硫酸盐还原—甲烷化两相厌氧消化系统运行工艺条件的研究

以合成废水为基质,研究了采用硫酸盐还原－甲烷化两相厌氧新型工艺处理含高浓度硫酸盐有机废水的系统运行工艺条件,结果表明,酸化－硫酸盐还原以应器的适宜ｐＨ为６．５－７．０;５００ｍｇ／１的Ｓ＾２－使ＳＲＢ的硫酸盐还原活性下降,２０８ｍｇ／ｌ的（Ｈ２Ｓ）Ｌ抑制ＭＰＢ活性的９５．４％;推导出估算气提塔出水回流比Ｒ的模型,以得到的工艺条件为依据处理了含１９２００ｍｇ／ｌ的ＳＯ＾２－４和２９４００ｍｇ／ｌＣＯ     

厌氧颗粒污泥微生物群落结构与功能的研究进展

厌氧颗粒污泥(anaerobicgranularsludge,AnGS)是由多种功能微生物组成的自固定化聚集体,具有容积负荷高、工艺简单、剩余污泥产量低等优点,在废水处理领域中显示出巨大的技术和经济潜力,被认为是一种很有前景的低碳废水处理工艺。本文系统总结了近年来厌氧颗粒污泥微生物结构和功能的研究成果,从微生物学角度讨论了厌氧颗粒污泥形成及稳定的影响因素,并对今后厌氧颗粒污泥的研究进行了展望,以期为后续厌氧颗粒污泥技术的深入研究和实际工程应用提供参考。     

不同预处理方式对市政污泥/餐厨垃圾混合厌氧消化产甲烷的影响

考察了不同的预处理方式对餐厨垃圾与市政污泥混合厌氧消化产甲烷的影响。结果表明:对市政污泥进行热碱预处理效果最优,与空白组相比,热碱处理组累计单位质量的挥发性固体(VS)的甲烷产量达到了255.00 L,提高了13.03%,溶解性化学需氧量(SCOD)的降解率提高了27.05%,总固体(TS)的降解率提高了16.65%,VS的降解率提高了9.08%。在厌氧消化过程中,利用碳水化合物及蛋白质的热袍菌门(Thermotogae)的比例在所有处理中都有所上升;与产生短链脂肪酸有关的Erysipelotrichaceae菌属在预处理组中的丰度显著高于空白组,热碱处理组中Erysipelotrichaceae在末期的丰度最高,为19.21%;Petrimonas在厌氧消化体系中的作用为产氢产乙酸菌,热碱处理组的Petrimonas的丰度在产气高峰时最高,为6.84%。不同处理系统起主要产甲烷作用的古菌属为Methanosarcina,在产气高峰期热碱预处理组中Methanosarcina的丰度最高。预处理能够破环市政污泥的细胞结构,提高污泥的可生物利用性,提高混合厌氧消化产甲烷的效率。     

导电碳颗粒促进污泥厌氧消化及微生物种间电子传递的研究进展

添加导电碳颗粒能够促进厌氧消化过程稳定性、底物降解率以及产沼气品质的同步提高。本文总结了以活性炭和生物炭为代表的导电碳颗粒对城市污泥厌氧消化的影响,探讨了导电碳颗粒促进城市污泥厌氧消化的机理,阐述了导电碳颗粒介导的微生物直接种间电子传递(Directinterspecies electrontransfer,DIET)在强化污泥厌氧消化中的作用机制,分析了复杂厌氧消化体系中微生物DIET互营关系的研究现状,同时对导电碳颗粒的物理化学特性及其对污泥厌氧消化产甲烷的影响进行了分析,最后对未来导电碳颗粒促进城市污泥厌氧消化的研究进行了展望。     

