王森-外文翻译

1、常温和高温共相厌氧消化与单级中温和高温消化污泥Young-Chae Song*, Sang-Jo Kwon, Jung-Hui Woo司土木与环境系统工程，韩国海洋大学，1，东三洞，影岛区釜山606-791，韩国摘要污水污泥的嗜热和常温高温共相厌氧消化性能，使用空间之间的分隔消化污泥和高温蒸煮交换过程，并比较单级中温及高温厌氧消化。从温度合作相厌氧消化系统固体挥发性的减少是与污泥汇率有关，其50.7-58.8，远高于单级高温 消化的46.8，以及中温消化的43.5。具体甲烷产量424-468ml/g挥发性固体去除，这是作为单级中温厌氧消化。出水水质的稳定性和挥发性脂肪酸和可溶性化学的高温共相厌

2、氧消化体系需氧量分别大大优于单级中温厌氧过程的。总大肠菌群销毁温度合作相系统是98.5-99.6，这是类似的单级高温消化。该性能更高的挥发性固体和病原体减少，对温度的合作阶段稳定运行厌氧系统可能归因于高温蒸煮良好的运作，营养成分和中间体分享厌氧微生物，并在合作相厌氧微生物的亲和力高的基材选择系统，作为温之间的交流和嗜热沼气池污泥结果关键词：厌氧消化，高温，中温，合作阶段，污水污泥处理1.简介单级中温完全混合厌氧消化已被广泛用于减少有机废水处理污泥量流程，获取甲烷气体为能量的形式。在这里，中温消化，通常要求在20天的保留时间，但并非如此会减少挥发性固体和致病微生物失活的效率。为了克服这些限制，在

3、高温消化的同时，利用高温及高代谢率微生物虽然在减少和挥发性固体病原微生物失活，可从嗜热消化，出水水质和剩余污泥进行脱水的能力，需要额外的能量来加热沼气池。特别是，高温消化是非常敏感的条件，如温度，和有机负荷率，以及对进水污泥特性。一般来说，厌氧过程的特点可以从消化环境，微生物生长过程的配置，每道工序都有其独特的优势。根据前人的研究，两相或两阶段厌氧工艺显示出良好的的出水水质，沼气产量，挥发性固体减少和稳定的过程。这意味着一个厌氧工艺性能可以改善，与厌氧工艺适当组合特点。最近，分阶段厌氧消化（TPAD）的过程，串联高温和中温沼气池组成，一直研究，以便同时进入中温消化和高温消化。该TPAD过程可以

4、工作在高负荷率的单级进程并使病原微生物得到了较好的失活。但是，第一个阶段在高温蒸煮过程TPAD环境仍是敏感的条件，并可能影响这一进程的整体性能以及第二阶段的中温消化。此外，最大挥发性固体减少和具体的甲烷产量从TPAD索取过程并没有太大的区别，需要保留足够的厌氧过程阶段时间。本研究的目的是测试新配置的厌氧消化，它由一种中温及高温消化，为更有效的污水污泥稳定处理系统。对于这一点，单级的性能完全混合中温消化和嗜热以独特的澄清特征，那些高温共相厌氧消化，它同时使用两个生化污泥阶段通过交换温度进行了研究，作为单级污水污泥的厌氧阶段过程。2.材料和方法2.1.实验装置在实验中使用的厌氧消化的示意图系统，如

5、图所示合作温度相厌氧消化阶段（a）包括一个过温蒸煮（13.6 L）和保留高温蒸煮（5L）。该污泥开展了进水和放电从合作相系统并进行稳定中温消化，消化污泥在空间上被两个温度沼气池分开。对于单级厌氧消化系统，是混合型中温消化。（b）利用相同的嗜热沼气池。（c）有效量的分别为12.2L和5L。在实验中所有的沼气池使用透明的管锥式底部,恒温器与一个温度传感器连接，同时放入沼气池。该沼气池外墙是卷板式电加热材料，并用绝缘材料覆盖。对污泥的中温消化过程恒温器温度应保持35725572摄氏度的高温条件。刀片立式电机连接完全混合过程。有一个气体取样口，使用丁基橡胶瓶塞，成为沼气组成。同时要对沼气进行监测并安装

