F/M及HRT对果蔬垃圾厌氧发酵产氢的影响

通过中温半连续厌氧消化实验,考察了果蔬垃圾在不同食微比(0.5、0.75、1.0和1.5)及不同水力停留时间(2、3和4d)下的产氢性能.结果表明,当食微比较低(0.5和0.75)时,各水力停留时间下均不适宜连续产氢,且在水力停留时间为3 d和4 d时容易产生大量甲烷;当食微比较高(1.0和1.5)时,可以实现稳定连续产氢,发酵过程中几乎无甲烷产生.当食微比及水力停留时间分别为1.0及3 d时可获得最佳连续产氢效率,其最高容积产氢量和平均容积产氢量分别为451m L·(L·d)^(-1)和(186±29)m L·(L·d)^(-1),最高挥发性固体产氢率和平均挥发性固体产氢率(以VS计)分别为133 m L·g^(-1)和(27±5)m L·g^(-1),氢气含量可达20%~30%.

基质微生物比对油菜籽饼粕沼气发酵的影响

研究不同基质微生物在以油菜籽饼粕为原料的沼气发酵中对产气性能的影响.在30℃条件下以油菜籽饼粕为发酵原料,分别选取基质微生物比F/M(VS/VS)为0.20、0.15进行批量式发酵.结果表明,基质微生物比F/M(VS/VS)=0.20的实验组TS、VS产气率、总产气量及达到总产气量80%的发酵时间分别为165mL/g·TS、184mL/g·VS、2 310mL和4d,而F/M(VS/VS)=0.15的实验组分别为95mL/g·TS、106mL/g·VS、1 330mL和17d.因此,基质微生物比对油菜籽饼粕的沼气发酵有着较大影响.

F/M对活性污泥微生物生态网络的影响

为深入理解有机负荷率(F/M)对活性污泥(AS)微生物群落的影响,以F/M(以BOD/MLVSS计,下同)设计建议范围0.2~0.5 kg·(kg·d)^(-1)为依据,将采集的AS样品分为3组,运用基于随机矩阵理论(RMT)的网络分析方法,解析了不同F/M条件下的AS微生物生态网络拓扑性质及结构特征.结果表明,较低的F/M能够显著降低AS微生物群落的多样性和均匀度,但较高的F/M未对群落多样性和均匀度产生显著影响,表明多样性指标对高F/M不敏感.不同F/M条件下微生物生态网络均具有无标度、小世界和模块化的特征,但F/M较高或较低均会降低网络的规模及复杂度.当F/M在0.2~0.5 kg·(kg·d)^(-1)范围内,生态网络具有最多的总节点数、最大的平均聚集系数以及最小的平均路径距离;此时的网络规模最大,网络复杂度最高,AS群落的结构和功能也因此最为稳定.不同F/M条件下AS微生物间的正负相互作用关系也存在差异:其中F/M较低时,网络中节点的正连接比例为71.1%;当F/M在0.2~0.5 kg·(kg·d)^(-1)时,微生物间的正相关关系最多,为76.8%;当F/M超过0.5 kg·(kg·d)^(-1)时,正相关关系降至60.0%.此外,F/M在0.2~0.5 kg·(kg·d)^(-1)时网络识别出了24个关键物种,而F/M低于0.2 kg·(kg·d)^(-1)和高于0.5 kg·(kg·d)^(-1)时,网络仅识别出4个和7个关键物种.上述性质均表明F/M在0.2~0.5 kg·(kg·d)^(-1)范围内,AS微生物可能会更高效地进行物质传输和利用,同时抵御环境扰动的能力也更强,群落稳定性更高.

城镇污水处理厂食微比调控污泥浓度的应用研究

在污水处理厂中,控制合理的活性污泥浓度对强化污染物的去除、提高抗冲击性能以及节能降耗等都有显著的影响。为探索一种利用食微比(F/M)来控制污泥浓度的模式,实现污水处理厂的精细化管理,结合天津某污水处理厂的工艺特点,研究了不同食微比状态下的出水水质、水量、电耗等变化情况,确定该厂最优食微比为0.05 kgBOD_5/(kgMLSS·d)。以该值在运行过程中精细化调控污泥浓度,出水SS、TP降低,运行负荷变大,在运行成本方面也达到了降本增效的目的。