Ca(OH)2预处理对污泥厌氧消化的影响

水解是厌氧消化的限速步骤,本文采用Ca(OH)_2对污泥进行预处理以增大污泥中溶解性有机物浓度,促进厌氧消化的水解阶段并提高甲烷产量。实验结果表明在预处理的过程中添加Ca(OH)_2能够提升溶解性多糖、蛋白、sCOD的浓度。将污泥进行厌氧发酵实验后发现经过Ca(OH)_2预处理后的污泥能够提升20. 3%～49. 2%的产甲烷率。通过修正的Gompertz模型可以较好地模拟厌氧消化的动力学过程,相关度系数均大于0. 98。实验结果说明Ca(OH)_2预处理能够有效促进污泥中能源的回收。     

城镇污泥热水解与厌氧消化联用技术的原理、效能及应用

污泥厌氧消化在实现污泥减量化、无害化的同时,能够实现污泥中有机物的资源化和能源化,是我国政府主推的污泥处理处置技术之一。为了提高污泥厌氧消化的效率,污泥热水解预处理技术常作为污泥厌氧消化的前处理技术,并已得到工业化应用。污泥热水解预处理技术能够提高污泥的产气率,提高系统的稳定化运行效能。在分析污泥热水解和污泥厌氧消化技术特征的前提下,对当前主要使用的污泥热水解和厌氧消化技术相应的配套装备进行了介绍,分析单元/组合技术的优势,并以实际案例为支撑凝练了各装备的运行效能。在此基础上,对"污泥热水解+厌氧消化装备"的未来发展前景进行了预测。     

水热预处理对剩余污泥有机物释放的影响

针对剩余污泥中有机能源利用率低的问题,研究了水热预处理对剩余污泥有机物释放及污泥厌氧消化过程中累积产气量的影响。结果表明:水热处理是一种有效的污泥预处理方法,当水热温度为200℃、水热时间为1 h时,污泥减量度达76.56%,污泥SCOD为原泥的34倍,大大减少了污泥固相有机物含量。经水热处理后,污泥厌氧消化最大产气量为2 950 m L,较原泥提高了69%;厌氧消化后,水热预处理污泥SCOD减少量为原泥的30倍。     

碱预处理耦合零价铁强化含油污泥厌氧消化

含油污泥通常含较多的生物难降解性有机化合物,且污泥黏度大,乳化程度高,导致其厌氧消化潜力较低。污泥细胞破壁较慢,是污泥厌氧消化的限速步骤。本研究通过对含油污泥进行碱预处理,实现了污泥细胞破壁,并检测到胞内有机物质大量溶出,进而加快污泥水解为溶解态的小分子有机物,提高厌氧消化效率。另一方面,为了解决由预处理产生过量有机酸（如丙酸等）积累破坏厌氧系统内pH平衡的问题,本研究通过投加零价铁,促进丙酸等小分子向乙酸的转化,促进产甲烷,并最终使厌氧系统内pH保持平衡。研究结果表明：含油污泥经过碱预处理甲烷产量提高91.7%,同时污泥减量率提高了8%。碱预处理耦合零价铁粉,使得甲烷产量提高了105.4%,污泥减量率提高13%。进一步优化碱预处理pH条件,结果表明碱处理的最佳pH为9。     

预处理对烯烃厂剩余污泥厌氧消化处理效果的影响研究

随着宁夏煤化工产业发展进程的不断加快,配套建设的污水处理厂也日益增多,其大都采用生化处理工艺,产生了大量的剩余污泥。研究了宁东烯烃厂剩余污泥经超声波和热预处理后再进行厌氧消化的处理效果,结果表明:宁东烯烃厂的剩余污泥经预处理后再进行厌氧消化,绝大部分溶解性有机物在污泥停留时间为9 d的时候,就基本降解到一个稳定状态。预处理不但可以提高厌氧消化反应中有机物的去除率,而且可以大幅度缩短污泥消化时间,促进厌氧消化速率。     

微藻厌氧消化产甲烷:潜能、瓶颈及解决方案

厌氧消化产甲烷是实现微藻生物质能生产的重要方式,但存在消化不彻底、甲烷转化率偏低等问题。本文从理论产甲烷潜力入手,揭示了各类微藻生物质均具有良好的产甲烷潜力,普遍高于活性污泥等典型生物质,与富含能量的厨余垃圾相当。然而大部分微藻生物质的甲烷转化率都低于50%,使其实际甲烷产率处于甚至低于活性污泥的水平。微藻破壁困难和C/N比低是其甲烷转化率低的主要原因。文章从预处理和共消化两方面总结归纳了强化微藻厌氧消化的各种方法。其中低温热处理是目前最具经济技术可行性的预处理方法。与高含碳基质共消化是解决C/N比低的有效手段,但其作用需在高有机负荷下才能显现。剩余污泥不宜单独作为微藻的共消化基质。最后建议进一步探究预处理与共消化的协同作用以及重点考察连续运行工况下微藻厌氧消化的实际效果。     

