剩余污泥厌氧水解酸化产VFA的研究

剩余污泥的处理不仅增加了污水处理成本,而且处理不当会造成二次污染。有效解决此问题的方法之一是将剩余污泥进行厌氧水解酸化产VFA,影响剩余污泥的水解酸化产VFA的因素有pH值、温度、搅拌、SRT、污泥浓度、反应器结构、运行方式、预处理方式等,其中预处理是关键。不同预处理方式对VFA的产量和种类影响比较大,是研究的重点和热点。     

剩余污泥脱水预处理技术研究进展

剩余污泥脱水实现减量化是后续处置的关键。利用CiteSpace分析了国内外剩余污泥脱水领域的研究方向，综述了化学调理和氧化（酸/碱预处理、药剂调理、氧化预处理等）、物理预处理（微波、超声、水热、冷融、电渗透等）及生物预处理等预处理技术强化剩余污泥脱水的机理和效果。最后，基于碳中和背景下，提出剩余污泥脱水前处理技术的发展方向，以期为污泥脱水工艺选择和研发提供有效的科学支撑。     

不同预处理方法促进初沉/剩余污泥厌氧发酵产沼气研究进展

系统地归纳了近年来促进污水厂初沉/剩余污泥厌氧发酵产沼气的主要处理方式,包括物理预处理方式（热预处理、超声波预处理、微波预处理、机械预处理）,化学预处理方式（臭氧预处理、碱预处理）以及生物预处理方式（酶预处理）等综合应用物理、化学和生物方法的预处理方式。并指出臭氧及碱的投加对于促进初沉/剩余污泥中有机物质水解的效果和促进产沼气量、微波的非热效应提高初沉/剩余污泥产沼气效能的影响以及多种预处理方式的联合应用是未来在促进初沉/剩余污泥产沼气领域值得研究的新方向。     

剩余污泥预处理方法综述

针对剩余污泥常见的预处理方法进行了详细介绍，通过分析方法的优缺点及应用前景，可为最大化地提高剩余污泥的资源利用率提供参考，实现剩余污泥的减量化、资源化。     

预处理对烯烃厂剩余污泥厌氧消化处理效果的影响研究

随着宁夏煤化工产业发展进程的不断加快,配套建设的污水处理厂也日益增多,其大都采用生化处理工艺,产生了大量的剩余污泥。研究了宁东烯烃厂剩余污泥经超声波和热预处理后再进行厌氧消化的处理效果,结果表明:宁东烯烃厂的剩余污泥经预处理后再进行厌氧消化,绝大部分溶解性有机物在污泥停留时间为9 d的时候,就基本降解到一个稳定状态。预处理不但可以提高厌氧消化反应中有机物的去除率,而且可以大幅度缩短污泥消化时间,促进厌氧消化速率。     

以微生物燃料电池技术资源化利用剩余污泥的研究进展

介绍了剩余污泥存在的问题与剩余污泥资源化利用方法,重点介绍以微生物燃料电池技术资源化利用剩余污泥的研究进展,包括直接利用剩余污泥与间接利用剩余污泥为燃料的微生物燃料电池技术方面的最新研究进展。直接利用剩余污泥作为微生物燃料电池的燃料,介绍了该方法的产电输出功率密度、污泥中总化学需氧量（TCOD）等的去除情况、污泥的减量效果等;间接利用剩余污泥作为燃料,包括剩余污泥微波预处理上清液作为燃料与剩余污泥发酵产生的挥发性脂肪酸（VFA）作为燃料,这些微生物燃料电池技术都能有效地资源化利用剩余污泥,同时达到污泥减量的目的,该方法具有广阔的应用前景。     

水热预处理对剩余污泥有机物释放的影响

针对剩余污泥中有机能源利用率低的问题,研究了水热预处理对剩余污泥有机物释放及污泥厌氧消化过程中累积产气量的影响。结果表明:水热处理是一种有效的污泥预处理方法,当水热温度为200℃、水热时间为1 h时,污泥减量度达76.56%,污泥SCOD为原泥的34倍,大大减少了污泥固相有机物含量。经水热处理后,污泥厌氧消化最大产气量为2 950 m L,较原泥提高了69%;厌氧消化后,水热预处理污泥SCOD减少量为原泥的30倍。     