6、收集器，它是连接到沼气池顶部空间。在实验中，污水污泥统一提供给沼气量是本身的4-8倍，每天用配有一个计时器蠕动泵，在集水器中天然气用硫酸酸化，以防止沼气的爆炸。2.2.实验方法 该污水污泥取自一城市乙地铁污水处理厂，并于存放在4的空间。使用1毫米筛子选择污泥，以防止在传输从进料水箱到沼气池过程中出现堵塞问题。B地铁城市厌氧污泥消化是从单级中观亲水污水污泥厌氧消化。这些污泥用不到1 mm筛子去除杂质，经过初步分析特性被用来作为接种的厌氧消化体系。表1显示饲料污泥和平均接种特征，为实验条件下单级和合作相厌氧消化体系。该进料污泥特性，如挥发性固体，化学需氧量（COD）和碱度，广泛应用不同的实验。实验

7、过程中，平均为单一有机负荷率水力停留时间（HRTs）分别为：阶段过程进行了20天，和1.43 g比/升/天中温沼气池，10天及2.90 g比/升/天高温蒸煮。对于温度合作相厌氧消化，系统HRTs21天，各种污泥之间的汇率中温及高温蒸煮是7.35，3.33和1.67倍，饲料流入污泥率。对应于每个污泥汇率，污泥停留时间（SRTs）为嗜热沼气池是相同的HRTs的，但减少到2.38，4.68和7.60天，分别为中温沼气池。2.3.分析和计算 为了监察无氧能力过程，消化污泥样本来自日常的单级和合作相厌氧消化系统。根据标准方法16，每周进行两次pH值和碱度测定及总固体（TSS），挥发性固体（VSS），总C

8、OD（TCODs）和溶解性COD（SCODs）。也每日测定安德森和杨滴定法提出的挥发性脂肪酸（VFA），以及组成，每周两次，由高性能高效液相色谱法（的DX- 500）分析VFA，与一个用人紫外设备齐全Aminex HPX- 87 H柱（3007.8毫米）检测。每日沼气生产，其组成是由气体分析色谱法（高岩- Mac系列580），配备了一不锈钢柱（Porapak强，网目尺寸80.71万，6英尺1 /800），采用热导检测。后厌氧处理，稳定铵+ - N的标准来衡量的方法。硫酸盐和磷的浓度，磷酸盐进行了分析与离子色谱法（的DX- 500），具有离子系列（250为144毫米）和电导能力。总大肠菌群含量消

9、化污泥的利用，同时膜过滤法测定，通过计算菌落在35孵化后36小时。在实验中，厌氧稳定状态的指示参数，包括pH值，比重，挥发性脂肪酸对碱度比和沼气的甲烷含量。水解率，这是本机上的微粒化学需氧量（PCOD）负荷率，估计沼气池去除率每单位体积的使用的PCOD。平均值和实验标准偏差结果在ANAE阳性稳态操作，过程进行了测定比较共相厌氧消化污泥的特点。3.结果与讨论3.1.单级中温和高温消化 在其中的单级厌氧过程运行的70天，对热碱度消化过程高于常温过程，如图所示。 大家都众所周知，在厌氧消化碱度可以从氮降解有机化合物产生，硫酸盐还原，释放磷，磷酸盐和一个VFAs增加。在这研究，从高温氨氮消化过程是86

