底物质量分数对牛粪玉米秸秆联合厌氧消化性能的影响

采用批量厌氧消化方式,开展牛粪玉米秸秆不同挥发性固体(VS)质量分数(3%(T_(1))、5%(T_(2))、7%(T_(3))、9%(T_(4))、11%(T_(5)))的厌氧消化试验,测定和分析不同VS质量分数条件下的产气特性、有机物去除率及消化系统的稳定性,研究挥发性固体质量分数对牛粪玉米秸秆中温联合厌氧消化性能的影响。结果表明,容积产甲烷率随底物VS质量分数的提升而增加,但增幅逐渐减小;VS产甲烷量随底物VS质量分数的提升呈先升高后降低的趋势,其中,T_(3)处理的VS产甲烷量最高,为199.9 mL/g,分别较T_(1)、T_(2)、T_(4)、T_(5)处理高30.0%、15.1%、11.7%、21.7%,且达显著水平;VS去除率则随底物VS质量分数的升高而降低,T_(1)处理的VS去除率为74.8%,T_(2)、T_(3)处理分别为64.0%、61.0%,而T_(4)、T_(5)处理分别仅为36.8%、33.1%,较T_(1)处理分别降低38.0、41.7百分点。T_(1)~T_(3)处理整个消化周期的挥发性脂肪酸(VFAs)均小于1000 mg/L,VFAs/碱度(TA)小于0.3,消化系统始终处于稳定状态;T_(4)、T_(5)处理的VFAs出现累积,VFAs/TA大于0.3,消化系统不稳定。因此,为保证沼气工程的健康稳定运行,底物VS质量分数以7%为宜。

秸秆对复配体系下联合厌氧消化酸抑制的缓解

以餐饮垃圾和玉米秸秆为消化原料,以中老龄渗滤液为消化介质组成复配体系,研究原料配比对餐饮垃圾和玉米秸秆联合厌氧消化的影响,探讨玉米秸秆的添加对联合厌氧消化体系中酸抑制的缓冲效应。实验结果表明,复配体系联合厌氧消化实验组中,餐饮垃圾与玉米秸秆总固体质量比1∶3实验组产气效果较好,产气率达到0.35 L/g,玉米秸秆的添加使产气量和产气率分别提高98%和68%。通过对消化液中pH和VFA浓度的监测结果表明,玉米秸秆的添加能够缓解联合厌氧消化期间的酸抑制作用,提高复配体系厌氧消化系统的缓冲性和稳定性。同时,对复配体系的消化液BOD5和COD检测结果表明,联合厌氧消化能够提高消化沼液的可生化性。因此,在餐饮垃圾和渗滤液复配体系中加入秸秆,可有效提高餐饮垃圾厌氧消化的产气率和生物降解效率。

原料比例和pH值对厨余垃圾和废纸联合厌氧消化的影响

以厨余垃圾和废纸为原料,考察了不同原料比例和酸化阶段pH对消化稳定性及产甲烷性能的影响.结果表明,原料比例为厨余垃圾/废纸100:0的厌氧消化由于挥发性脂肪酸抑制不能形成稳定的产甲烷过程.原料比例83:17时,酸化阶段pH为6.5,7.2和7.9的3组厌氧消化甲烷产率(以挥发性固体计)分别为313,346和360mL/g,COD去除率为86.3%,93.2%和95.2%,甲烷含量稳定在70%～80%.原料比例62:38、pH为6.5,7.2和7.9的3组厌氧消化甲烷产率分别为97,247和279mL/g,COD去除率为32.6%,80.5%和86.8%,甲烷含量稳定在60%～80%.

餐厨垃圾与玉米秸秆联合厌氧消化产甲烷性能的试验研究

将餐厨垃圾与玉米秸秆进行联合厌氧消化,可调节底物的碳氮比(C/N)在适合厌氧消化的范围,并缓解由于季节性造成的玉米秸秆厌氧消化原料供给不足的问题。为考察餐厨垃圾与玉米秸秆联合厌氧消化的产甲烷性能,设计原料C/N和初始有机负荷率(OLR)为因子的一般全因子试验,分析不同C/N和初始有机负荷率下的日产甲烷量、负荷产甲烷量、厌氧消化性能等。试验结果表明,当调节餐厨垃圾与玉米秸秆的混合比例,使原料C/N为20,初始有机负荷率为45 gVS·L-1时,负荷产甲烷量最大(311.83 mL·g-1VS),并高于相同负荷下餐厨垃圾或玉米秸秆单独厌氧消化的负荷产甲烷量。

