二氧化锰对微好氧堆肥腐熟、温室气体及臭气排放的影响

为探究锰矿物添加对微好氧堆肥过程腐熟、温室气体和臭气排放的影响,该研究以由厨余垃圾、水稻秸秆、羊粪和尾菜组成的多元混合物料堆肥为研究对象,共设3个处理,采用间歇通风方式,将通风速率为0.14 L/(kg·min)设置为好氧堆肥对照(CK),速率为0.06 L/(kg·min)为微好氧处理(T1),添加二氧化锰(MnO_(2))的微好氧处理为T2。结果表明:多元废弃物好氧或微好氧堆肥在堆制70 d后均能腐熟,但T2处理腐熟度显著高于T1。微好氧处理T1、T2减少了26.47%~30.29%的NH3和33.19%~38.60%的N_(2)O的排放,总温室效应减少了29.26%~31.38%。臭气的排放集中在前14 d,T1、T2处理的H2S和VOCs的释放量显著增加了320.35%~501.04%和39.82%~53.63%。因此,微好氧堆肥可达到减排目的,但却加剧臭气的排放;MnO_(2)可提高促进堆肥腐熟,降低温室气体和臭气的排放。

降解五氯酚的微好氧颗粒污泥的培养及其微生物种群分析

在微好氧的条件下培养出颗粒污泥并用含五氯酚(PCP)的废水对颗粒污泥进行驯化,研究了培养过程中颗粒污泥的MLSS、SVI、粒径以及对COD和PCP处理能力的变化.颗粒污泥培养成熟后,PCP和COD的去除率分别达到85.3%和86.1%.用扫描电镜观察了颗粒污泥的结构,颗粒污泥内细菌种群丰富,大多数为短杆菌和球菌.同时采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术对培养出的微好氧颗粒污泥以及用PCP驯化后的颗粒污泥中微生物的种群进行了初步分析和对比,用PCP驯化后的微生物种群发生了较明显的动态变化,新增了某些菌群,如不动杆菌(Acinetobacter)、变形杆菌(Proteobacterium)和硫酸盐还原菌等.

进水浓度或HRT变化时微好氧处理微生态机制研究

考察改变进水COD浓度(11000、15000、30000 mg/L)或水力停留时间(HRT为42 h、25 h)对模拟高浓度有机废水微好氧连续小试处理效果的影响,并采用荧光原位杂交-流式细胞术(FISH-FCM)、聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)等分子生物学技术及Biolog FF微孔板法分析了不同处理阶段稳定期曝气柱污泥的微生态变化,以探讨进水COD浓度或HRT改变时微好氧处理效果变化的微生态机制.结果表明,在全部4个处理阶段,曝气柱污泥中酵母含量均保持在>99.9%的水平.随着进水COD浓度的上升,污泥浓度由2.0 g/L上升到7.3 g/L,COD比去除速度由2.3 kg/(kg.d)下降到1.7 kg/(kg.d),曝气柱污泥真菌群落结构多样性指数由2.05上升至2.19,代谢多样性指数由4.42上升至4.45;而随着HRT下降,污泥浓度从7.3 g/L下降至6.0 g/L,COD比去除速度从1.7 kg/(kg.d)上升至2.8 kg/(kg.d),真菌群落结构多样性指数和代谢多样性指数则分别从2.19和4.45降至0.79和4.36.作为提高进水有机负荷的主要措施,提高进水COD浓度和缩短HRT对于废水处理效果和曝气柱微生态存在截然相反的影响.

微好氧条件下好氧颗粒污泥的培养(英文)

在微好氧条件下(曝气槽中溶解氧量在0.2～0.7 mg/L之间)对好氧颗粒污泥的培养进行了研究.以厌氧颗粒污泥为接种污泥,考察了培养过程中厌氧污泥外观、尺寸、反应器中絮状污泥的MLSS(混合固体悬浮物)、SV(污泥体积)、SVI(污泥体积指数)和VSS(挥发性固体悬浮物),以及颗粒化污泥体积的变化.发现培养5 d后,厌氧颗粒污泥完全解体,培养10d后出现新的颗粒污泥,培养40 d后污泥完全颗粒化.培养成熟的颗粒污泥呈浅褐色,粒径主要集中于500～3000μm之间,SVI达18.147mL/g,比重达1.020g/cm3,含水率(质量分数)达95.7%,有机组分的质量分数达74.1%,沉降速率达52 m/h,各项指标均优于普通活性污泥和常规曝气条件下培养的好氧颗粒污泥.

