许之扬
- 作品数：15 被引量：57H指数：5
- 供职机构：江南大学环境与土木工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技支撑计划江苏省科技支撑计划项目更多>>
- 相关领域：环境科学与工程农业科学化学工程轻工技术与工程更多>>
- AnMBR处理高脂肪废水的运行特性和污泥性质研究
- 2020年
- 高脂肪废水是一类性质较为复杂的废水,在传统厌氧处理中面临污泥漂浮和流失问题。采用厌氧膜生物反应器(AnMBR)对高脂肪废水进行处理,考察了其在厌氧消化过程中的运行特性和污泥性质变化。结果表明,采用AnMBR处理高脂肪废水可获得良好的污染物去除效果和强健的稳定性,COD去除效率可达99%,挥发性脂肪酸(VFA)质量浓度低于200 mg/L,然而在后期运行过程中发现消化效率下降。此外,原水中较高浓度的脂肪导致其水解产物-长链脂肪酸(LCFAs)在体系内发生累积,可能对消化效率及污泥性质产生不利影响。进一步监测其污泥性质发现污泥粒径从26.5μm下降至6.5μm,而溶解性胞外聚合物(SMP)质量分数则由47.7 mg/g累积至98 mg/g,污泥的相对疏水性从28.2%上升至68.1%,表明污泥性质发生恶化,从而导致了膜过滤性能下降,膜通量从32 L·(m^2·h)^-1衰减至10 L·(m^2·h)^-1。皮尔逊相关性测试表明,膜过滤性能与污泥粒径存在显著正相关关系,而与SMP和污泥相对疏水性呈较强的负相关关系。
- 肖小兰施万胜施万胜许之扬黄振兴任洪艳许之扬阮文权
- 关键词：厌氧膜生物反应器污泥性质
- AnMBR对高浓度餐厨废水的处理效能
- 2022年
- 餐厨废水是一类高油、高盐、高氮等较为复杂的废水,在传统厌氧处理中面临污泥漂浮流失、有机负荷低及COD去除效果差等问题。通过构建中试规模厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane reactor, AnMBR)处理餐厨废水,考察了3个运行阶段(污泥驯化阶段、容积负荷(volume loading rate, VLR)提升阶段和污泥停留时间(sludge retention time, SRT)缩短阶段)的厌氧消化性能、稳定性能、污泥性质和膜性能变化。结果表明,在污泥驯化阶段,低负荷(1.5kg·(m^(3)·d)^(-1))污泥驯化方式能够实现AnMBR的快速启动,甲烷产率由227mL·g^(-1)(以COD计)迅速提升至267 mL·g^(-1),COD去除率达到99%。在VLR提升阶段,当负荷由3.0 kg·(m^(3)·d)^(-1)逐渐增加至12.0 kg·(m^(3)·d)^(-1)时,甲烷产率由283 mL·g^(-1)升高并稳定至335 mL·g^(-1)左右,COD去除率达到98.5%。然而此阶段污泥浓度由13.39 g·L^(-1)迅速升高至45.59 g·L^(-1),从而导致膜污染加剧,平均膜通量下降速率由0.53 L·(m^(2)·h·d)^(-1)增至0.78 L·(m^(2)·h·d)^(-1)。在SRT缩短阶段(由100 d缩短至40 d),尽管排泥量由0.4 L·d^(-1)增加至1 L·d^(-1),甲烷产率并没有受到明显影响,仍稳定在335 mL·g^(-1)左右,COD去除率达到98.9%。此外,缩短SRT增大了排泥量,反应器内污泥浓度由45.59 g·L^(-1)逐渐降低至45.27 g·L^(-1),缓解了膜污染,膜通量下降速率减缓到0.42 L·(m^(2)·h·d)^(-1)。在整个运行阶段,AnMBR对毒性物质氨氮具有良好的耐受能力,尽管体系内氨氮质量浓度高达2 600 mg·L^(-1),VFA/ALK始终低于0.04,表明AnMBR不仅对外界环境变化有着较好的缓冲能力,而且对消化体系的内源性抑制因素也有着良好的耐受能力。综上,AnMBR在处理餐厨废水时表现了良好的处理性能和稳定性能。
- 王潇肖小兰许之扬许之扬冯永锐阮文权
- 关键词：厌氧膜生物反应器厌氧消化污泥性质
- 餐厨垃圾固渣厌氧发酵产甲烷潜力及Logistic动力学研究被引量：10
- 2015年
