厌氧消化过程氨氮抑制解除方法研究

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研究认为 L ' 对于 L ' 采用单相系统是 R 是选择反应器类型的一个重要参考因素$ R 大于# 3的有机固体废物$ 合适的$ 而对于 L ' 应该采用两相厌氧消化系统进行处理5 李勇 R 低于 # " 的蛋白质丰富的有机固体废物$ * D 等) 在厌氧消化两阶段的理论基础上$ 根据氨氮浓度的变化把发酵过程分为一级和二级发酵两个阶段$ 当氨 氮浓度趋于最大值时定义为一级发酵$ 一级发酵物离心后对上清液采取强吹脱法进行脱氮处理$ 处理后的上 清液与消化料液混合进行二次发酵5 结果表明$ 吹脱时间为 # & & 吹脱强度为 ! ' & 絮凝剂投ห้องสมุดไป่ตู้W 值为 # "M ! "A M E
* S 加量为! ' 杨晓弈等) 通过废水处理实验把单相厌氧与两相厌氧方法进行 5 3" 5 !A 是最佳脱氮工艺条件5 @
对比$ 结果表明两种反应器均将有机氮转化为无机氮$ 但两相厌氧消化可将废水中的几乎全部有机氮转化为 无机氮$ 而单相厌氧消化只能将部分有机氮转化成无机氮% 两相厌氧装置运行稳定$ 且甲烷菌的竞争占优势5 值得注意的是$ 厌氧消化是由多种菌群参与作用的生物过程$ 这些微生物种群的有效代谢是相互影响& 相互联结的$ 而两相厌氧消化会将这一有机联系的过程分开$ 这势必会改变中间代谢产物成分$ 对整个消化 过程产生一定程度的影响5 所以$ 如选择两相反应器进行氨氮抑制解除$ 必须要采取的适当的相分离$ 从而创 此外$ 由于高氮原料厌氧消化对反应器的最大有机负荷有一定的限制要求$ 造有利于不同细菌的生态环境5 因此在反应器和实验的设计过程中要考虑到发酵浓度和氨氮作用的敏感性5 ! ! " #不同发酵温度对解除氨氮抑制的研究 厌氧消化可分为 D 个温度范围! 3 ""4 " Q 称为高温发酵$ ! ""S 3 Q 称为中温发酵$ ! " Q 以下称为低温 发酵5 通常认为$ 在一定范围内$ 温度越高$ 厌氧消化结果会更好5 高温条件对于有机废物的降解和病原菌的杀 灭更有效$ 尤其对于沼渣沼液的二次利用而言$ 高温处理就显得尤为重要5 而在实际工程生产中$ 综合考虑到 经济性等方面$ 有机废物的厌氧消化温度大多选择中温条件5 目前$ 国内外学者的研究认为$ 在不同温度条件
! " # !年中国沼气学会学术年会论文集
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厌氧消化过程氨氮抑制解除方法研究
! 王#阳# 林#聪# 王#骥# 邓#洋# 中国农业大学水利与土木工程学院 北京 # 北京盈和瑞环保工程有限公司 北京 # # 5 " " " ( D ! 5 " " " ' )
摘要氨氮抑制问题是阻碍厌氧消化顺利进行的重要症结 氨氮浓度过高会影响微生物活性 抑制甲烷菌生长5 本 文从反应器类型 消化温度 微生物种群和外源添加剂四个方面总结归纳了国内外学者针对于氨氮抑制方面的研 结果表明 单相厌氧消化反应器易受到氨氮的抑制 两相消化反应器对于氨氮抑制有更强的抵制作用 高温厌 究5 氧消化时氨氮浓度高 但是产生的沼气纯度低 氨氮浓度过高会直接影响发酵细菌的生长繁殖 经过高浓度氨氮驯 化过的甲烷菌对氨氮抑制有较强的抵抗能力 添加沸石 麦饭石等外源物对氨氮能起到一定的吸附作用5 以上四种 解除氨氮抑制的方法均能有效解除氨氮抑制问题 在实际应用中需根据发酵原料自身性质 发酵工艺等因素综合 考虑 最终选择最适合的除氮工艺5 关键词氨氮抑制反应器类型发酵温度微生物种群添加剂
) * 3 下$ 氨氮的抑制程度是不同的% 温度越高$ 产生的氨氮浓度越高$ 自由 R $ 甲烷含量越低5 W D 的浓度越高 4 在研究有机垃圾在中& 高温不同温度条件下$ 其厌氧消化过程中氨氮对甲烷产量的 _ . 0 0 > 1 = L和 N / ? = > 1 ^ 影响时发现$ 在高温条件下$ 产气量明显增多$ 不过其甲烷含量很低$ 这是由于和中温消化相比$ 高温过程产生 )*
i 对于两种反应器能承受的最大氨氮浓度$ 有研究表明$ 对于能够产生 3@ ' AR W S 的固体废物进行厌氧 D 消化研究$ 在单相反应器中$ 当有机负荷率达到Sc ' 系统受到破坏$ 反应失败% 而对于两相消化 V C:时 $ @ * )* D # 最大的有机负荷率可达到(c ' $ 此时甲烷菌也未受到抑制) 反应器而言$ V C: 5 A / J J > ? J_ 等 ! 经过实验 @
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! " # !年中国沼气学会学术年会论文集
对于解除氨氮抑制的方法$ 目前国内外学者主要通过不同反应器类型& 不同发酵温度& 不同微生物种群 和添加外源物这四个方面进行研究5
! #解除氨氮抑制的方法研究
! ! ! #不同反应器类型对解除氨氮抑制的研究 单相厌氧反应器和两相厌氧消化反应器所能承受的氨氮抑制浓度不同5 对于单相反应系统而言$ 由于反 应器中的液体是处于高度混合的状态$ 小生境容易遭到破坏$ 所以微生物极易受到高浓度物质的抑制% 另外$ 混合完全的溶液会溶出更多的氮$ 所以单相反应器易受到氨氮的抑制5 而两相厌氧反应器是把水解酸化微生 物和产乙酸产甲烷微生物分别放置于各自最优的生态环境中$ 最大程度的提高了系统的稳定性$ 因此$ 两相 消化系统对于氨氮抑制有更强的抵制作用5
基金项目国家科技支撑计划*西部经济欠发达地区混合原料沼气工程示范 ! " " ( G & $ L S G " D 第一作者王#阳 女 辽宁阜新人 在读博士 研究方向 农业生物环境与能源工程 # ' ( 3 * + , . / 0 P . ? . ? " ' ! S 6 . 9 5 > : 9 5 6 ? ! @ K @ 通讯作者林#聪 女 河南开封人 教授 博士生导师 研究方向 农业生物环境与能源工程 # ' 3 4 * + , . / 0 0 / ? 6 7 ? 6 . 9 5 > : 9 5 6 ? ! @
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特别是针对高氮原料 餐厨垃圾 人粪便 猪粪 食品加工废物等 而言 氨氮 ##有机废物厌氧消化过程中 是一个十分重要的控制条件5 在厌氧消化过程中 由于厌氧微生物的细胞增殖很少 因此只有很少量的氮被 转化成为细胞物质 大部分可生物降解的有机氮都被还原为消化液中的氨氮5 氨氮是微生物重要的氮源 并 且在反应过程中能够中和厌氧消化产生的挥发性有机酸 对系统的 E 但若其浓度过高 将 W 具有缓冲作用 会影响微生物的活性 抑制甲烷菌的活性5