微好氧颗粒污泥工艺降解五氯酚的实验研究

微好氧颗粒污泥工艺能够同时进行好氧氧化和厌氧还原过程,是处理五氯酚(PCP)的理想方法。对影响好氧颗粒污泥降解PCP的因素水力学上升流速、碱加入量以及水力停留时间进行考察。结果表明,水力学上升流速为4.58 m/h,进水NaHCO3浓度为900 mg/L,水力停留时间为24 h时,处理效果比较好。

奶牛粪微好氧耦合功能膜贮存稳定性与气体减排研究

集约化养殖场奶牛粪集中产出量大,资源化利用前贮存过程因局部厌氧易产生氨气和温室气体等,造成氮素损失和环境污染。采用具有选择渗透性的功能膜作为覆盖材料同时耦合微好氧环境,对比分析未覆膜大气环境下贮存物料特性动态变化,探索微好氧耦合功能膜技术对奶牛粪稳定贮存和气体减排的可行性。以奶牛粪为原料,在智能型膜覆盖好氧堆肥反应器系统中进行为期30 d的贮存试验。试验设置覆膜组和对照组,采用反馈调节模式使反应器内氧气体积分数处于4%~6%的微好氧状态,监测分析贮存过程堆体理化、生物学指标的动态变化和主要气体排放规律。研究结果表明:微好氧耦合功能膜技术更有利于奶牛粪的稳定贮存,且与对照组相比,贮存过程排放至环境中的氨气量减少14.4%,总温室气体排放量减少25.58%,减排效果显著。

联合厌氧/微好氧的A/(O/A)_(n)强化好氧颗粒污泥脱氮除磷

设置3组规格相同的SBR反应器R1、R2和R3,分别采用A/O/A-A/O/A、A/O/A-A/O、A/(O/A)_(n)-A/O方式运行,以模拟废水为进水基质,接种实验室4℃长期饥饿储存的好氧颗粒污泥及絮状污泥(70%颗粒污泥+30%絮状污泥),在相同初始条件下,探讨了不同运行方式下颗粒污泥的活性恢复情况及短程硝化反硝化除磷性能.实验结果表明,联合厌氧/微好氧的A/(O/A)_(n)交替运行模式在实现颗粒污泥的活性恢复及污染物处理性能上表现出较大的优势,R3形成了平均粒径为802.98μm的密实颗粒,分泌的胞外聚合物(EPS)含量达到了94.52mg/gVSS,表明联合厌氧/微好氧的交替运行模式刺激了微生物分泌更多的EPS,颗粒结构更稳定.在稳定运行期间,R3的COD、TP、TN去除率分别达到了92.45%、93.72%和97.24%.系统内以亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌所占比例达到了51.46%,实现了氨氧化菌(AOB)与反硝化聚磷菌(DPAOs)的同步富集,具有良好的污染物去除效果.

微好氧预升温序批式干发酵装置设计与应用

为解决微好氧同步预升温序批式干发酵工艺实际运行过程中现有装备存在曝气不充分、喷淋均匀度低等问题,加快促进纤维物料降解和中间物质转化并提高产气效率,创新设计装备喷淋系统、曝气系统,优化集成了微好氧预升温序批式厌氧干发酵一体化装备,实现微好氧快速预升温、喷淋均匀接种、高效生产沼气。通过喷头特性比选出适合粘稠沼液循环的螺旋式喷嘴,并计算出当喷淋面积为0.6 m×0.6 m时,最佳喷头间距和管道直径分别为0.37 m和0.08 m,喷淋覆盖面积可达到物料表面积的87.33%。为方便物料进出,设计曝气管道对称分布在物料两侧,共设置6支平行曝气管,单侧管道间距和两端管道间距分别为0.5 m和0.7 m。集成装备并耦合微好氧同步预升温序批式干发酵工艺,通过长期试验确定实际运行中的多组反应器序批启动调控策略应为8组反应器,启动间隔为3 d,发酵周期为24 d。基于规模化奶牛养殖场对技术装备应用经济效益进行核算,得出投资回收周期约为4年,与传统湿法厌氧发酵技术相比减少了约1.3年。