10、0毫克/ L，是高于中温过程的630 mg / L（见表2）。然而，并没有在单级中温或高温厌氧消化观察到大量的硫酸盐和磷酸盐。这行动表明，高温下含氮有机化合物条件明显高于中温下条件19-21 。在行动期间进水污泥的pH值逐渐从7.2下降到6.8，如图所示 2（b）项。然而，酸碱值中温过程中增加从7.2到 7.67左右，并稳定在这个值。高温过程比是中温过程pH普遍较高为8.08。这是为高碱度的高温厌氧消化过程的结果。增加的碱度，pH值，在我们的实验中从而降解含氮化合物，该级别的SCOD增加过程特点依赖于变化高温进水，而且普遍高于中温过程，如图所示。 3（a）条。在一个稳定的状态，SCODs的均值

11、分别为2555和5240毫克/升，为中温、高温，分别为（见表2）。挥发性脂肪酸水平高温过程普遍高于中温的过程，这是符合SCOD数据的增加（图3（a）。这清楚地表明，中温消化优于高温消化的出水水质条件，这可以解释为一些嗜热微生物的亲和力。主要是中温过程的挥发性脂肪酸COM，但在高温过程是不一样的（见表2）。从文献2，5，6，较高的氢分压发生在高丙酸水平高温蒸煮，而醋酸从较高的有机负荷率的条件。在这研究中，在热丙酸积累，亲水可能是由于沼气池的进水广泛变化特性。该SCOD增加挥发性脂肪酸的含量分别为22.7和周围30.3，为中温消化和嗜热流程，分别为。这主要是由于丙酸的高温条件。在高温蒸煮46.8相

12、比，43.5中温消化。报告说，在降解速度的差异根据固体基质的嗜热和常温条件成为重要关系，其保留时间3。如图所示。 4（b）项，平均甲烷含量中温过程中，只是沼气高一点，大约64，亲水的过程。这可能是高温下条件减少溶解二氧化碳的结果 22。在以前的研究中，在厌氧消化中主要是受基板类型，而不是中温度条件下的甲烷含量的沼气。然而，中温进程的甲烷产量的基础与去除，表明嗜甲烷菌更高容量为应对随着进水特性变化的COM嗜甲烷菌削减到最低。平均具体的高温过程中甲烷产量低在416毫升/克 去除，中温消化在451毫升的CH4/ g去除（见表2）。这大概是由于在厌氧消化中高能量的厌氧嗜热微生物5,6,25，以及沼气氢

13、的含量较高。病原微生物失活，近年对A类污水污泥消化剩余污泥，大大增加了生产生物固。在这项研究中，高温蒸煮总大肠菌群失活率为99.7，这是远高于中温消化的66.7为高，（见表2）。失活的病原微生物在高温过程、高层次的自由氨和挥发性脂肪酸，以及高温条件中可能对长期的综合影响会停留时间为10天。3.2.中温及高温合作相厌氧消化 对温度的合作阶段的碱度水平由污水污泥进水碱度的变化影响中温及高温蒸煮，作为如图所示。 5（a）条。对碱度的平均水平高温合作相蒸煮碳酸钙约为3500 -4700毫克/ L，这是一个略高于中温阶段沼气池3300-4400毫克/ L的碳酸钙合作高温下的单阶段，厌氧过程与高碱度条件相

14、似，如图所示。 2（一），并反映降解高温条件下含氮有机更高的活性化合物，如蛋白质， 在合作阶段的早期阶段pH值，中温及高温蒸煮有一个小的操作，由于不稳定的特征的变化，如图 5（b）项。第35天，沼气池在中温pH值稳定在7.5-7.6，这是类似于在单级中温厌氧工艺。在合作阶段在最初的高温蒸煮在运行阶段pH值增加至超过8.0，这是类似的单级高温蒸煮。在稳定阶段，在高温pH值沼气池略有下降到7.7-7.8，这对厌氧细菌更有利的高温pH值条件 。这是一个从中温污泥消化与污泥高温碱交流结果27。没有明显观察到该污泥的pH汇率影响的合作相系统。然而，在合作中温阶段的水平和碱度高温蒸煮的关系略有增加到污泥汇