- 为考察餐厨垃圾经提炼生物柴油处理后的固渣厌氧生物处理的可行性,在中温条件下,研究固渣批式厌氧发酵的产气特性和物质转化过程,并结合Logistic方程分析该固渣厌氧消化产甲烷的动力学过程。结果表明,该固渣具有较高的厌氧发酵产甲烷潜力,在2∶1的物料比条件下,单位质量固渣产气效率最高,甲烷产量达633 Nm L/g VS。稳定状态下,Logistic方程可以较好地分析餐厨垃圾固渣厌氧发酵产甲烷过程(决定系数R2>0.99),经过拟合,产甲烷潜力为661.33 Nm L/g VS,最大产甲烷速率为106.78 Nm L/(g VS·d),无滞后期,与试验结果基本一致。随底物负荷提高,总挥发性脂肪酸和氨氮的质量浓度分别达到14 800 mg/L、2 500mg/L,p H值降至5.0左右,产甲烷菌活性受到总挥发性脂肪酸(VFAs)、高浓度氨氮(NH+4-N)及低p H值的严重抑制。
- 高树梅赵明星许之扬余益辉王永会黄振兴阮文权
- 关键词：环境工程学厌氧发酵LOGISTIC方程
- 高含固污泥厌氧消化中蛋白质转化规律被引量：5
- 2018年
- 采用剩余污泥在含固率(total solid,TS)为12%条件下进行中温(37℃)厌氧消化,通过分析厌氧消化前后污泥蛋白质组分的变化情况,研究了高含固污泥厌氧消化中蛋白质的转化规律,探讨了高含固条件下污泥蛋白质转化效率较低的原因.结果表明,经过45 d的厌氧消化处理,污泥蛋白质的转化率为34.26%.污泥蛋白质转化效率较低的原因主要表现在:(1)高含固条件下污泥的传质较差;同时,污泥蛋白质经水解过程形成大量的氨氮,反应结束后污泥总氨氮(total ammonia nitrogen,TAN)质量浓度达到1 201 mg·L^(-1),导致对厌氧消化过程,尤其对蛋白质的分解表现出一定的抑制作用;(2)三维荧光光谱(three-dimensional fluorescence spectroscopy,3D-EEM)分析表明,部分蛋白质向腐殖质类、富里酸类物质转化,从而更难分解;(3)通过二维电泳(two-dimensional electrophoresis,2-DE)-质谱(mass spectrometry,MS)分析发现,厌氧消化后污泥蛋白质的相对分子质量和等电点(isoelectric point,p I)降低;最终,污泥中残留的大部分蛋白质来源于微生物体内.由于微生物代谢能力随着厌氧消化过程的进行而减弱,难以继续利用这些蛋白质,或消化体系中不具备分解这些蛋白质的酶,从而限制了污泥中蛋白质的分解效率.
- 詹瑜施万胜赵明星赵明星阮文权许之扬朱葛
- 关键词：剩余污泥厌氧消化蛋白质氨氮
- 共接种瘤胃微生物和厌氧污泥的水稻秸秆中试厌氧消化系统性能评估被引量：1
- 2019年
- 针对富含木质纤维素底物利用效率低的问题,通过在中试厌氧消化系统中共接种瘤胃微生物和厌氧污泥来改善水稻秸秆中木质纤维素的水解,采用逐步提升底物有机负荷(OLR)的方式,评估了接种后水稻秸秆的厌氧消化效率。结果表明,在反应体系底物有机负荷达到4.26 g·(L·d)-1(以VS计)时,系统表现出最佳的厌氧消化性能,此时沼气产率为528 mL·g-1 (以VS计),甲烷产率为287 mL·g-1,容积沼气生产强度达到2.20 L·(L·d)-1。在反应器有机负荷从1.05 g·(L·d)-1提升到4.26 g·(L·d)-1的运行过程中,系统的纤维素降解率稳定在(71±2)%,半纤维素降解率稳定在(92±4)%,木质素降解率稳定在(15±3)%。这种稳定性表明反应器的连续运行成功地形成了高效的木质纤维素降解体系,结果可为实际规模化应用提供参考。
- 何迪许之扬周云龙李倩蒋昌旺周梦娟阮文权
- 关键词：水稻秸秆厌氧消化
- 利用醋糟生物纯化木质素新策略的效能评估被引量：1
- 2022年
- 木质素是醋糟的重要组成部分,是自然界中可直接提供芳香环结构物质的可再生资源,具有广泛的用途。然而,醋糟中木质纤维素结构稳定且难以破坏,限制了木质素的生物分离纯化效率,进而影响了醋糟的资源化利用。针对此问题,设计了一种新的木质素生物分离纯化策略,将混合真菌发酵与厌氧消化处理相结合,借助不同功能微生物的协同作用,在有效破坏木质纤维素结构的同时充分降解多糖。结果表明,经过处理后,醋糟中纤维素和半纤维素的降解率达到了87.65%和96.34%;木质素的纯度达到了62.32%,回收率为76.01%。醋糟中木质纤维素结构被破坏,从而导致体系中水解酶活性的提高。包含GH43、CE1、GH13等碳水化合物活性酶基因的微生物的大量富集是该方法实现木质素高效纯化的根本原因。本研究结果可为醋糟的资源化利用提供参考。