石化废水微好氧水解酸化与厌氧水解酸化的运行对比

以石化废水为研究对象,采用微好氧水解酸化与厌氧水解酸化进行对比试验,探讨微好氧条件对难降解工业废水水解酸化的影响。维持微好氧的溶解氧(DO)浓度为0.5 mg/L左右,厌氧反应器的ORP低于-300 mV。微好氧水解酸化对CODCr的平均去除率为25.0%,厌氧水解酸化对CODCr的平均去除率为23.5%;相对于厌氧水解酸化,微好氧水解酸化的UV254/CODCr低一些,对难降解的芳香有机物和含有共轭双键化合物的大分子处理效果更好。厌氧水解酸化的产酸量与酸化度稍高,这是由于微好氧水解酸化的传质效率高,氧气的存在使得产生的部分VFA同时被异养菌降解;厌氧水解酸化废水中SO42-浓度降低明显,而微好氧水解酸化的SO42-还原在一定程度上被抑制,SO42-浓度没有显著降低,比厌氧水解酸化更能降低恶臭有毒气体H2S的产生。在溶解氧控制适当的情况下,微好氧水解酸化更适合用于高含盐难降解石化废水的处理。

微好氧EBPR系统污泥的同步脱氮及吸磷特性

反硝化聚磷菌在污水同步脱氮除磷,尤其有限碳源污水的处理,具有广阔的应用前景,而亚硝酸盐型反硝化除磷因仅将硝化进行到亚硝酸盐阶段可进一步降低污水的处理费用.采用一个2L的SBR反应器,通过控制好氧段溶解氧并调整NO_2^-投加时间,在EBPR系统内成功富集了兼具稳定除磷和脱氮性能的污泥,用以考察污泥的缺氧吸磷特性及同步脱氮能力.结果表明:微好氧条件下(DO=0.2mg/L)反应器具有很高的氮、磷去除性能,系统内的NH4^+-N能100%硝化且无NO_X^--N的积累,出水磷浓度低于0.5mg/L.此外,该除磷污泥能利用亚硝酸盐进行缺氧吸磷,NO_2^--N投加浓度为10mg/L和50mg/L时的最大比吸磷速率分别为最大比好氧吸磷速率的44.9%和87.2%.批式试验证明:NH4^+-N通过同步硝化反硝化而非厌氧氨氧化去除,但微好氧条件下氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌活性均较聚磷菌差,因此,低DO条件下,吸磷总是优先于氨氧化进行.

厌氧/微好氧与A/(O/A)_(n)运行时间配比对SNDPR的影响

在SBR反应器中采用厌氧/微好氧与A/(O/A)_(n)交替运行模式,考察运行过程中污染物的去除效果、颗粒污泥特性及EPS分泌情况等,探讨厌氧/微好氧与A/(O/A)_(n)的运行时间配比对短程硝化反硝化除磷(SNDPR)系统的影响.结果表明,在厌氧/微好氧与A/(O/A)_(n)交替运行方式下,整个运行期间对COD的平均去除率始终保持在90%以上.当厌氧/微好氧与A/(O/A)_(n)运行时间配比为1:1时,系统内的脱氮除磷性能均有所提高,TP和TN的平均去除率分别达到了95.87%和92.00%,颗粒污泥的结构更为密实,EPS含量达到了92.60mg/gVSS,PN/PS维持在较高水平,而运行时间配比为1:3和3:1时颗粒的稳定性均略有降低.系统内以亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌占比达到了57.76%,比氨氧化速率(以N/VSS计)达到了4.57mg/(g·h),表明厌氧/微好氧与A/(O/A)_(n)运行时间配比为1:1时提高了功能菌的活性,有利于维持良好的短程硝化反硝化除磷性能.