介质阻挡放电改善污泥水解及产甲烷性能

通过介质阻挡放电等离子体技术对剩余污泥进行预处理及厌氧消化实验,研究了介质阻挡放电主要参数对剩余污泥的水解效果及污泥性质的影响,对处理后污泥进行厌氧消化实验。考察了介质阻挡放电产生的主要自由基在污泥水解过程中的贡献。结果表明,经介质阻挡放电预处理后污泥的SCOD显著提高,由160 mg/L提升至811 mg/L,污泥上清液中的蛋白质、多糖及氨氮均提高,且·OH在此过程中的贡献明显优于O_2~(·-)。介质阻挡放电能显著改善污泥厌氧消化性能,其20 d中温厌氧消化累计甲烷产量可达452 mL,相比原污泥提升105.4%以上。     

不同有机质污泥热水解直接脱水及厌氧消化潜力中试研究

在150～180℃条件下,利用中试实验设备,对不同来源浓缩污泥(TS约为20%)进行热水解中试实验,采用离心和板框脱水等两种方式对热水解后的污泥进行直接脱水,研究热水解温度,停留时间,污泥有机质含量等条件对污泥脱水性能的影响。选取170℃下保温60 min为最佳工况,高、中、低有机质组的污泥热水解后直接板框脱水,泥饼含固率可达到37.2%,39.8%和41.3%,同时通过对水解后的污泥,以及固液分离后的脱水液,泥饼分别进行厌氧产气实验(BMP),测定其不同热水解工况下混合相,液相,固相的产气性能,当实验开始3天后,液相甲烷产量即达到混合相最终甲烷产量的68%,72%,69%,证明了在中试条件上,热水解过程中,大部分可甲烷化有机物已转移至液相,且液相厌氧消化速度远大于固相,证明了污泥"热水解—脱水—脱水液厌氧消化"工艺路线的可行性。     

污泥厌氧消化过程中沼气原位提纯扩产技术的研究进展

目前,厌氧消化处是污泥减量化、无害化、资源化处理最有效的手段之一,沼气作为厌氧消化资源化产物,产量和纯度的原位提升技术有着重要的作用。文章从厌氧消化产沼气量影响因素和沼气原位富集技术的角度阐述沼气产量和纯度的提高的研究方法,从而对中国市政污泥处理和沼气能源化利用领域提供有价值的参考。     

热-碱渣预处理强化炼厂剩余活性污泥厌氧消化性能

热-碱预处理是强化剩余活性污泥厌氧消化的有效手段。为降低处理成本，利用炼厂碱渣替代新鲜碱剂，研究了热-碱渣预处理对炼厂剩余活性污泥(refinery waste activated sludge,RWAS)厌氧消化的影响。结果表明，热-碱渣预处理显著促进了胞内有机物的释放，蛋白质、多糖和挥发性脂肪酸浓度随温度和碱渣剂量的提升而增加，在温度90℃和碱渣剂量4%的条件下，蛋白质、多糖和挥发性脂肪酸分别可达1338.7mg/L、510.9mg/L和651.2mg/L。Person相关性结果表明碱渣剂量对腐殖酸类物质荧光强度和类黑素产量呈正相关，与厌氧消化停滞期呈显著正相关，表明高碱渣剂量会抑制RWAS厌氧消化性能。因此，热-碱渣预处理的最佳工艺条件为温度90℃、碱渣剂量1%。该条件下预处理RWAS厌氧消化的溶解性化学需氧量(SCOD)降解率可达66%，最大产酸量为736.2mg/L，甲烷和氢气产量分别是未处理RWAS的5倍和3倍，分别达95.3mL/g-VS (VS为挥发性固体)和11.5mL/g-VS。综上所述，热-碱渣预处理炼厂剩余活性污泥具有较好的应用前景。     

