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pH值调控柠檬酸污泥厌氧发酵产酸及碳源潜力研究

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中国环境科学 2022年第11期42卷 5198-5207页

作者：孙东霞周子安冯志合胡修玉祁光霞董黎明北京工商大学中国轻工业清洁生产和资源综合利用重点实验室国家环境保护食品链污染防治重点实验室北京100048 中国生物发酵产业协会北京100083

以柠檬酸废水厌氧颗粒污泥为接种物,在不同pH值调控条件下开展柠檬酸生产废水剩余活性污泥厌氧发酵产酸研究.通过对发酵液挥发性脂肪酸(VFAs)、有机质、氮磷和污泥脱水性能的分析,探讨了柠檬酸污泥厌氧产酸机制.结果表明,pH≥10的碱性... 详细信息

以柠檬酸废水厌氧颗粒污泥为接种物,在不同pH值调控条件下开展柠檬酸生产废水剩余活性污泥厌氧发酵产酸研究.通过对发酵液挥发性脂肪酸(VFAs)、有机质、氮磷和污泥脱水性能的分析,探讨了柠檬酸污泥厌氧产酸机制.结果表明,pH≥10的碱性条件更有利于有机质的溶出从而促进VFAs的产生.三维荧光光谱分析发现在恒定pH值下腐殖酸(HA)和富里酸(FA)会大量溶出降低VFAs的产量.初始pH=10是柠檬酸污泥厌氧产酸的最佳pH值,发酵4d的VFAs浓度最高达(6681.47±126.82)mg COD/L,是文献报道中市政污泥产酸量的近2倍,其中乙酸占比49.8%,发酵后产酸功能菌Chloroflexi、Bacteroidota的相对丰度分别由初始的9.52%、10.87%增至16.84%、14.39%,污泥归一化毛细吸水时间(nCST)为(11.34±0.27)s⋅L/g,脱水性能良好,发酵液TP浓度为(20.45±0.33)mg/L.研究表明,利用柠檬酸剩余活性污泥碱性厌氧发酵产酸作为污水处理过程中的外加碳源具有较大潜力.

关键词： pH值调控柠檬酸污泥碱性厌氧发酵挥发性脂肪酸污泥脱水性能

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柠檬酸污泥热碱预处理厌氧发酵产酸研究

环境科学与技术 2023年第3期46卷 158-167页

作者：周子安孙东霞刘翌锶马子惠董黎明北京工商大学中国轻工业清洁生产和资源综合利用重点实验室北京100048 北京工商大学国家环境保护食品链污染防治重点实验室北京100048

文章对食品发酵工业产生的柠檬酸废水剩余污泥进行热碱预处理后,同时采用批次与半连续运行方式进行污泥厌氧发酵实验,分析了污泥发酵液中挥发性脂肪酸(VFAs)、有机质、荧光组分、氮磷,以及污泥中的有机物含量、脱水性能和微生物群落的... 详细信息

文章对食品发酵工业产生的柠檬酸废水剩余污泥进行热碱预处理后,同时采用批次与半连续运行方式进行污泥厌氧发酵实验,分析了污泥发酵液中挥发性脂肪酸(VFAs)、有机质、荧光组分、氮磷,以及污泥中的有机物含量、脱水性能和微生物群落的变化。响应面优化结果确定了柠檬酸污泥热碱处理的最佳条件为62℃,pH=10.6,处理1 h。热碱预处理使溶解性化学需氧量、溶解性总有机碳和蛋白质(PN)、多糖(PS)等浓度分别提高4.75倍、2.94倍、12.67倍、15.49倍,加快了厌氧发酵中VFAs的产生,其中前3 d总VFAs浓度上升速度最快,浓度为(6194.96±411.91)mg/L(以COD计);为保证VFAs底物充足,半连续组调整污泥发酵时间为3 d,物料更换率为1/3(SRT=9 d),虽然VFAs相比批次组有所降低,但仍呈上升趋势且乙酸浓度仍占VFAs的50%左右。荧光分析结果表明色氨酸类蛋白质、腐殖酸类物质、富里酸类物质为主要荧光物质。热碱预处理会使总磷提高2.23倍,但随着产酸的进行会不断降低,而NH_(3)-N随PN降解不断升高后基本保持不变。污泥的脱水性能将直接影响VFAs产量,而发酵后污泥过滤性能、脱水性能降低。批次和半连续厌氧发酵过程中污泥中的优势菌Firmicutes(厚壁菌门)相对丰度分别升高39.50%和48.88%。

关键词：热碱预处理柠檬酸污泥食品发酵工业碱性厌氧发酵挥发性脂肪酸脱水性能

固体浓度及上清液有机物对柠檬酸污泥pH缓冲容量的影响

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环境化学 2018年第3期37卷 584-590页

作者：李影影董黎明李梦娅李杨杨北京工商大学中国轻工业清洁生产和资源综合利用重点实验室北京100048

本文选取柠檬酸污泥作为研究对象并与市政污泥比较,探讨了固体浓度和上清液有机物对污泥pH缓冲容量的影响.结果表明,柠檬酸污泥的pH缓冲容量(9.50 mmol·L^(-1))比市政污泥(6.61 mmol·L^(-1))高出40%以上.污泥体系的固体浓度越大或上... 详细信息

本文选取柠檬酸污泥作为研究对象并与市政污泥比较,探讨了固体浓度和上清液有机物对污泥pH缓冲容量的影响.结果表明,柠檬酸污泥的pH缓冲容量(9.50 mmol·L^(-1))比市政污泥(6.61 mmol·L^(-1))高出40%以上.污泥体系的固体浓度越大或上清液中有机物物浓度越高,则污泥的pH缓冲容量越大.污泥的pH缓冲容量与污泥固体和上清液pH缓冲容量的加和并不一致,但上清液有机物均比固体浓度对污泥体系的pH缓冲容量影响更大.