微好氧时间对低碳源污水脱氮的影响

研究了微好氧时间对低碳源污水脱氮的影响。结果表明,微好氧时间对低碳源污水COD去除效果影响不大,但对系统硝化和反硝化效果有很大影响。当工况为厌氧2h/微好氧7h时,氨氮去除率为96.9%;出水亚硝态氮质量浓度没有积累现象,仅为0.116mg/L;总氮去除率最高,达到了47.3%。微好氧时间过长或过短都会降低系统的硝化效果和反硝化效果。

水稻土嗜中性微好氧亚铁氧化菌多样性及微生物成矿研究

微生物驱动亚铁氧化过程在水稻土中十分普遍,该过程被认为是水稻土中联接各生物地球化学过程的中心枢纽。嗜中性微好氧亚铁氧化菌能够利用氧气作为电子受体将亚铁氧化成三价铁,获得生长所需能量。然而,对水稻土中微好氧亚铁氧化菌的多样性与分布及其微生物成矿类型仍然未知。采用铁氧反向浓度梯度管法富集培养并分离水稻土中微好氧亚铁氧化菌,利用16S r RNA基因测序手段分析培养过程中微好氧亚铁氧化菌群落多样性与分布,并初步研究分离得到的亚铁氧化菌的亚铁氧化能力与生物成矿类型。结果表明,在富集培养和传代培养过程中,Azospira、Magnetospirillum、Clostridium和Rhodoplanes等属在群落中占优势。在分离最后阶段,得到几种细菌的混合菌团,可能是由于这几种亚铁氧化菌存在互养关系而难以纯化分离,其中占优势的为Azospira(63.9%)。Azospira是一类已知硝酸盐依赖型Fe OB,可以利用硝酸盐、氯酸盐和高氯酸盐为电子受体进行厌氧亚铁氧化。混合菌团具有活跃的亚铁氧化能力,反应第15天生成6.9 mmol·L-1 HCl-Fe。XRD结果表明菌团氧化亚铁形成的三价铁矿物类型为无定形铁氧化物。TEM结果显示微好氧Fe OB菌体呈杆状,细菌表面和周围散布着颗粒状的物质,可能是由无定形铁氧化物组成。综上所述,认为反硝化细菌可能在水稻土有氧-无氧界面进行微好氧亚铁氧化,其氧化亚铁的产物为无定形铁氧化物。

基于微好氧同步预升温的序批式厌氧干发酵特性

序批式厌氧干发酵是规模化处理农业农村废弃物生产清洁能源的重要技术,存在物料分解速率低、运行能耗高、传质传热不均匀等突出问题,制约甲烷产率的提高。该研究通过调节发酵初期反应器溶氧浓度,建立微好氧同步预升温高效序批式厌氧干发酵体系,进一步研究微好氧状态下物料自升温、分解、中间产物性质,以及关键微生物群落对促进物料升温及甲烷生产的作用机制。结果表明:微好氧环境使物料升温速率提高27.12%,产甲烷过程不依靠外源加热温度仍可保持在42.48℃以上。发酵初始阶段的少量曝气使厌氧发酵过程中间产物转化效率显著提升(P<0.05),特别是丙酸积累含量下降了82.63%,累积沼气和甲烷产量分别提高了56.76%和41.79%。细菌Bacteroidales、Clostridiales和古菌Methanosarcina、Methanobacterium有利于促进微好氧同步预升温和甲烷生产效率提升,并与降解率和有机酸浓度具有显著的相关性。该研究可为探索序批式厌氧干发酵实际工程高效调控工艺提供理论基础。

微好氧与厌氧水解酸化对明胶废水的预处理效果

以明胶废水为研究对象,采用微好氧与厌氧水解酸化工艺进行对比处理实验,探讨了不同水力停留时间下微好氧与厌氧水解酸化对明胶废水水质改善的效果。实验结果表明,在水力停留时间达到72h的时候,溶解氧为1.3~1.6mg/L的微好氧反应器的COD去除率最大可达25%,溶解氧为0.3~0.5mg/L的厌氧反应器的COD去除率最大可达22%;微好氧反应器的VFA的含量达到12mg/L左右,厌氧反应器只有8mg/L左右;微好氧反应器的pH值可由最初的12.5降至7.5左右,而厌氧反应器只能降至8.0左右;两个反应器对蛋白质去除效果的差别并不明显,都可以达到90%以上,但是微好氧反应器的氨氮浓度只有22mg/L,小于厌氧反应器中的氨氮浓度,说明微氧条件有利于氨氮的扩散挥发,低浓度的氨氮对微生物的危害较小。对比得出微好氧反应器的出水水质较好,更适合明胶废水水解酸化的预处理。