微塑料对污泥厌氧消化的影响和机理

污泥厌氧消化对实现污水处理厂“碳减排”具有重要意义,然其产甲烷效率和工艺稳定性易受多种因素干扰。微塑料作为新兴污染物经污水处理后,约有99%富集在污泥中,对污泥厌氧消化过程产生影响。因此,本文重点总结了污水中微塑料的来源、性质及其在污水处理工艺中的归宿,详细阐述了聚苯乙烯（PS）、聚酰胺6(PA6)、聚氯乙烯（PVC）等常见微塑料对污泥增溶、水解、酸化和产甲烷阶段的影响,并从细胞结构、微生物群落、酶活性等角度进一步归纳了微塑料影响厌氧消化的机理。最后,在概括当前研究成果的基础上,提出应从系统工程研究（预处理技术、运行条件、反应器类型等）、微塑料及其浸出物的抑制机制（微塑料与胞外聚合物、细胞膜的作用、标志性辅酶和辅因子、特征微生物方面）、微塑料与污泥其他组分间的协同/抑制机理等方面开展深入研究,为污泥资源化利用提供理论基础和技术支持。     

城市污泥能源化利用研究进展

城市污泥的处理处置是近年来关注的热点问题之一,其能源化利用的价值逐渐得到研究者重视。本文在对城市污泥成分和性质总结的基础上,介绍了目前污泥能源化利用的主要技术和方法,包括厌氧消化、热解和气化、燃烧和混烧、微生物燃料电池等,从原理、工艺、产物、污染控制等方面对上述方法进行了综述。通过对几种技术方法对比分析,指出燃烧和混烧可直接实现能量转化,是目前可直接应用推广的技术,但成本较高、污染气体及灰分需进一步处理处置;气化、热解可避免污染气体等二次污染,但工艺和设备较复杂,尚未实现应用;厌氧消化和微生物燃料电池技术通过微生物作用实现污泥减量和能源产出,是污泥能源化利用的研究和发展方向。     

Ultrasonic pre‐treatment of biological sludge: consequences for disintegration,anaerobic biodegradability,and filterability

BACKGROUND: Disintegration was developed as a pretreatment process for sludge to accelerate the digestion processes. Ultrasonic treatment may be a good alternative for sludge disintegration. In this study, different specific energy inputs ranged between 0 and 15 880 kJ kg^?1 and very low ultrasonic densities ranged between 0.04 and 0.1 W mL^?1 were applied to biological sludge for disintegration purposes. The potential for improving anaerobic digestion through ultrasonic pre‐treatment and the effect of ultrasonic pre‐treatment on the filterability characteristics of sludge were also investigated. RESULTS: 9690 kJ kg^?1 TS of supplied energy and very low power density of 0.09 Wm L^?1 are efficient for floc disintegration. For 9690 kJ kg^?1 TS, 44% higher methane production was achieved than with raw sludge as a result of biochemical methane potential assay. The supernatant characteristics of the sludge were also affected by the ultrasonic pre‐treatment. For 9690 kJ kg^?1 TS, the soluble chemical oxygen demand (SCOD), dissolved organic carbon (DOC), total nitrogen (TN), and total phosphorus (TP) in the sludge supernatant increased by 340%, 860%, 716%, and 207.5%, respectively. CONCLUSION: Ultrasonic pre‐treatment is an effective method for biological sludge disintegration even at very low ultrasonic density levels. It leads to increased anaerobic biodegradability but deteriorates the filterability characteristics of biological sludge. Copyright © 2009 Society of Chemical Industry     

影响高含固厌氧消化性能的主要因素研究进展

高含固厌氧消化具有所需反应器体积小、能量需求低、沼渣产量少以及沼渣后续处理简便等优点, 是实现固体废弃物资源化的重要途径, 因此对高含固厌氧消化性能的认识非常重要。本文重点阐述了原料、接种、含固率、温度、碳氮比和颗粒粒径等影响高含固厌氧消化性能的主要因素及其研究进展, 指出这些因素通过改变启动性能、甲烷产量、挥发性固体(VS)降解率和系统稳定性等对高含固厌氧消化过程产生影响, 且每个因素对消化性能的影响都至关重要。此外还指出, 对污水厂剩余污泥的高含固厌氧消化将会成为我国颇具应用前景的处理技术, 并从各个影响因素出发对高含固厌氧消化技术的实施提供了运行参数和优化措施, 以期为高含固厌氧消化技术的进一步完善提供借鉴。     

Mature landfill leachate treatment from an abandoned municipal waste disposal site

We investigated treatment techniques for the leachates derived from an abandoned waste disposal landfill facility known as Nan Ji Do in Seoul, Korea. To this end, the general characteristics of those leachates were carefully examined. The feasibility of leachate handling techniques was then examined through an application of both offand on-site processes as a combination of direct treatment methods and/or pretreatment options. They include operation of such systems or methods as: (1) activated sludge process, (2) adsorption-flocculation methods, and (3) anaerobic digestion. When the fundamental factors associated with the operation of an activated sludge process were tested by a simulated system in the laboratory, those applications were found to be efficient at leachate addition of up to 1%. Application of adsorption/precipitation method was also tested as the pretreatment option for leachates by using both powdered activated carbon (PAC) as adsorbent and aluminum sulfate (alum) as flocculant. Results of this test indicated that the removal of chemical oxygen demand (COD) was optimized at PAC and alum contents of 100 to 300 mg/L, respectively. In addition, an anaerobic digester also examined the effect of leachate components on the rate of anaerobic digestion. According to our study, treatment and pretreatment options investigated were, in general, effective enough to reduce the rate of organic loading and the occurrences of hazardous incidents.     