微量金属元素对餐厨垃圾与牛粪联合厌氧消化效率影响

为了提高餐厨垃圾（FW）与牛粪（CM）联合厌氧消化效率,试验通过向批式厌氧消化体系中加入微量金属元素（Fe,Co,Ni）,研究其对FW与CM联合厌氧消化性能的影响。结果表明：添加微量金属元素有利于维持系统稳定,提高产气效率。T1~T5的沼气总产量均达到4 000mL以上,较不添加微量元素处理（CK）增加55%左右,平均甲烷含量均在60%以上,较不添加微量元素处理（CK）增加20%左右。T1~T5的有机酸（VFAs）及氨氮含量变化较平稳,未出现酸累积及氨抑制现象,而CK的VFAs及氨氮含量呈现不断上升的趋势。加入微量金属元素后辅酶F420的吸光值开始上升,15 d以后吸光值稳定在0.55~0.65,而CK的吸光值呈现下降趋势。因此,添加微量金属元素是提高FW与CM联合厌氧消化效率的有效途径。

餐厨垃圾与牛粪联合厌氧消化效率研究

试验对餐厨垃圾（FW）与牛粪（CM）联合厌氧消化效率进行了研究.在初始总固体（TS）负荷为6.7％和中温（35℃）条件下,考察不同的餐厨垃圾与牛粪TS配比（0：1,1：1,2：1,3：1,4：1,1：0）对联合厌氧消化过程的影响.结果表明：FW与CM联合厌氧消化单位VS沼气产量与甲烷含量均明显提高.FW：CM为2时（T3）,沼气产量和甲烷含量均最高,分别为574.15 mL·g-1VS和69.78％.整个厌氧消化过程T1 ～ T5的pH值稳定在6.0 ～8.0之间,未出现挥发性有机酸（VFAs）抑制现象,VFM浓度随着FW的比例增加而升高,FW单独发酵时,VFAs大量累积,第7d时达到35600 mg·L-1.产甲烷菌群利用丙酸转化为甲烷的效率较低,VFAs中丙酸浓度下降的幅度明显低于乙酸、丁酸.厌氧消化过程中T1～T5也未出现氨抑制现象,氨氮浓度整体呈现先迅速升高,后缓慢下降,再缓慢升高的变化规律.在常温沼气工程应用中,初始总固体（TS）为6.7％时,建议FW与CM的TS比为2：1.

牛粪和厨余垃圾联合厌氧消化试验

在37℃条件下对不同比例的牛粪和厨余垃圾进行为期50d的联合厌氧消化试验。结果表明:(1)牛粪与厨余垃圾质量比2/1和1/2联合厌氧消化的实际产气潜能为0.66和0.71L·g-1(以挥发性固体VS质量计),比加权计算值分别提高50%和29%;(2)4种比例物料的甲烷平均浓度约为50%～55%,其生物能范围为18.92～20.81MJ·m-3;(3)在联合厌氧消化过程中,牛粪和厨余垃圾质量比1/2物料的产气效率最高,反应前10d的产气量占总产气量的55.4%,前20d产气量占总产气量的92.2%;(4)纯牛粪、牛粪和厨余垃圾质量比2/1、牛粪和厨余垃圾质量比1/2及纯厨余垃圾4种比例物料厌氧消化的最终生物降解率分别为46.99%、53.31%、70.12%和66.25%。

城市生活垃圾和污水厂剩余污泥联合厌氧消化产气性能研究

以城市生活垃圾和污水厂剩余污泥为消化原料,在中温(35℃)条件下,采用序批式厌氧消化方式,研究了生活垃圾和剩余污泥不同混合比例下的厌氧消化产气性能,以及不同原料配比对厌氧消化过程及消化效率的影响。按照生活垃圾和剩余污泥VS比分别为1∶0(R1),2∶1(R2),1∶1(R3),1∶2(R4)和0∶1(R5),试验设置了5个试验组。研究结果表明:两种物料混合后有助于提高消化效果和产气性能,其中,当城市生活垃圾和剩余污泥VS比为2∶1时,系统厌氧消化效果最好,VS去除率为35.98%,单位VS产气量为348.84 m L/g,产气中甲烷含量为53.8%,消化时间较单纯生活垃圾厌氧消化缩短了9 d。说明一定比例的生活垃圾和剩余污泥联合厌氧消化是提高厌氧消化效率的有效途径。

造纸污泥与味精废液联合厌氧消化试验

采用中温单相间歇式厌氧消化工艺,对造纸污泥与味精废液进行联合厌氧消化制沼气,通过设计正交试验,研究不同处理的产甲烷性能以及TS、C/N、接种量三种因素对甲烷产量的影响.试验结果表明,在中温条件下,各处理的VFA、SCOD与累积甲烷产量的变化趋势相同,其中VFA、SCOD指标均在12d左右达到最高值,各处理中仅T3在VFA高峰期表现出甲烷菌活性抑制效应,TS对三个指标均产生显著影响,系统的累积甲烷产量最高达5482ml;正交试验结果直观分析和方差分析显示:三个因素对系统累积甲烷产量的影响程度依次为:TS>C/N>接种量,其中TS的影响达到显著水平,最佳工艺条件为:TS=10%、C/N=20、接种量=5%,该条件下造纸污泥与味精废液的用量比为10∶1.