15、率从1.67Q增加在3.33Q。这是一个增强的降解效果，含氮化合物由于延长污泥高温部分穿过在较高的污泥消化汇率。图6（a）为VFA的中温高温共相厌氧消化体系。运行35天后，在合作的挥发性脂肪酸，高温蒸煮阶段趋于稳定，以及是中温消化，在进水的变化并没有影响。在稳定状态，在合作阶的高温挥发性脂肪酸水平沼气池为339-679毫克醋酸/ L，这低于436-795毫克醋酸/ L的所有中温蒸煮污泥交换率（见表3）。这表明，该合作相系统高温蒸煮稳定和良好运作和亲和力挥发性脂肪酸对污泥高温很高于从单级污泥高温蒸煮（图3（b）。这似乎表明，高产甲烷菌基质亲和力选择与占主导地位的合作阶段由高温蒸煮温之间的交流和污

16、泥嗜热沼气池。在合作的情况下中温蒸煮，挥发性脂肪酸的水平也低于该单级中温消化在1.67Q，并3.22Q的污泥汇率。然而，在7.36Q污泥汇率，挥发性脂肪酸增加至醋酸约795毫克/升，表明甲烷减少了在中温沼气池反应的固体停留时间2.38天。挥发性脂肪酸主要作为两阶段中温部分和单级中温消化过程，（表2和3）。然而，在合作相高温蒸煮，丙酸含量相当大的，在该7.35Q污泥汇率，作为单级高温过程。这种更高的丙酸含量较高污泥在合作相高温汇率沼气池可能与较高的氢分压5,22。图。 6（b）显示了中温SCOD增加水平和高温低温共相消化系统。在稳定状态，在合作的水平相SCOD增加中温及高温蒸煮 分别是

17、2100至2200年和1700 -2900mg/ L，这比单级中温及高温处理的少。出水水质好于SCOD增加主要是由于低挥发性脂肪酸在合作阶段中温及高温蒸煮，可能因为结果较高的活性和较高的产甲烷亲和挥发性脂肪酸对厌氧污泥中的同相系统。图。 7（a）为挥发性脂肪酸对碱度的比例要求评估的温度缓冲能力同相厌氧消化体系。在对7.35Q污泥汇率，挥发性脂肪酸对碱度比值污泥汇率，挥发性脂肪酸对碱度比值稳定，为中温，0.19和0.16，为高温蒸煮，除了早期阶段运作。由于污泥汇率降至3.33Q和1.67Q的挥发性脂肪酸对碱度率稳定。这说明在高温共相厌氧系统缓的冲能力，与单阶段中温厌氧过程污水污泥足够消化。在合作

18、较高的缓冲能力高温蒸煮阶段，原因是这两个从增强降解高碱度水平含氮化合物和挥发性脂肪酸的水平较低较高的产甲烷基质亲和力。较高在合作的缓冲能力相高温蒸煮也促成了良好的缓冲能力中温消化污泥通过交流会，高温和中温之间沼气池。一般来说，中温厌氧消化要求在为期20天的保留时间稳定废水污泥，这是由于增长速度缓慢的厌氧细菌。然而，由于介绍表1，在中温消化的SRTs高温共相厌氧消化制度是2.38七点六天之间根据不同的污泥中温之间和汇率嗜热沼气池。总的具体甲烷收益率分别高达单阶段的温厌氧过程中，虽然有些部分的整体产量从合作相高温蒸煮消化系统。特别是在污泥7.36Q汇率，中温消化污泥龄只有2.38天，但具体的甲烷产