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。

城市污水高负荷微好氧活性污泥工艺长期运行特征与脱氮机理

探讨了城市污水高负荷微好氧活性污泥(MAS)工艺(2~3倍常规负荷)长期(3个月)稳定运行的可行性和工艺特征,重点通过全过程氮转化活性分析方法评估了高负荷MAS工艺的生物脱氮机理。结果表明:城市污水高负荷MAS工艺可以长期稳定运行,曝气池HRT最终低至3h,COD和氨氮容积负荷分别达到2.1~3.1kg/(m^(3)·d)和0.28~0.43kg/(m^(3)·d),MLSS达到(4.8±0.9)mg/L,对COD、NH3-N和TN等污染物的处理效果与传统AO工艺接近;与传统AO工艺相比,节省约40%曝气能耗,提升2倍以上的处理能力(或节省60%曝气池容积需求);好氧异养氨氧化和好氧自养氨氧化途径对氨氧化过程都有很大的贡献,而微好氧反硝化为产氮气的主要途径。

生物炭和菌剂对羊粪微好氧堆肥腐熟度和温室气体排放的影响

为探究微好氧堆肥方式对羊粪堆肥腐熟度和温室气体排放的影响,该研究以纯羊粪为研究对象,设置对照(CK)、生物炭添加(BC)和VT菌剂添加处理(MC)3个处理,在60 L的敞口发酵罐中进行42 d的堆肥试验,堆肥前14 d微量间歇强制通风,后28d停止强制通风。结果表明:羊粪微好氧堆肥均能满足种子发芽指数(GerminationIndex,GI)≥70%、pH值不小于8等腐熟标准,与CK相比,BC和MC处理分别提高27.8%和38.8%的GI,并延长堆肥高温期至10 d以上,满足堆肥无害化和腐熟标准。NH_(3)、CH_(4)和N_(2)O排放集中在前14 d,排放速率主要受温度、腐熟度等理化性质影响,且添加外源功能材料可不同程度减少气体排放量,其中添加生物炭使NH_(3)、CH_(4)和N_(2)O排放量分别减少38.68%、14.26%和31.54%,总温室效应降低31.11%;菌剂添加降低18.41%的NH_(3)排放,增加21.10%的N_(2)O排放,总温室效应增加20.70%。因此,在羊粪微好氧过程,生物炭作为调理剂可促进堆肥腐熟,减少堆肥过程温室气体排放,加速有机质矿化和腐殖化,增加堆肥产品养分含量,为羊粪轻简化堆肥提供数据支撑。

厌氧发酵液中微好氧功能菌的分离与鉴定

在发酵前期,体系中微好氧微生物可以消耗掉氧气,为了给产甲烷菌提供一个厌氧环境,该研究的是甲烷发酵前期的微好氧微生物,通过实验,分离纯化得到3株纯功能菌1、3和4号菌;对其革兰氏染色发现均为革兰氏阳性菌;找到其最适生长温度为40℃及pH为7;对其生长曲线进行测定得出,1、3和4号菌的生长周期分别为2d、2d和1d;测得不同碳源浓度,不同菌株的生长情况也有极大区别,三株菌的相似之处是对淀粉的分解利用率极高,对麦芽糖的分离利用率低.对于甲烷发酵这个复合体系,前两个阶段微好氧功能菌的耗氧作用对第三阶段产甲烷至关重要.因此,对微生物进行分离,获得厌氧消化体系内微好氧微生物的纯培养,深入研究功能菌株的相关性质,对进一步提高甲烷发酵效率具有重要意义.

基于前置微好氧的垃圾焚烧厂渗沥液新型生化处理工艺

垃圾焚烧厂渗沥液含有高浓度的可降解有机物和氨氮,传统生化工艺脱氮效果不佳。文章旨在改善针对渗沥液的生化处理工艺,提出了一种前置微好氧的改进生化处理工艺,并优化其工艺条件。结果表明,在混合液回流比为500%、水力停留时间为10 d、回流分配比为3∶2和污泥龄为15 d的最佳工艺参数条件下,与传统生化工艺相比,改进生化处理工艺出水中COD浓度降低了44.16%、氨氮浓度降低了16.74%、TN浓度降低了44.63%,有效降低了后续的膜处理压力。研究结果可为垃圾焚烧厂渗沥液的生化出水水质提升提供技术支撑。