堆肥处理对污泥腐殖物质组成和光谱学特征的影响

采用凝胶(Sephadex G-75)色谱、荧光光谱和红外光谱法研究了污泥堆肥的HA和FA在堆制前后的组成与结构特征变化．凝胶色谱分析表明,污泥经过63d堆腐后,HA中大分子组分含量明显提高;而FA则由不同分子量物质组成,其中小分子量物质占主要部分,在堆腐以后,FA中大分子物质含量下降30％,小分子量物质含量则相对增加．同时,荧光光谱、红外光谱的结果表明：随着污泥堆肥的进行,HA中有机物不饱和结构的多聚化或联合程度增大,芳香结构物质含量增加;但经过堆制的FA具有更多的结构简单的低分子量物质和更低的芳构化水平．     

蘑菇渣对落叶堆肥中水溶性有机物光谱学特性的影响

采用光谱分析技术研究落叶堆肥过程中水溶性有机物的组成和结构特征以及添加蘑菇渣对堆肥中水溶性有机物光谱学特性的影响.荧光光谱的结果表明,随着堆肥过程的进行,水溶性有机物的芳构化程度不断增加,生成的腐殖质类物质与土壤富啡酸相似,添加蘑菇渣会促进这一过程的进行;红外和紫外光谱进一步显示,在堆肥过程中,水溶性有机物中的碳水化合物和脂肪族化合物不断被降解,而羧基、芳香族化合物和硅酸盐类物质明显增加,添加蘑菇渣可以有效促进木质素类物质的分解,提高水溶性有机物的芳构化程度,加快堆肥腐熟.     

利用蚯蚓活动改善污泥性状的实验研究

利用赤子爱胜属蚓(俗称红蚯蚓)的活动来改善污泥性状,研究了污泥酸碱性的改变、有机物的降解、浸出毒性的减小和肥效的改善情况.结果表明,蚯蚓处理后污泥的弱碱性得到中和,趋向于中性;污泥COD的降解率达到25.36%,有机质降为44.10%,浸出毒性明显减小;污泥总氮含量大幅增加,肥效得到提高.污泥水溶性有机碳含量大幅减小.     

用三维荧光和红外技术分析好氧颗粒污泥形成初期胞外聚合物的变化

为了研究聚合氯化铝(PAC)的投加在好氧颗粒污泥培养初期的作用,本研究分别在污泥培养的第1—7天(R1)和第8—14天(R2)投加PAC,并采用三维荧光光谱(3D-EEM)和傅立叶红外光谱(FTIR)技术分析好氧颗粒污泥形成初期胞外聚合物(EPS)各组分的含量及变化规律.结果表明,PAC投加时间推迟后,污泥沉降性能良好,且反应器中胞外聚合物和蛋白质含量明显增多,松散附着的EPS(LB-EPS)中蛋白含量变化趋势明显,多糖含量保持在较小范围内波动,与溶解性胞外聚合物(S-EPS)和紧密黏附的胞外聚合物(TB-EPS)相比较,LB-EPS和污泥颗粒化有密切关系;三维荧光光谱分析结果显示,R2中荧光类蛋白物质(峰A和峰B)强度均大于R1,而腐殖酸类物质(峰C)强度小于R1,说明A和B这两种荧光类蛋白物质在微生物聚集体形成过程中的作用更加重要;红外光谱表明,1636 cm-1、1654 cm-1分别属于蛋白质二级结构中C=O伸长振动引起的,分别存在于S-EPS和LB-EPS、TB-EPS中,且在投加PAC的时间推迟后1654 cm-1处的吸收峰吸收较弱,和三维荧光分析共同表明LB-EPS中的蛋白类物质是好氧颗粒污泥形成初期加入PAC进行强化造粒的核心原因之一.     

利用餐厨和绿化垃圾提高蚯蚓堆肥效率处理剩余污泥的研究

为了显著提高蚯蚓堆肥处理剩余污泥的效率,在实验室条件下进行了掺入不同比例餐厨和绿化垃圾的剩余污泥蚯蚓堆肥试验。在保持剩余污泥占主体的情况下,试验按照剩余污泥：餐厨垃圾：绿化垃圾的质量比（干质量）顺序,共设6个不同配比处理组,分别为100/0/0、90/5/5、80/10/10、70/15/15、70/20/10和70/10/20,各组接种蚯蚓后恒温（25±1）℃暗室培养,中途适时补充基质和水分,试验为期7周。试验结束后,去除未被降解基质,分离并量测蚯蚓质量和数量以及蚓粪质量及其养分含量,并据此量化比较各组蚯蚓堆肥效率。试验结果表明,与纯污泥相比,增加餐厨和绿化垃圾的总比例可以显著加快蚯蚓的生长、成熟和繁殖速度,显著提高对应基质的降解速率和蚓粪生产速率,而且相应蚓粪的养分（总有机碳、全钾）含量也会显著增加（全氮和全磷含量无显著影响）。在保持剩余污泥占70%比例下,掺入15%餐厨垃圾和15%绿化垃圾的组别蚯蚓堆肥处理剩余污泥的效率达到最高（蚓粪的养分含量除外）,并与其他组别相比具有统计显著性。总之,餐厨和绿化垃圾的掺入能够显著提高蚯蚓堆肥处理剩余污泥的效率。     