19、量较高甲烷在460毫升/克。这表明了可能性有一些温度兼性厌氧微生物是高度活跃在中温，在温度合作以及高温条件，相厌氧消化污泥交换系统。这是从普遍认为，两个不同的厌氧细菌存在于不同的群体中温及高温温度制度。在以前的研究中，他们是从ANAE阳性耐厌氧细菌微生物量和活性测试温高温条件。水解率是污水污泥的厌氧消化的一个重要参数，以评估高有机物含量的污泥污水工艺性能。去除率为PCOD估计每单位体积的基础上PCOD负荷率在沼气池，是0.537克PCOD /午/ d在污泥7.35Q汇率，这明显高于0.520克PCOD /午/晚餐单级高温厌氧消化过程以及0.451克PCOD /升/单D期温厌氧消化过程（见表3）

20、。然而，在特定的高温合作蒸煮消化阶段水解率是0.035克PCOD /午/晚餐，这是小于0.098 PCOD /午/晚餐G的温沼气池，表明大部分的有机物微粒水解在中温消化。这是不同于单阶段厌氧流程，那里的热水解活性，亲水沼气池明显高于中温的沼气池。高温蒸煮这些结果可能出现，因为包括水解酶，碱性中间体和其他营养成分很容易产生于稳定和良好的运作，并然后转移到中温蒸煮通过交换过程，使污泥的有利细观亲水条件的水解酶，或厌氧微生物。当污泥汇率下降到3.33Q和1.67Q，整体特定水解率分别为0.566和多样0.524克PCOD /午/晚餐。独立的污泥交流在合作相消化系统率，但是，具体水解率中温消化高于高温

21、蒸煮的。在合作中温及高温阶段的VSS沼气池是稳定的，而不是由影响污泥的VSS进水变化，如图所示。7（c）项的挥发性固体减少约51污泥汇率1.67Q，但上升到约59时，污泥汇率增加至超过如表3给出3.33Q。在文献15，从TPAD废物中还原所得挥发性固体，活性污泥法约50的污泥龄在28天，这10大约是高于单级中温消化的。在这项研究中，挥发性固体，可以减少在合作阶段消化系统获得超过15，高于单级中温的沼气池和大约12，高于单级高温蒸煮。性能上的增强与还原所得从温度合作阶段高温共相系统中起着重要作用总大肠菌群的破坏，而不是保留时间，在高温条件。厌氧消化体系，主要是由于中温消化较高的水解活性，这是一个

22、沼气池污泥之间中温及高温的交流的结果。在其他另一方面，对于污泥和额外的能量交换取暖的合作阶段的高温蒸煮消化系统可能是必需的。然而，额外的能源需求可以得到补偿由合作制度的优越性消化阶段包括较高的挥发性固体减少，更好地出水水质和工艺稳定性和增加沼气生产，相对于单级中温或高温处理的。在合作阶段销毁总大肠菌群厌氧消化体系，从98.5增加至99.6，相对于在污泥交流的增加率。4.结论 从单一的特点的研究，中温阶段和嗜热厌氧过程，污水污泥的处理，并与中温高温低温共相厌氧消化系统中，提出了以下结论。该单级中温厌氧消化在以下方面具体的甲烷产量，出水水质和处理稳定性明显优于高温消化，但是总大肠菌群减少和破坏，从

23、单级高温消化均高于那些中温消化。其性能依赖污泥中温及高温合作相厌氧消化中温及高温蒸煮之间的汇率，但单级中温优势和嗜热厌氧消化可以得到从温度合作相厌氧。在SCOD增加和VFA的出水水质，具体的甲烷加工和产量稳定，这可以得到从温度合作阶段厌氧消化，分别比单级中温厌氧消化为佳。在病理的破坏是类似的单阶段的高温消化，但挥发性固体的减少明显比单级高高温消化。这些可能主要是由于温度合作相厌氧消化稳定和嗜热厌氧消化的良好运作，在主动选择和较高的厌氧亲和基板和共享营养的中间体厌氧微生物，作为沼气池嗜热污泥之间交流的结果。参考文献1 Aoki N, Kawase M. Development of high p

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