厌氧消化污泥微生物组研究方法及应用

污泥厌氧消化是在消化污泥微生物组的协调下将剩余污泥中有机物转化为甲烷的微生物过程。与传统厌氧消化过程不同,污泥厌氧消化系统的进料底物为含有大量微生物细胞及胞外多聚物等复杂大分子有机物的剩余污泥。因此,厌氧消化污泥微生物组的种群组成、功能及种群间互作关系等异常复杂,使厌氧消化污泥微生物组分析成为难点问题。但近年来高通量测序技术及生物信息学分析方法的快速发展为消化污泥微生物组研究提供了契机,并迅速推动了该研究领域的发展。本文从4个方面梳理、总结厌氧消化污泥微生物组的研究及应用现状:剩余活性污泥结构、组成及其厌氧消化;基于16SrRNA基因序列测序的微生物组研究;基于宏基因组及宏转录组分析的微生物组研究;厌氧消化污泥微生物组研究案例分析。最后我们提出了厌氧消化污泥微生物组研究亟待解决的关键科学问题。     

高温厌氧消化液二次厌氧消化产气特性的研究

目的:对高温厌氧消化后产生的消化液进行二次厌氧消化降解的可行性研究.方法:采用经阶段性高温厌氧发酵后的消化液为原料,利用实验室自制的小型厌氧发酵装置进行中温35±2℃条件下厌氧发酵实验,测定产气量、甲烷含量和COD值.结果:经中温厌氧二次发酵30d后,消化液中的COD平均降幅达28 150ng/L,说明经阶段性高温厌氧发酵后的消化液可继续进行中温厌氧二次发酵,同时,从产气特性各指标可以看到,300g的消化液在中温条件下发酵30d后的总产气量平均为523ml,沼气中甲烷含量达到55%,沼气质量好.结论:高温厌氧消化后产生的消化液可以进行二次厌氧消化降解.     

添加厨余垃圾对剩余污泥厌氧消化产沼气过程的影响

为提高剩余污泥厌氧消化的沼气产量和甲烷含量,研究了厨余垃圾的不同添加量对剩余污泥厌氧消化性能的影响。结果表明,在35℃下,随着剩余污泥中厨余垃圾添加量的增加,厌氧消化系统中碳氮质量比（C／N）、胞外多聚物（EPS）等生理生化指标均有不同程度的改善。其中当剩余污泥与厨余垃圾质量比为2：1时,混合有机废弃物中沼气产量和甲烷含量均达到最大值,每克挥发性固体（VS）产生了156．56mL沼气,甲烷体积分数为67．52％,分别比剩余污泥单独厌氧消化时的产气量提高了5倍和1．5倍。     

厌氧消化法处理畜禽粪的研究

本文报导了２个沼气工程的概况。其一是上海跃进农场的装置１２８ｍ３的上流式厌氧污泥床（ＵＡＳＢ）,该装置于１９８５年建成,已正常运行８年。用于处理２万羽鸡的粪水,２０～２４℃发酵,共产气４５万ｍ３。平均产气率１．３５ｍ３／ｍ３．ｄ。ＣＯＤ去除率８８％。产生的沼气供应１２０户居民使用。其二是上海星火农场沼气站,该站为处理２７００头奶牛的粪便,于１９９１年建成了２７００ｍ３上流式全混合型厌氧消化装置,日处理牛粪便８０吨,鸡粪２０吨,２５～３１℃发酵。至１９９６年底,共产气３６０万ｍ３,供应了３０００户职工及１０个集体单位使用。发酵残留物全部进行了综合利用,不但净化了环境而且创造了较好的经济效益。２个工程长期稳定运行的结果表明,沼气工程的工艺设计先进,设备配套齐全,可为全国畜禽粪的处理提供供鉴。     

高活性厌氧颗粒污泥微生物特性和形成机理的研究

选择了几种生产废水和人工配水形成的厌氧颗粒污泥,进行了其微生物形态,特性和组成研究.成熟的颗粒表面电镜扫描观察表明,产甲烷索氏丝状菌是形成颗粒的主要细菌,在生长的后期相互缠绕形成拟颗粒状的菌团;八叠球菌在颗粒形成的初期也起到了一定的作用.本研究对人工配水颗粒污泥形成五阶段的污泥微生物组成和运行特点,以及“241”网状中空载体核对细菌的粘附作用等进行了初步观察.讨论了厌氧颗粒污泥形成必要的条件.     

