章从改善原料碳氮比入手,在温度为35℃,挥发性固体(VS)浓度为4%条件下,将果蔬废弃物与污泥按不同VS比例复配,并进行协同厌氧消化产甲烷潜力实验。实验结果表明:在厌氧消化过程中,不同配比实验组的pH值、氨氮浓度和挥发性脂肪酸浓度均在适宜的范围内;不同配比实验组的累积产甲烷量由高到低依次为6∶4,5∶5,4∶6,3∶7,8∶2,7∶3,2∶8,1∶9和9∶1,其分别比纯污泥组提高了516%,485%,430%,360%,335%,330%,290%,144%和-64%。通过Gomperzt修正方程拟合发现,果蔬废弃物与污泥协同厌氧消化的最佳VS配比为6∶4,此时体系的单位VS理论甲烷产率和单位VS最大甲烷日产量分别为114.05mL/g和14.61 mL/(g·d),分别比纯污泥组提高了422%和353%。

剩余污泥与餐厨垃圾协同厌氧消化研究进展

为了推进污水厂剩余污泥与餐厨垃圾协同厌氧消化在工程规模中的应用,提高其能源回收率,系统分析了协同厌氧消化机制、产物类型及其主要的影响因子,综述了协同厌氧消化中直接种间电子传递作用的重要研究进展,并展望了协同厌氧消化的未来研究方向,包括开发高效经济的原料预处理方式,表征基质降解特性,基于多组学联用技术理解微生物代谢调控,缓解消化体系中潜在抑制剂影响,原位耦联其他种类废弃物进一步提升消化性能和稳定性,以期为城镇有机固体废弃物的高效能源回收提供指导.

污泥、厨余垃圾和粪便协同厌氧消化工艺设计研究

通过物料的分别预处理和多次加热,着重解决协同厌氧消化的关键问题。据此,设计了一种污泥、厨余垃圾和粪便协同厌氧消化的工艺。以每天处理245 t污泥、50 t厨余垃圾和5 t粪便为例,按此工艺设计了主要构筑物及设施的参数;1 t物料的沼气产率为50 m^(3),热值产率为984.5 MJ,48%的沼气用于锅炉生产蒸汽,剩余的外售;1 t物料产营养土为0.18 t;1 t物料沼气代替煤或天然气的CO_(2)减排量分别为13.12 kg、5.04 kg,1 t物料营养土代替化肥的CO_(2)减排量为46.26 kg。

基于协同厌氧进行餐厨垃圾处理的实践探究——以上海老港餐厨垃圾处理厂工程为例

上海老港餐厨垃圾处理厂工程建设规模为餐厨垃圾1000t/d,是上海市生活垃圾全程分类的重大保障性设施,主体工艺采用基于"湿式+干式协同厌氧产沼"的组合工艺,设计日产沼气约60000m3,年发电量超过2000kWh,在高效处理餐厨垃圾的同时,实现变废为宝。本文以上海老港餐厨垃圾处理厂工程为例,系统介绍了该厂的工艺设计理念及相关工程设计手段,供类似项目的设计与建设参考。

厨余垃圾残渣与芦笋秸秆协同干式厌氧消化产甲烷研究

针对上海市湿垃圾处理厂厨余垃圾残渣及当地芦笋秸秆资源化利用率低的问题,对厨余垃圾残渣与芦笋秸秆协同干式厌氧消化产甲烷进行了批式实验研究。结果表明:当设置40 g/L有机负荷(以VS计)且各实验组的C/N分别为10.3、13.4、16.5、19.6、22.7进行厨余垃圾残渣与芦笋秸秆协同干式厌氧实验时,C/N为13.4的实验组获得的最大比产甲烷速率(以VS计)最高,为18.01 mL/(g·d),这时芦笋秸秆占整个进料原料的干基质量比为44.44%。微生物群落结构分析结果表明:各实验组在属水平上主要细菌为norank_f_norank_o_norank_c_norank_p_Firmicutes、norank_f_ST-12K33、Fastidiosipila、norank_f_Dethiobacteraceae等;在属水平上主要古菌为产甲烷菌Methanobacterium和Methanosaeta,且C/N为10.3的纯厨余实验组的氢型产甲烷菌Methanobacterium的丰度明显低于其他协同干式厌氧实验组。

市政污泥与餐厨废弃物协同厌氧消化工程实例

针对我国污水处理厂剩余污泥单独厌氧消化营养不足、产气率低和餐厨废弃物单独厌氧消化过程酸累积、氯化钠含量过高导致系统不稳定的难题,采用了"餐厨预处理+污泥热水解+高含固/协同厌氧消化+沼渣深度脱水干化土地利用+沼气净化提纯制天然气"的组合处理工艺。运行结果表明,该系统运行效果良好,VS平均降解率可达53.5%,沼气产率约0.45 m^3/kg VS_(投加),即0.84 m^3/kg VS_(去除)。