关键词：柠檬酸污泥固体浓度上清液有机物酸碱缓冲容量

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柠檬酸生化污泥的理化特性与热解特性研究

齐鲁工业大学学报 2020年第3期34卷 21-28页

作者：罗通吕高金吴芹寇光智李昌涛日照金禾生化集团股份有限公司日照276800 齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室济南250353

本文对柠檬酸生化污泥的理化性质和热解特性进行了分析,主要利用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)、热解-气质联用仪(Py-GC-MS)及其他分析方法对污泥的表面形貌、官能团种类、热解失重规律及快速热裂解产物组... 详细信息

本文对柠檬酸生化污泥的理化性质和热解特性进行了分析,主要利用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)、热解-气质联用仪(Py-GC-MS)及其他分析方法对污泥的表面形貌、官能团种类、热解失重规律及快速热裂解产物组成等特性进行了研究。实验结果表明,柠檬酸好氧污泥具有较高的灰分和较低的挥发分,厌氧污泥固定碳和碳元素含量较高;干化污泥表面结构密实,有机质与无机填料紧密包覆,呈片状或层状分布;污泥热失重可以分为水分析出(200℃以下)、有机物质析出(200~500℃)和无机矿物质分解(500~800℃)三个阶段,在315℃左右出现最大失重峰,有机质热分解特性显著;Py-GC-MS分析表明,柠檬酸生化污泥快速热裂解产物类型复杂,主要包括芳环类化合物、含氮化合物、醛酮化合物、醇类、羧酸和酯类化合物等。

关键词：柠檬酸污泥污泥利用热解特性热解-气质联用

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柠檬酸废水污泥脱水中蛋白质和多糖变化特征

环境科学与技术 2017年第S2期40卷 76-80页

作者：张心钰陈瑶董黎明朱梦瑶肖宇琪高子琪北京工商大学环境科学与工程系北京100048

该研究从影响污泥脱水性能的胞外聚合物(EPS)形态及蛋白质、多糖分布入手,对废水处理中的污泥进行分层测定,并探讨柠檬酸废水污泥脱水的主要机理。实验结果表明,在污泥各层中蛋白质和多糖的分布模式不同,二沉池剩余污泥、浓缩池污泥、经... 详细信息

该研究从影响污泥脱水性能的胞外聚合物(EPS)形态及蛋白质、多糖分布入手,对废水处理中的污泥进行分层测定,并探讨柠檬酸废水污泥脱水的主要机理。实验结果表明,在污泥各层中蛋白质和多糖的分布模式不同,二沉池剩余污泥、浓缩池污泥、经CPAM调理后的浓缩池污泥的pellet层中的蛋白质和多糖分别占污泥总蛋白质的78.76%和92.86%、89.26%和95.55%、91.68%和95.05%,表明污泥中蛋白质和多糖都主要分布在pellet层,而LB-EPS层和TB-EPS层中几乎没有。此外,污泥在脱水处理过程中slime层中的蛋白质和多糖分别降低了9.28%和1.72%,pellet层中的蛋白质和多糖分别增加了10.5%和2.69%,表明slime层中的蛋白质和多糖均转移到了pellet层。而经CPAM调理后的污泥,蛋白质与多糖含量的比值也有所增加,有利于污泥脱水的性能的提高。

关键词：柠檬酸污泥胞外聚合物蛋白质多糖脱水性能

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两株能够提高污泥脱水性能的丝状真菌研究

广东化工 2017年第9期44卷 28-30,27页

作者：郑心愿董黎明李影影李杨杨北京工商大学环境科学与工程系北京100048

本文用实验室内贮存的两株丝状真菌进行生理生化特性并用来处理柠檬酸污泥。经鉴定,1号和2号分别为Mucor circinelloides M37和Aspergillus niger SS5。Mucor circinelloides M37具有白色蓬松的菌丝体,生长速度为36.0 mm/d。Aspergillus... 详细信息

本文用实验室内贮存的两株丝状真菌进行生理生化特性并用来处理柠檬酸污泥。经鉴定,1号和2号分别为Mucor circinelloides M37和Aspergillus niger SS5。Mucor circinelloides M37具有白色蓬松的菌丝体,生长速度为36.0 mm/d。Aspergillus niger SS5菌丝体为黑色,生长速度25.0 mm/d。二者均有发达的菌丝体,且生长速度快,可以在污泥脱水过程中起到生物絮凝的作用。二者都适合生长在偏中性、低盐度的环境中,比较适应污泥环境,并且都对多糖和蛋白质有降解作用,可以提高污泥的脱水性能。Mucor circinelloides M37可将CST由25.5 s降低至11.1s,Aspergillus niger SS5可使CST降至12.9 s,效果优于其他的物化方法,适用于柠檬酸污泥的脱水处理。

关键词：真菌生理生化特性污泥脱水柠檬酸污泥