五氯酚在污染沉积物泥浆固液两相中厌氧生物降解

研究了污染沉积物泥浆液、固两相五氯酚(PCP)厌氧生物降解.结果表明,投加10g·kg^-1厌氧颗粒污泥,经31d处理泥浆液、固两相PCP降解率达98.9%,平均降解速率达到80mg·kg^-1·d^-1,对照处理平均降解速率仅为4.4mg·kg^-1·d^-1,颗粒污泥生物强化作用明显.作为泥浆修复过程的调控因子,有机溶剂、共基质和表面活性剂对PCP降解效应不同,投加乙醇,可提高PCP解吸和降解速率,4d内两相PCP降解速率达到54.3mg·kg^-1·d^-1;而投加共基质和非离子表面活性剂乙二醇丁醚后,液、固两相PCP降解均出现迟滞,两者均不同程度地抑制PCP降解.     

情性载体厌氧颗粒污泥培育及某些性质的研究

研究了在焦碳颗粒上起动和育成厌氧颗粒污泥(或称厌氧附着膜),及其在分批反应器和膨化床反应器内的某些运转特性。在一定的选择压力(Selection pressure)下,从悬浮态种子污泥成长为颗粒污泥的过程中,其微生物相发生了明显变化。颗粒污泥的比反应速率常数K比出发悬浮态种子污泥的增大了100％左右。从而断定,除菌体浓度很高外,菌体质量的改进是这类系统（如AAFEB和uAsB等)效率特别高的另一重要原因．     

城市生物废弃物干式厌氧消化温度实验研究

研究了温度对干式厌氧发酵过程的影响,结果表明温度对pH值影响,高温(55℃)处理pH值迅速达到最低值,中温(35℃)和室温处理相对滞后,室温处理在消化后期出现酸积累现象,pH值维持在较低水平;发酵后期中温处理和高温处理pH值回升.温度对氧化还原电位影响更为明显,氧化还原电位在消化初期下降很快,到达最低点后波动很小.在整个消化过程中的氧化还原电位依次为室温>中温>高温.高温处理VS去除率最高,其值为36.44%;从产气量及甲烷气体含量比较可知,高温处理效率也是最高,其值分别为2548mL、62%,产气时间最长.     

以pH为扰动因子探究电化学厌氧消化产甲烷代谢通量与微生物的关系

【背景】电化学厌氧消化(electrochemical anaerobic digestion,EAD)系统的代谢途径由具备不同功能的微生物所主导,其代谢通量与功能微生物丰度、活性及群落结构相关。【目的】探究EAD产甲烷代谢通量与微生物的关系。【方法】采用代谢通量分析(metabolic flux analysis,MFA)方法,以pH为扰动因子得到微生物群落与产甲烷通量的响应关系。【结果】pH 7.5扰动时产甲烷通量最大为0.398 4±0.029 3,较对照组(pH 6.9)的0.297 4±0.012 7和扰动组(pH 6.3)的0.136 5±0.012 0分别提高了25%和65%。另外,平均有33.8%±3.1%的氢气(通量)用于还原二氧化碳产甲烷和乙酸,平均有21.0%±2.6%的乙酸(通量)转化为甲烷。此外,产甲烷通量与Mariniphaga、Methanosaeta和Desulfomicrobium的丰度呈正相关,与Sedimentibacter的丰度呈负相关且影响显著。【结论】在EAD产甲烷体系中产甲烷菌和产酸菌共存时,pH值略大于7.0的环境有利于甲烷的生成,改变E...     

