您的位置:新葡萄京娱乐场app > 新葡萄京手机版 > 用生物固体小球做接种物进行氮气发酵临蓐,厌

用生物固体小球做接种物进行氮气发酵临蓐,厌

发布时间:2019-11-07 09:08编辑:新葡萄京手机版浏览(88)

    氢能同氧在燃料电池中结合产生水。在氢能够大规模代替其他燃料之前,它必须是可再生生产的。生产氢的厌氧发酵工艺在过去十年间被广泛研究,发现可再生的氢生产是有希望的,剩下的主要挑战,是发酵工艺的长期运行和确认合适生产氢的基质。几乎任何天然的微生物源都能产生能生产氢的细菌。接种物源包括下水道污泥干床,污泥堆肥产物,泥土,二次净化器污泥和中温消化器污泥。典型的做法是研究者用热冲击处理,巴斯德杀菌法和煮沸法,去除消耗氢的产甲烷微生物,不过热处理可能也降低接种物固有的产氢能力。

    图片 1

    成功的氢生产也能用不经热处理的接种物达到,具体的方法是调节pH值和固体滞留期,鼓气,或添加特定的产甲烷抑制物,如溴乙烯磺酸,但消耗氢的微生物远期出现的问题仍会出现,这种微生物可能生活在反应器的生物膜中。对连续产生氢反应器的支流进行连续热处理,可把输入可深基质系统中的产甲烷活动减到最小。但是,如果被处理的基质,例如初级污泥或城市污水,包含消耗氢的微生物,反应器系统就会不断被微生物再占据。在线热处理可能证明是不实际的和经济上不可行的。

    1、厌氧反应器内出现泡沫、化学沉淀等现象的原因是什么?

    带有已知产氢培养基产氢反应器的生物学增长法,可能是一种处理由消耗氢的微生物生长引起的运行中的长期麻烦的方法。为了取得成功,生物学增长法需要一种不昂贵的、容易得到的、能够连续添加的接种物。城市污水经过厌氧处理产生的污泥,容易从许多城市污水处理厂取得,它经过适当的预处理,能用来做生物学增长法的接种物源。

    厌氧反应器中有时会产生大量泡沫,泡沫呈半液半固状,严重时可充满气相空间并带入沼气管道,导致沼气系统的运行困难。

    城市污水厌氧处理厂产生的污泥,进行颗粒化处理是固体垃圾管理的一种方法。在颗粒化过程中,脱水的消化器污泥,在110-115℃下至少经受75分钟,这使它的固体含量从25-30%增加到超过90%,并产生约3mm直径的颗粒。这些工艺条件超过那些为制备产氢接种物的热处理的典型工艺条件。因此,这些污泥颗粒,如果经证实能支持发酵产氢,就可以用作不昂贵的、可再生的发酵产氢反应器的接种物。

    产生泡沫的主要原因是厌氧系统运行不稳定,因为泡沫主要是由于CO2产量太大形成的,当反应器内温度波动或负荷发生突变等情况发生时,均可导致系统运行的不稳定和CO2的产量增加,进而导致泡沫的产生。如果将运行不稳定因素及时排除,泡沫现象一般也会随之消失。在厌氧污泥培养初期,由于CO2产量大而甲烷产量少,也会出现泡沫,随着甲烷菌的培养成熟,CO2产量减少,泡沫一般也会逐渐消失。进水中含有蛋白质是产生泡沫的一个原因,而微生物本身新陈代谢过程中产生的一些中间产物也会降低水的表面张力而生成气泡。厌氧生物处理过程中大量产气会产生类似好氧处理的曝气作用而形成气泡问题,负荷突然升高所带来的产气量突然增加也可能出现泡沫问题。

    碳水化合物被认为是产氢发酵工艺最合适的基质。葡萄糖和蔗糖的产氢潜力,已受到广泛评估。其他基质,包括城市固体垃圾,豆腐废料,米酒厂废水和多种高强度废水,也受到产氢潜能评测,有些研究已对城市污水污泥作了评测,但这些研究不是针对废活性污泥就是混合污泥,却没有针对初始污泥的。初始污泥和城市污水,值得加以进一步测试,看能否做发酵产氢的基质。

    碳酸钙沉淀:处理废水钙含量高或利用石灰补充碱度,都会增加产生碳酸钙沉淀的可能性。高浓度的碳酸氢盐和磷酸盐都有利于钙的沉淀。

    报告发表在《Bioresource Technology》上的一个研究,探究了用生物固体颗粒发酵产氢的能力,这种颗粒可用来做同时进行的生物学增长的接种物。实验中拿生物固体颗粒同煮沸的厌氧消化器污泥和未处理过的厌氧消化污泥做比较。另外还比较了两种未被很好研究过但各地都有的基质的产氢能力,就是城市污水处理厂的初始污泥和城市污水。葡萄糖被用来做比较的标准基质。