零价铁强化城市污泥与垃圾焚烧厂渗滤液协同厌氧消化

针对城市污泥(初沉污泥、剩余污泥)和垃圾焚烧厂渗滤液2种市政废物的协同厌氧消化产气量不足的问题,采用投加零价铁的方式,探究零价铁对厌氧消化过程中产酸和产甲烷阶段的强化作用,并研究消化前后COD、VSS、氨氮以及上清液离子的变化。以初沉污泥与剩余污泥体积比4∶1、渗滤液添加量为15%的基质作为底物,投加不同浓度零价铁进行厌氧消化。结果表明:零价铁能有效提升协同厌氧消化系统中总挥发性脂肪酸产量、促进丙酸分解、进一步降解复杂有机物;当零价铁投入量为4 g·L^-1时,累计产甲烷量最高达189.65 mL·g^-1(以VSS计),相比对照组提升了30.1%,其产气速率符合一次函数和Scholl Canyon模型指数衰减规律;在25 g·L^-1和40 g·L^-1的高投加量零价铁条件下,产气高峰提前,但累计甲烷产量低于对照组;随着零价铁的投加量增加,COD降解率呈下降趋势,VSS降解率提升,氨氮变化不大;此外,消化液上清液中,正磷酸盐、硫酸根浓度明显减少,这与亚铁离子的混凝沉淀作用相关,同时也是削弱零价铁强化作用的原因之一。研究结果可为城市污泥和垃圾焚烧厂渗滤液协同厌氧消化提供参考。

铁刨花投量对餐厨垃圾和污泥协同厌氧消化的影响

餐厨垃圾和城市污泥是两种不同来源的有机固废,为提高这两种有机固废的协同厌氧消化效率,添加了来自机械加工厂的废弃物铁刨花,考察其对有机固废厌氧消化产甲烷和产气量的影响。结果表明:随着铁刨花投加量的增大,进入稳定产甲烷阶段所需时间缩短。当铁刨花投加量为25 g/L时,最高甲烷浓度、最高日产气量、累积产气量比对照组分别提高了33%、74%、120%,氨氮浓度在第15天比对照组降低了21%。在原有消化条件下,投加适量铁刨花有助于提高产气效果,增强系统运行的稳定性。

物料比对污泥与餐厨废弃物协同厌氧消化的影响

依托市政污泥与餐厨废弃物协同处理工程,考察了物料比对市政污泥与餐厨废弃物协同厌氧消化效果的影响。结果表明,在不同物料比下,厌氧消化液的酸碱比(VFA/ALK)保持在0. 10~0. 12,挥发性脂肪酸(VFA)维持在1 093~1 529 mg/L,碱度(ALK)维持在10 321~13 688mg/L,厌氧消化系统处于稳定状态;随着餐厨废弃物比例的增加,VS降解率和VS添加产气率呈增加趋势,当污泥与餐厨废弃物的比例为1∶2时,两者协同厌氧消化效果最好,此时VS降解率达到79. 4%,VS添加产气率为0. 56 m^3/(kgVS·d),沼气中的甲烷含量达到61. 4%,H2S产量为77. 4mg/m^3;污泥与餐厨废弃物的协同处理有利于减少沼气中的H2S含量。

剩余污泥与餐厨垃圾协同厌氧发酵实现电能需求导向的沼气供应情景分析与仿真研究

探讨了将德国电能需求导向沼气供应模式应用于中国污水厂的剩余污泥和餐厨垃圾协同厌氧发酵系统,以实现根据污水厂电能需求即时调控沼气输出,从而提高沼气利用效率的目的.首先综述了电能需求导向的沼气供应模式在国内外的研究进展,在此基础上提出了一种新型的电能需求导向沼气供应模式实现情景,并利用系统动力学模型模拟了沼气生产及发电系统在此情景下的运行,通过系统的净现值作为观测指标与传统的实现情景进行对比以验证其经济性优势.最后,选取我国某污水厂为典型案例验证了本研究所提出模型,并总结了本研究的不足,为进一步研究奠定了基础.