城市污水处理厂节能降耗途径

城市污水处理是一种高能耗的产业。污水处理过程消耗的能源主要包括电能和燃料、药剂等。本文从城市污水处理厂的污水提升,污水处理工艺,污泥处理以及管理方面,分析污水处理过程中的耗能情况,并提出各处理阶段,特别是污泥厌氧消化工艺的节能降耗途径。综合以上分析,城市污水处理厂有较大的节能降耗潜力,通过改进工艺、引进新技术、建立完善的节能管理机制,将是今后污水处理厂节能降耗的重要途径。     

污水厂污泥厌氧消化产短链脂肪酸研究进展

污泥厌氧消化产短链脂肪酸是实现污泥资源化的重要途径,短链脂肪酸不仅是产甲烷的底物、污水脱氮除磷的碳源,而且可以作为原料产生一系列高附加值的产品。本文介绍了污泥厌氧消化产有机酸的机理,重点阐述了污泥性质、温度、pH值、碳氮比（C/N）、水力停留时间（HRT）和固体停留时间（SRT）等影响污泥厌氧消化产酸的主要因素及研究进展,指出这些因素通过改变底物性质、微生物活性及二者接触反应时间等对产酸过程产生影响,其中温度和pH值是研究热点,目前大多数研究者认为高温和碱性条件更有利于污泥产酸。此外,还论证了这些影响因素对于实现污泥产酸最大化的重要意义,提出各因素之间的相互关系以及通过调控温度、pH值、碳氮比等发酵影响因素来控制产酸类型是今后值得研究的方向。     

A novel combination of methane fermentation and MBR — Kubota Submerged Anaerobic Membrane Bioreactor process

Methane fermentation is considered one of the best placed biological processes to reduce volume of organic waste while keeping small sludge production and recovering energy. One of the disadvantages of early anaerobic digestion technologies was the long hydraulic retention time thus large capacity tanks were required to hold slow growing methanogenic bacteria. New technological attempts such as upflow anaerobic sludge blanket (UASB), fixed or fluidised bed and membrane bioreactor (MBR) appeared as countermeasures.Kubota’s submerged anaerobic membrane biological reactor (KSAMBR) process has been developed in the last decade and successfully applied in a number of full-scale food and beverage industries. It consists of a solubilization tank and a thermophilic digestion tank, the latter incorporating submerged membranes. The biogas generated can be utilized for water heating via boilers. Both permeate and waste anaerobic sludge are further treated in wastewater treatment facilities.One of the main advantages of KSAMBR is that membranes retain the methanogenic bacteria while dissolved methane fermentation inhibitors such as ammonia are filtered out with the permeate. This makes the KSAMBR process very stable. Furthermore, the digester volumes can be scaled down to 1/3 to 1/5 of the conventional digesters provided that biomass is 3 to 5 times as concentrated.Applications include stillage treatment plants for Shouchu (Japanese spirits made from sweet potato, rice or other grains), potato processing sites, sludge liquor and food factory treatment plants.In summary, it is believed that KSAMBR offers the best possible solution combining the benefits of methane fermentation process with the performance of membrane technology. More details will be presented in the proceedings paper and in the presentation.     

基于资源和能源回收的城市污水可持续处理技术研究进展

在全球可持续发展的背景下,传统的污水处理模式由于未考虑到废水中资源和能源的回收利用而日显弊端,而视污水为资源和能源载体的可持续水处理技术逐渐引起人们的重视。从污水现有处理技术存在的问题出发,立足于资源化和能源化的理念,论述了基于废水碳源回收的厌氧消化产甲烷、厌氧发酵制氢、基于生物电化学原理的水处理新模式及微藻能源的水/烟气联合处理技术,以及基于氮源低能耗处理的短程硝化反硝化、厌氧氨氧化和同步硝化反硝技术,基于废水磷源回收的P-RoC、MBR、REM-NUT及纳米工艺技术,和基于废水回用的深度处理技术,并介绍了其最新的研发进展,提出了城市污水可持续处理技术的研究和发展方向。