餐厨垃圾联合厌氧消化研究进展

餐厨垃圾中有机物及水含量高,可生化性强,其厌氧消化既可减少环境污染,又可以沼气等形式回收生物质能。但餐厨垃圾C/N值及含油、含盐量高,单独厌氧消化易出现酸化及系统不稳定等问题。然而,餐厨垃圾的联合厌氧消化可根据不同物料的特性,有效提高系统稳定性及产气效率,并促进废物资源化。该研究分析了餐厨垃圾的特征,总结了餐厨垃圾与其他有机垃圾联合厌氧消化的常见类别,分析了相关影响因素,并指出了还需解决的问题及发展方向。

餐厨垃圾联合厌氧消化研究进展

介绍了餐厨垃圾组成、特点及其未经处理带给人们的危害。简介了我国餐厨垃圾处理现状、处理方式及厌氧消化原理。详细阐述了餐厨垃圾与牛粪、猪粪、污泥、秸秆、中国银草、毛竹叶、稻草,及猪粪和污泥等联合厌氧消化产甲烷的情况。得出了p H为7时及经热、化学、超声波、预处理后餐厨垃圾厌氧消化产气量均能达到最佳值。指出了餐厨垃圾联合厌氧消化过程中出现挥发性有机酸和氨氮抑制现象,可以通过混合物比例及控制有机负荷率来解决上述问题。总结表明了餐厨垃圾联合厌氧消化今后研究热点主要是联合厌氧消化后所产生液体的后续处理。

联合厌氧消化改善渗沥液可生化性实验研究

研究了"生物质垃圾-渗沥液"联合厌氧消化法对渗沥液可生化性的影响。结果表明:4种生物质垃圾中的易腐有机物可大幅度提高渗沥液的可生化性。树叶、油菜秸秆、厨余垃圾和水稻秸秆的厌氧生物降解率分别为49%、80%、68%和72%。

餐厨垃圾和牛粪联合厌氧消化动力学探讨

将纯餐厨垃圾、纯牛粪、餐厨垃圾和牛粪以1∶1比例混合为原料,进行联合厌氧消化产气潜能实验,研究和比较3组原料的单位累计产气量、累计产气量、产气速率、pH,CH4含量等参数的变化,通过对产气量进行拟合和以及一级水解动力学分析,发现单组分的系统比较适合一级水解模型。在多组分的系统中,在消化的开始阶段,当易水解的组分如蛋白质、脂质浓度较高时,水解产气比较符合一级水解模型;在消化的中后半部分,当易水解的组分浓度变低,难水解的组分如纤维素等浓度升高时,水解产气与一级水解模型有些偏差,考虑水解组分差别采用Contois模型更合适。

蒸汽爆破对污泥和餐厨垃圾联合厌氧消化的促进效果

鉴于蒸汽爆破(简称"汽爆")预处理对污泥和餐厨垃圾联合厌氧消化的影响还鲜有报道,为探讨汽爆预处理对污泥和餐厨垃圾联合中温厌氧消化的促进效果及经济可行性,利用小型发酵罐在35℃下开展了未预处理污泥和餐厨垃圾联合消化、汽爆污泥单独消化、汽爆污泥和餐厨垃圾联合消化的试验,并进行能耗分析.结果表明,未预处理污泥与餐厨垃圾联合消化阶段,VS(挥发性固体)去除率为33.9%,沼气产率为311.0 m L/g(以投料VS计);汽爆污泥单独消化阶段,VS去除率和沼气产率均略高于未预处理污泥与餐厨垃圾联合消化阶段,但反应器ρ(NH4+-N)过高,影响产气稳定性,沼气φ(CH4)较低.汽爆污泥与餐厨垃圾联合消化阶段,VS去除率和沼气产率分别达到49.5%和420.5 m L/g,显著优于未预处理联合消化阶段.能耗分析表明,预处理的升温过程使汽爆预处理整体能耗偏高,但若能有效回收70%的热量,则汽爆预处理可提高污泥-餐厨垃圾联合中温厌氧消化工艺3.34 k W·h/t(以污泥量计)的能量产率.研究显示,汽爆预处理可提高污泥和餐厨垃圾联合中温厌氧消化工艺35.2%的沼气产率,但由于预处理能耗较高,预处理过程中热能的有效回收是汽爆预处理应用于污泥和餐厨垃圾联合中温厌氧消化经济可行的关键.