厌氧处理低浓度污水颗粒污泥的形成和生物特性研究

用UASB反应器在室温条件下处理模拟低浓度污水,研究了颗粒污泥的形成过程和特性。UASB反应器进水浓度为100～200mgCOD／L,水温为25℃～9℃,60天内形成了成熟的颗粒污泥。颗粒污泥中以丝状菌为主,存在少量球状菌。     

柠檬酸废水IC反应器厌氧颗粒污泥真细菌结构分析

目的:分析柠檬酸工业废水IC厌氧反应器处理时产生的厌氧颗粒污泥中真细菌的菌群结构.方法:构建细菌的16S rDNA克隆文库,对文库中的16S rDNA基因序列进行测序,然后Blast比对,并进行分类、建系统发育树.结果:对获得的77个16S rDNA序列进行测序,按序列相似性≥97％的分类标准,这些序列可分为22个OTU,其中4个优势OTU分别与棒杆菌属(Corynebacterium)、梭菌属(Clostridium)、消化球菌属(Peptococcus)、疣微菌属(Verrucomicrobia)最为相近,其余OTU的克隆数较少.颗粒污泥中的真细菌主要为放线菌纲(Actinobacteria)、梭菌纲(Clostridia)、拟杆菌纲(Bacteroidetes)以及δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)的细菌,分别占克隆总数的34/77、31/77、6/77、6/77.结论:该文研究了柠檬酸废水处理过程中产生的厌氧颗粒污泥中细菌的菌群组成和结构,为深入了解柠檬酸废水的厌氧处理过程提供了一定的理论借鉴作用.     

生物沼气厌氧废水的处理

<正> 近年来,对于采用生物沼气厌氧废水处理法来处理废水越来越引起重视。生物沼气系统实际是一种升流或厌氧污泥覆盖法。在消化器的顶部具有取得专利的网状挡板,以便使固相、液相和气相得以分离。据报道,近年来按生物沼气法已经建成和正在建成的装置共有25所,其反应器的体积为6～5500立方米。厌氧处理法的特点能够产生沼气,其活性微生物都是厌氧菌,其中关键性微生物是甲烷菌。对有机物的厌氧性降解是分阶段进行的,即     

高活性厌氧颗粒污泥稳定性及基质代谢和种间氢转移的研究

选择了几种废水形成的厌氧污泥,进行了稳定性、基质代谢及种间氢转移的研究.颗粒化的污泥对盐、pH、酶作用、温度、压力等外界条件影响有一定的抗性,在丙酸代谢中,丙酸对颗粒污泥抑制浓度可达1000mg/L,而絮状污泥在500mg/L就被明显抑制,并比较了两者的最大比产甲烷速率和氢酶活性,在种间氢转移实验中,乙醇对颗粒污泥的抑制浓度比絮状污泥要高,颗粒污泥在各方面的性能都明显优于絮状污泥,还对颗粒污泥的物理特性及保存方式进行了初步研究.     

典型有机固废厌氧消化微生物研究现状与发展方向

经过人工富集和驯化的兼性和严格厌氧微生物是厌氧消化工艺的核心。不同厌氧消化体系中存在的问题大多可以通过改变微生物群落的代谢活性来得到有效改善。得益于微生物组学检测技术的快速发展,对厌氧消化系统中微生物多样性的认识获得了极大的拓展,同时在微生物类群间、微生物与环境的互作关系研究方面也取得了一系列新的进展。然而,有机固废厌氧消化系统中,各种微生物以及微生物和物质的相互作用构成了更为复杂的代谢网络,所以目前对这些互作关系的解析尚不完善。本文重点关注了厌氧消化过程中的典型菌群互作关系,阐述了典型有机固废厌氧消化系统中存在的问题及微生物在其中发挥的作用,最后,立足于现有组学技术推动的微生物组研究进展,对未来有机固废厌氧消化系统微生物组的研究提出展望。