电化学氧化垃圾渗滤液生化出水过程中溶解性有机物形态及可生化性

以垃圾渗滤液生化出水为研究对象,利用Ti/RuO_2阳极和Cu-Zn阴极进行电化学氧化去除溶解性有机物机理研究.应用三维荧光光谱对垃圾渗滤液生化出水溶解性有机物组成、结构变化和官能团变化进行分析,并对反应过程中垃圾渗滤液生化出水可生化性变化进行研究.结果表明,垃圾渗滤液生化出水中溶解性有机物主要由类富里酸类物质、类胡敏酸类物质和可溶性微生物降解产物为主,类色氨酸类物质和类酪氨酸类物质含量较低;反应过程中溶解性有机物的腐殖化程度降低,芳香性减弱,苯环上连接的极性基团率先被氧化去除;Ti/RuO_2-Cu/Zn电化学氧化体系降解垃圾渗滤液生化出水有机物,主要依赖生成次氯酸的间接氧化作用.电化学氧化过程中垃圾渗滤液生化出水可生化性增强.     

垃圾渗滤液中有机物分子量的分布及在MBR系统中的变化

利用凝胶层析方法分析了垃圾渗滤液中有机物分子量的分布情况,并考察了利用膜生物反应器(MBR)处理垃圾渗滤液系统中有机污染物分子量的分布以及水溶性腐殖质(AHS)含量的变化．研究发现,垃圾渗滤液中的有机物主要由两部分组成,即分子量大于6000的大分子物质和分子量小于1500的小分子物质．大分子物质主要是水溶性腐殖质,而小分子物质主要由挥发性有机酸及水溶性腐殖质组成．大分子的AHS难以被微生物降解,但能被微滤膜截留．大部分小分子的AHS既难以被微生物降解,又不能被膜截留,是构成MBR处理出水COD的主要成分．     

γ-射线辐照预处理加速污泥厌氧消化

采用γ-辐照预处理加速污泥的厌氧消化过程.结果表明,经γ-射线辐照处理后,污泥厌氧消化特性明显改善:污泥的平均粒径减小,粒径分布由70-120μm向0-40μm迁移;污泥絮体中微生物的细胞结构被破坏,核酸等细胞内含物的流出增加了污泥中可溶性有机组分的含量.污泥厌氧消化实验结果表明,经10kGy辐照处理后,污泥厌氧消化产气量大大增加,消化率明显提高.     

蚯蚓在处理活性污泥过程中的生长繁殖

利用蚯蚓处理污泥、畜禽粪便、植物残体、工业废弃物等已经成为当前有机废弃物资源化利用的有效实例,而处理过程中蚯蚓的生长繁殖变化对有效利用蚯蚓具有重要意义.研究了污水厂活性污泥及污泥与牛粪不同比例条件对蚯蚓平均增重、生长率、日增重倍数、产茧量和蚓茧孵化率等生长繁殖指标的影响.污泥和牛粪分别以1:1、2:1、3:1、4:1、5:1和1:0的比例混合喂养赤子爱胜蚓(Eisenia foetida),每个配比4个重复,共计24个样品(盆).每盆基质干物质量为500 g.实验期为60 d.结果表明:在污泥所占比例较大的处理中蚯蚓生长较好,增重较多;污泥所占比例较小的处理则较利于蚯蚓繁殖;其中4:1配比条件下蚯蚓的体重[(17.55±0.30)g]是处理中的最大值,而且平均增重[(354.70±35.30)mg/条]最多,生长率也较高,因此最适合蚯蚓生长.Duncan多重比较结果表明1:1与其他配比条件下蚯蚓总产茧量之间存在显著差异,蚯蚓周产茧量、总产茧量[(538.5±28.3)个]最多,蚓茧孵化率(89.2%)较高,最适合蚯蚓繁殖.     

蚯蚓消解后污泥的性质变化及对彩叶草生长的影响

以太平1号蚯蚓(Pheretima)消解生活污泥,并将消解后污泥与土壤按不同比例混合作为彩叶草(Coleus blumei)基质进行盆栽试验,研究了经蚯蚓消解前后污泥理化性质变化及蚯蚓消解后污泥不同配比基质对彩叶草生长的影响。结果表明,经蚯蚓消解后的污泥p H值、含水量、全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾和有机质含量降低,污泥的湿容重下降38.89%,通气孔隙度升高93.91%,其作为栽培基质的性质得到改善。蚯蚓对污泥中重金属有一定的生物富集作用,消解后污泥中Pb、As、Hg和Zn含量下降,Cu和Cd含量升高,但仍符合GB 4284—84《农用污泥中污染物控制标准》中的中性和碱性土壤标准。随着污泥添加量的上升,栽培基质酶活性显著升高,且植株生长形态和生理特性明显优于未消解污泥和对照(100%土壤),表明100%消解后污泥作为栽培基质有利于彩叶草生长。