    鸟粪石沉淀:进水中含有较高浓度的溶解性正磷酸盐、氨氮和 镁离子时,就会生成鸟粪石沉淀。厌氧处理系统鸟粪石沉淀主要在管道弯头、水泵入口和二沉池进出口等处出现。

    实验结果显示,从厌氧消化城市污水厂污泥生成的生物固体颗粒,对发酵产氢反应器是一种实际可用的接种物源。用生物固体颗粒或煮沸的污泥做接种物源,输入葡萄糖的系统的氢回收率是相等的,均为20.2-21.5%。这表示生物固体颗粒并没有由于颗粒化工工艺和贮存而受到不良影响。当用初始污泥和城市污水做基质时,煮沸的污泥比生物固体颗粒提供较高的氢回收率,但愿因可能是接种物中的COD溶解。从城市污水得到的氢回收率小于1%,不论用哪种接种物源都这样,这表示对于氢产生率,城市污水是一种不良的基质。从初始污泥得到的氢回收率比从城市污水得到的高4.4-12.0倍。这表示初始污泥可能适宜用来生产氢,不过,含碳水化合物的污水,仍然是生产氢的最佳基质。

    2、厌氧生物处理的三个阶段是怎样的?

    理论研究认为三个阶段,即厌氧消化过程分为水解发酵阶段、产乙酸产氢阶段、产甲烷阶段三部分。

    水解发酵阶段和产乙酸产氢阶段又可合称为酸性发酵阶段。在这个阶段,污水中的复杂有机物,在酸性腐化菌或产酸菌的作用下,分解成简单的有机物,如有机酸,醇类等,以及CO2、NH3和H2S等无机物。由于有机酸的积累,污水的pH值下降到6以下。此后,由于有机酸和含氮化合物的分解,产生碳酸盐和氨等使酸性减退,pH值回升到6.6~6.8左右。

    ⑴水解酸化阶段。污水中复杂的大分子、不溶性的有机物在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物,然后渗入细胞体内,水解产生挥发性有机酸、醇类及醛类等。

    ⑵产氢产乙酸阶段。在产氢产酸菌的作用下,各种有机酸分解转化为乙酸、氢和二氧化碳。

    ⑶产甲烷阶段。产甲烷菌将乙酸、氢及二氧化碳转化为甲烷。

    3、厌氧消化的三个阶段和COD转化率有多少?

    4、水解酸化法的优点是什么?

    ⑴ 池体不需要密闭,也不需要三相分离器,运行管理方便简单。

    ⑵ 大分子有机物经水解酸化后,生成小分子有机物,可生化性较好,即水解酸化可以改变原污水的可生化性,从而减少反应时间和处理能耗。

    ⑶ 水解酸化属于厌氧处理的前期,没有达到厌氧发酵的最终阶段,因而出水中也就没有厌氧发酵所产生的难闻气味,改善了污水处理厂的环境。

    ⑷ 水解酸化反应所需时间较短,因此所需构筑物体积很小,一般与沉淀池相当,可节约基建投资。

    ⑸ 时间酸化对固体有机物的降解效果较好,而且产生的剩余污泥很少,实现了污泥、污水一次处理,具有消化池的部分功能。

    5、厌氧生物处理的主要特点有哪些?

    ⑴ 能耗较低:因为厌氧生物处理不需要供氧,能源消耗约为好氧活性污泥法的1/10,还能产生具有较高热值的甲烷气。每去除1gCODcr可以产生0.35标准升甲烷或0.7标准升沼气。沼气的热值为22.7KJ/L,甲烷的热值为39300KJ/m3,一般天然气的热值为34300KJ/m3 。

    ⑵ 污泥产量低:因为厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多,好氧生物处理系统每处理1kgCODcr产生的污泥量为0.25~0.6kg,而厌氧生物处理系统每处理1kgCODcr产生的污泥量只有0.02~0.18kg。

    ⑶可对好氧生物处理系统不能降解的一些大分子有机物进行彻底降解或部分降解。

    ⑷ 厌氧微生物对温度、PH等环境因素的变化更为敏感,运行管理好厌氧生物处理系统的难度较大。

    ⑸ 水温适应广:好氧处理水温在10~35℃之间,当高温时就需采取降温措施;而厌氧处理水温适应广泛,分低温厌氧、中温厌氧和高温厌氧。

    6、厌氧生物处理的影响因素有哪些?