进料浓度对多种有机固废协同中温厌氧消化的影响

多种有机固废协同干式厌氧消化制气具有较好的应用前景,然而目前进料浓度对产气情况的影响,以及高浓度进料下产气速率受到抑制的机理研究还存在不足。进行了8%和14%进料浓度下的餐饮垃圾、厨余垃圾和污泥协同中温厌氧消化实验,分析不同进料浓度对产气情况的影响,探究过程参数影响产气速率的机理。结果表明,进料浓度的提高可以显著提高产气速率。8%进料浓度阶段的产气速率为24.0 L/d,14%进料浓度阶段的产气速率为32.0 L/d,比8%进料浓度阶段高33.4%;8%进料阶段甲烷浓度略低于14%进料阶段。同时,持续的高浓度进料会出现轻微的产气抑制现象,其抑制机理是体系VFA累积与乙酸浓度下降。第35~39天的VFA浓度为18120 mg/L,超过酸抑制阈值,乙酸浓度呈下降趋势;平均日甲烷产量为27.9 L/d,与14%进料浓度阶段相比下降了13%,但比8%进料浓度阶段高16.1%。

木薯酒精废水在化工废水处理过程中的厌氧协同应用研究

生物厌氧法污水处理是当前主要的污水处理工程技术,具有成本低、效果好、无二次污染、还有回收沼气的经济价值的优点。通过筛选或培养具有特定功能的微生物菌群,添加木薯酒精废水或污泥,对经预处理去除对菌种有毒害作用的特征因子后的化工废水,来进行厌氧协同处理。文章就木薯酒精废水作为碳源补充在化工废水处理过程中的厌氧生物法协同作用展开研究,并在此基础上对化工废水采用生物法处理的发展进行展望,以期能够进一步的推动高效经济的化工废水处理技术的发展。

金银花露与午时茶药渣中温厌氧特性

以金银花露和午时茶药渣为研究对象,在(37±1)℃下利用自制的厌氧反应装置对药渣进行半固相中温厌氧试验,按厌氧污泥与药渣总固体质量比为1∶2、1∶1、2∶1和3∶0将厌氧污泥接种至药渣中。结果表明:当厌氧污泥与药渣总固体质量比为1∶1时,药渣产甲烷效果最佳,金银花露和午时茶药渣最终产甲烷量为78.2和109.0 mL/g。在接种厌氧污泥与混合药渣总固体质量比为1∶1前提下,金银花露药渣与午时茶药渣总固体质量比分别按0∶3、1∶1、1∶2、2∶1和3∶0配制厌氧发酵底物,在同样温度下进行厌氧发酵试验。结果表明:金银花露药渣与午时茶药渣总固体质量比为1∶2时,最终产甲烷量为138.2 mL/g,且在0~96 h厌氧反应产气较快,其动力学行为符合0级反应动力学方程,反应速率常数(k)为1.11 mL/(h·g)。为获得最大的产甲烷速率,厌氧反应应控制在0级反应阶段。

餐厨垃圾厌氧消化的研究进展和趋势

指出了餐厨垃圾排放量的持续增加及其对环境的破坏严重,应加强我国餐厨垃圾的资源化利用和无害化处理的快速发展。结合我国餐厨垃圾的特点及其厌氧消化过程中的影响因素,在文献调研的基础上,总结了餐厨垃圾厌氧消化处理技术的研究进展,并对今后餐厨垃圾厌氧消化的技术发展趋势进行了展望。

污泥协同处理处置国内外现状及发展趋势分析

污泥协同处理处置技术可发挥协同效益、降低成本、节约原生资源、有效减少碳排放,具有显著经济效益和应用潜力。该研究聚焦国内外污泥协同处理处置技术的相关法规标准和技术应用情况,首先梳理了国内各技术的政策导向和标准要求,分析了典型工程应用和一般工艺特征;接着以德国和日本为例,调研了不同国情下与污泥处理处置相关的法律法规,以及在此背景下各国污泥协同处理处置技术的行业现状与发展趋势;最后基于国内外污泥协同处理处置现状,总结了污泥协同处理处置行业的发展趋势和建议,为其推广应用提供参考。

城市固废综合处理技术研究

现如今,城市污水处理厂对固体废物处理技术的限制和污泥、餐厨垃圾为主的城市固体废物的不断增加,严重阻碍了城市的发展。基于此,本文首先分析了国内外污泥处理处置状祝,然后分析了浙江省城市有机固废处理处置现状,最后提出了"高温热水解+厌氧消化+土地利用"的协同处理处置技术,有效降低了固体废物量,达到了经济发展和环境保护的目的。

耦合式污水脱氮技术的研究进展

基于微生物的协同作用概述了耦合式污水脱氮技术的研究现状,主要包括同步硝化反硝化,厌氧氨氧化与反硝化协同,同时反硝化产甲烷,厌氧氨氧化、甲烷化和反硝化耦合等,并且阐述了这些过程的原理、实现工艺及特点,以期为实现污水的有效脱氮提供参考。