- 王浩齐许之扬王立周云龙阮文权
- 关键词：木质素水解酶
- 氨氮质量浓度对餐厨垃圾厌氧消化产沼气的影响被引量：20
- 2014年
- 实验研究不同氨氮质量浓度对餐厨垃圾厌氧消化过程的影响。实验结果表明:氨氮质量浓度对餐厨垃圾消化过程中出现的两个产气高峰均有显著影响,最高氨氮质量浓度组最大产气速率分别是对照组的44.8%和45%,产气高峰出现时间比对照组分别延迟6 h和42 h。氨氮质量浓度上升导致反应体系中总有机碳去除率降低,由此计算出氨氮抑制餐厨垃圾厌氧消化过程的半抑制浓度为7 860 mg/L。氨氮质量浓度的升高导致挥发性脂肪酸过量积累,其利用速率也相应减缓。
- 许之扬赵明星缪恒峰任红艳黄振兴王涛高树梅阮文权
- 关键词：餐厨垃圾厌氧消化氨氮有机碳
- 不同预处理对颗粒污泥利用厨余物产氢性能的影响被引量：6
- 2008年
- [目的]介绍不同预处理方法对提高厌氧颗粒污泥利用餐厨余物产氢能力的影响。[方法]分别用热处理法、微波处理法和甲烷抑制剂法对产甲烷厌氧颗粒污泥进行预处理,在产气高峰测定气体成分,终止反应后测定反应物中有机酸成分以及脱氢酶活性等生化指标。[结果]3种预处理方法对提高产氢效率均有很好的促进作用。热处理的最适条件为:在121℃处理15～20 min或80～100℃处理30 min,氢气含量可达54%;微波处理的最适条件为:微波功率70 W,处理时间6 min,H2含量可达50%左右;甲烷抑制剂(BES)处理的最适条件为:BES剂量1.0 g,氢气含量可达45%。[结论]热处理是一种较为理想的预处理方法。
- 许之扬严群阮文权阮文叔邹华唐蕾唐蕾
- 关键词：颗粒污泥产氢厌氧发酵
- 瘤胃微生物强化醋糟厌氧消化及其机制被引量：6
- 2020年
- 针对醋糟中木质纤维素利用效率低的问题,通过接种瘤胃微生物可强化木质纤维素水解.采用逐步提升体系有机负荷的方式,考察瘤胃微生物生物强化对醋糟厌氧消化性能的提升效果,并运用绝对定量实时聚合酶链锁反应(Q-PCR)技术探究其微生物学强化机制.结果表明:长期连续运行成功塑造了高效的木质纤维素瘤胃强化体系.该体系的最高有机负荷达8.90 g/(L·d)(以VS计),是强化前的1.53倍,该有机负荷下半纤维素和纤维素降解率分别达73.9%和40.1%,单位质量底物沼气和甲烷产量相应地分别达到451和261 mL/g(以VS计),半纤维素和纤维素较高的降解率是该体系维持高产气性能的主要原因.生物相机制研究表明,瘤胃微生物强化体系中与木质纤维素水解密切相关的GH5(糖苷水解酶家族5)水解菌逐步富集,其基因拷贝数从初始的964×10^10 copies/g升至最高有机负荷下的6.83×10^11copies/g,这是底物在高有机负荷下仍能被高效生物转化的根本原因.研究显示,瘤胃微生物的介入可有效强化体系底物的降解能力,促进醋糟产甲烷性能的提升.
- 李倩许之扬周云龙何迪白玲晏习鹏阮文权
- 关键词：醋糟厌氧消化木质纤维素瘤胃
- 黄孢原毛平革菌后处理深度提升醋糟产甲烷潜力被引量：2
- 2020年
- 木质素的脱除是醋糟厌氧消化性能提升的关键。以厌氧发酵后的醋糟为底物,利用黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)后处理醋糟脱除木质素的方式,深度提升其产甲烷潜力,并考查不同后处理条件(接种量和后处理时间)下醋糟的降解情况和产甲烷潜力。实验结果表明:加大接种量和延长后处理时间可以促进P.chrysosporium木质纤维素酶的分泌,从而获得更佳的底物降解效果。当接种量为9块、后处理时间为16 d时(实验组T9-16),醋糟的降解效果最佳,总固体和挥发性固体的降解率分别为8.96%和9.91%,纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为7.84%、23.72%和11.84%。进一步的产甲烷潜力实验结果表明,P.chrysosporium后处理有效提高了醋糟的可生物降解性。接种量为6块、后处理时间为16 d的实验组(T6-16)产气最佳,单位质量底物(以挥发性固体计)甲烷产气量达到了246.8 mL·g^-1,是对照组(醋糟未进行后处理)的2.82倍。本研究证实了P.chrysosporium后处理提升醋糟厌氧消化产甲烷潜力的可行性。
- 李倩许之扬阮文权
- 关键词：黄孢原毛平革菌后处理醋糟木质纤维素厌氧消化