    ⑴ 温度。存在两个不同的最佳温度范围。通常所称高温厌氧消化和低温厌氧消化即对应这两个最佳温度范围。

    ⑵ pH值。厌氧消化最佳pH值范围为6.8~7.2。

    ⑶ 有机负荷。由于厌氧生物处理几乎对污水中的所有有机物都有降解作用,因此讨论厌氧生物处理时,一般都以CODcr来分析研究,而不象好氧生物处理那样必须以BOD5为依据。厌氧处理的有机负荷通常以容积负荷和一定的CODcr去除率来表示。

    ⑷ 营养物质。厌氧法中碳氮磷的比值控制在CODcr:N:P=(200~300):5:1即可。甲烷菌对硫化氢的最佳需要量为11.5mg/L。有时需补充某些必需的特殊营养元素,甲烷菌对硫化物和磷有专性需要,而铁、镍、锌、钴、钼等对甲烷菌有激活作用。

    ⑸ 氧化还原电位。氧化还原电位可以表示水中的含氧浓度,非甲烷厌氧微生物可以在氧化还原电位小于+100mV的环境下生存,而适合产甲烷菌活动的氧化还原电位要低于-150mV,在培养甲烷菌的初期,氧化还原电位要不高于-330mV。

    ⑹ 碱度。废水的碳酸氢盐所形成的碱度对pH值的变化有缓冲作用,如果碱度不足,就需要投加碳酸氢钠和石灰等碱剂来保证反应器内的碱度适中。

    ⑺ 有毒物质。

    ⑻ 水力停留时间。水力停留时间对于厌氧工艺的影响主要是通过上流速度来表现出来的。一方面,较高的水流速度可以提高污水系统内进水区的扰动性,从而增加生物污泥与进水有机物之间的接触,提高有机物的去除率。另一方面,为了维持系统中能拥有足够多的污泥,上流速度又不能超过一定限值。

    7、营养物质对厌氧生物处理的影响体现在哪些方面?

    厌氧微生物的生长繁殖需要摄取一定比例的CNP及其他微量元素,但由于厌氧微生物对碳素养分的利用率比好氧微生物低,一般认为,厌氧法中碳氮磷的比值控制在CODcr:N:P=:5:1即可。还要根据具体情况,补充某些必需的特殊营养元素,比如硫化物、铁、镍、锌、钴、钼等。

    在厌氧处理时提供氮源,除了满足合成菌体之外,还有利于提高反应器的缓冲能力。如果氮源不足,即碳氮比太高,不仅导致厌氧菌增殖缓慢,而且使消化液的缓冲能力降低,引起pH值下降。相反,如果氮源过剩,碳氮比太低、氮不能被充分利用,将导致系统中氮的积累,引起pH值上升;如果pH值上升到8以上,就会抑制产甲烷菌的生长繁殖,使消化效率降低。一般说来,氮的浓度必须保持在40~70mg/L的范围内才能维持甲烷菌的活性。

    8、pH值对厌氧处理的影响体现在哪些方面?

    厌氧微生物对其活动范围内的pH值有一定的要求,产酸菌对pH值的适应范围较广,一般在4.5~8.0之间都能维持较高的活性。而甲烷菌对pH值较为敏感,适应范围较窄,在6.6~7.4之间较为适宜,最佳pH值为7.0~7.2。因此,在厌氧处理过程中,尤其是产酸和产甲烷在一个构筑物内进行时,通常要保持反应器内的pH值在6.5~7.2之间,最好保持在6.8~7.2的范围内。

    厌氧处理要求的最佳pH值指的是反应器内混合液的pH值,而不是进水的pH值,因为生物化学过程和稀释作用可以迅速改变进水的pH值。反应器出水的pH值一般等于或接近反应器内部的pH值。

    含有大量溶解性碳水化合物的废水进入厌氧反应器后,会因产生乙酸而引起pH值的迅速降低,而经过酸化的废水进入反应器后,pH值将会上升。含有大量蛋白质或氨基酸的废水,由于氨的形成,pH可能会略有上升。因此,对不同特性的废水,可控制不同的pH值,可能低于或高于反应器所要求的pH值。

    9、维持厌氧反应器内有足够碱度的措施有哪些?

    ⑴ 投加碱源:增大系统缓冲能力的碱源可以使用碳酸氢钠和石灰等。

    ⑵ 提高回流比:正常厌氧消化处理设施的出水中含有一定的碱度,将出水回流可以有效补充反应器内的碱度。

    10、什么是VFA和ALK?VFA与ALK的比值有什么意义?

    VFA表示的是厌氧处理系统内的挥发性有机酸的含量,ALK则表示的是厌氧处理系统内的碱度。

    厌氧消化系统正常运行时,ALK一般在1000~5000 mg/L之间,典型值在2500~3500mg/L之间,VFA一般在50~2500mg/L之间,必须维持碱度和挥发酸浓度之间的平衡,使消化液pH保持在6.5~7.5的范围内。只要碱度和挥发酸浓度能保持平衡,当碱度超过4000mg/L时,即使VFA超过1200mg/L,系统也能正常运行。而碱度与酸度能保持平衡的主要标志就是VFA与ALK的比值保持在一定的范围内。

    本文由新葡萄京娱乐场app发布于新葡萄京手机版,转载请注明出处:用生物固体小球做接种物进行氮气发酵临蓐,厌

    关键词: 新葡萄京官网

上一篇:威麟各推两款新车,构想初成

下一篇:没有了