沼液回流对牛粪和玉米秸中高温联合厌氧消化性能影响研究

文章研究了中高温(42±2℃)条件下沼液回流对牛粪和玉米秸联合厌氧消化性能的影响,并对不同进料浓度条件下反应器内pH、氨氮等系统稳定性指标进行了分析。结果表明:在不同进料浓度和不同沼液回流比条件下,100 g/L进料浓度和100%沼液回流比时系统产气效果最好,比对照组提高了20%;TS和VS去除率比对照组分别提高了10.9个百分点和10.2个百分点。说明沼液回流可以有效提高牛粪和玉米秸的产甲烷率和TS,VS去除率,从而为减少沼液排放和提高牛粪、玉米秸厌氧消化效率提供了新的途径。

剩余污泥与生活有机垃圾联合厌氧消化产沼气研究

以污水处理厂剩余污泥和生活垃圾为发酵原料,研究了不同原料配比对厌氧消化过程及消化效率的影响。结果表明,剩余污泥和生活垃圾联合厌氧发酵可以提高垃圾的消化效率,当剩余污泥和生活垃圾TS比为1∶4时厌氧消化效果最好,经过66 d消化后,COD去除率为59.79%,TS去除率为56.92%,VS去除率为66.87%。

畜禽粪便、污泥、农村垃圾中温联合厌氧消化技术研究

利用中温厌氧消化工艺,在CSTR反应器内对畜禽粪便、污水处理厂污泥及农村生活垃圾3种原料进行联合厌氧消化试验研究,重点探讨了3种原料的配比问题。结果表明,在温度为37℃,停留时间为20 d,粪便、污泥、垃圾TS之比为6∶3∶1,容积负荷为3.61 g/(L.d)的条件下,系统稳定性和处理效果都比较理想,单位VS的产气率为0.36～0.39 L/g,VS去除率为45.1%～49.4%。

餐厨垃圾市政污泥联合厌氧消化处理技术

餐厨垃圾有机质浓度高,在厌氧消化处理过程中容易致系统酸化而导致消化系统中止。采用餐厨垃圾与市政污泥联合厌氧消化技术解决餐厨垃圾消化条件难控制的问题。结果表明,系统稳定运行时,在进料总固体(TS)浓度为10%左右,水力停留时间(HRT)为20d,碱度控制在6000～8000mg/L时,餐厨垃圾与市政污泥联合厌氧消化能稳定运行,且有机负荷达到5.29g/(L·d),沼气产量达1.03L/g〔以挥发性固体(VS)计〕,沼气中的甲烷浓度在59%以上。

食物垃圾和废纸联合厌氧消化产甲烷

以食物垃圾和废纸为原料,通过批式中温(35℃)联合厌氧消化产甲烷实验,考察了原料比例(以VS计为:100:0、83:17和62:38)和酸化阶段pH(未调节和调节pH=7.2)对消化稳定性及消化性能的影响.实验结果表明,与单独利用食物垃圾以及未调节酸化阶段pH的厌氧消化相比,调节酸化阶段pH=7.2的食物垃圾与废纸联合厌氧消化能够避免挥发性脂肪酸抑制、保证消化稳定性并提高消化性能.在调节酸化阶段pH为7.2,且食物垃圾和废纸的原料比例为83:17和62:38的2组厌氧消化实验中,产甲烷稳定时液相pH稳定在7.4～8.0,液相产物中总VFA浓度稳定在500～900mg·L-1,其中丙酸浓度为100～550mg·L-1,未检测出乙醇;累积产甲烷量(以VS计算)分别为347和247mL·g-1,生物气中的甲烷含量稳定在70%～80%,最高可达81.6%;以1gVS相当于1.1gCOD进行计算,COD去除率分别为93.2%和80.5%,用于产甲烷的COD分别占总进料COD的90.0%和64.0%.食物垃圾和废纸的最佳中温厌氧消化产甲烷条件为:原料比例83:17,酸化阶段调节pH=7.2.

污泥与餐厨垃圾联合厌氧消化产甲烷研究进展

污泥的厌氧消化技术是实现污泥稳定化、资源化、无害化的重要途径,然而污泥的单独厌氧消化技术存在一些弊端,如有机质转化效率低、停留时间长、沼气产量低等,将污泥与餐厨垃圾联合厌氧消化则可以提高厌氧消化的效率,增强系统稳定性与产气性能。介绍了污泥与餐厨垃圾联合厌氧消化的协同效应,重点阐述了碳氮比(C/N)、有机负荷率、温度、p H值等因素对污泥与餐厨垃圾联合厌氧消化的影响,并对污泥与餐厨垃圾联合厌氧消化技术的研究及应用进行了展望。