国内污泥预处理技术发展现状研究

为了提高城市剩余污泥的利用效率,污泥预处理技术得到越来越多的重视。本文系统全面的介绍了物理、化学预处理技术处理原理及研究现状。     

MBR工艺的剩余污泥高效厌氧发酵试验

为了寻求高效的剩余污泥处理方法,通过不同的预处理方式或者添加餐厨垃圾的方法,考察了主动错流式MBR工艺所产生剩余污泥的厌氧发酵产甲烷效率。研究发现,低温热水解预处理剩余污泥的厌氧发酵产甲烷的最优条件是90℃热水解加热30 min,产甲烷量大概为原来的1.5倍,效率提高了50%。臭氧曝气预处理剩余污泥厌氧发酵产甲烷的最优条件是臭氧曝气时间为0.001 4 g O_3/g VS,产甲烷量大概为原来的5倍,效率提高了5倍。加入餐厨垃圾对产甲烷有一定促进作用,同时对产氢有着极大的促进作用。     

沼液短程硝化出水预处理强化剩余污泥发酵的研究

厌氧消化是剩余污泥减量化的一种重要方法，游离亚硝酸（FNA）预处理剩余污泥可改善其水解效果、增加产酸量和提高污泥减量化程度。采用污泥消化液（沼液）短程硝化出水作为FNA来源，考察沼液短程硝化出水预处理强化污泥解体和对剩余污泥发酵性能的影响。结果表明，沼液经过短程硝化处理后，亚硝态氮质量浓度可达1 224 mg/L，分别采用200、300、400、500、600 mg/L亚硝态氮（对应FNA质量浓度分别为4.88、7.35、9.62、11.9、14.35mg/L，以N计）处理剩余污泥，剩余污泥的SCOD、VS、厌氧发酵过程中产气量以及发酵气体中甲烷的含量均随着FNA浓度的增加呈先增加后减少趋势。FNA预处理可使剩余污泥发酵系统SCOD最高增加2.1倍，污泥中VS产量可提高11%，厌氧发酵产气量提高2.1～7.2倍，发酵气体甲烷含量也有显著提高，对于污水处理厂沼液资源化利用和剩余污泥的减量化处理具有指导意义。     

冷融技术对剩余污泥的调理研究

采用冷融技术对城市污水处理厂的剩余污泥进行了预处理,分析了剩余污泥在-18℃下冷冻不同时长并于室温下解冻后,污泥的沉降性能、脱水性能等的变化情况。试验结果表明剩余污泥经13 h的冷冻作用后,污泥的沉降性能和脱水性能都有很大程度的提高,而污泥完全冻结后继续延长冷冻时间至22 h时,污泥的沉降性能和脱水性能并没有进一步的改善。结果还表明,随着冷冻时间的增加,剩余污泥的pH下降而SCOD上升。     

剩余污泥消化后预处理高浓度生产废水

将好氧装置的剩余污泥加入污泥消化池,当池内污泥变黑并探测到有可燃气体时,加入生活污水和生产废水对消化污泥进行培养驯化,培养驯化期间应逐步减小生活污水水量,增加高浓度生产废水水量.用经过驯化的消化污泥预处理生产废水,有机物的去除率＞30%,pH也由5～6被提高到7以上.将好氧装置产生的剩余污泥消化后预处理高浓度的生产废水,剩余污泥被再利用,并且也有利于降低整套污水处理装置的运行成本.     

微波协同低碱预处理剩余污泥效果分析

采用微波协同低碱技术预处理剩余污泥[NaOH投加量≤15mg/(gTS)]。通过对比加碱前后污泥溶液溶解性化学需氧量(SCOD)、溶解性蛋白质、溶解性总糖、氨氮、pH值、电导率等随微波处理时间的变化,考察该技术对污泥破解以及污泥特性的影响。结果表明,微波协同低碱对污泥的破解效果明显优于单独微波和单独碱处理。二者的协同作用进一步提高了污泥溶胞率,增大了有机物的溶出量,尤其以蛋白质的溶出更为显著,而且较高的微波功率与碱的协同效果更好。碱的加入使预处理后的污泥pH值维持在9.1~9.5的偏碱性条件,同时减少了污泥电导率的减小量。而污泥溶液氨氮浓度在预处理前后变化不大。因此,微波协同低碱预处理剩余污泥将有助于改善后续微生物燃料电池(MFC)的污泥降解和产电性能。     

超声-碱预处理以促进污泥水解效率的研究进展

水解阶段是剩余污泥厌氧消化的限速步骤,超声波和碱处理可促使污泥絮体结构解散和内部物质释放,提升污泥的厌氧消化性能。综述了近年来国内外对超声波和碱处理污泥的研究进展,对超声和碱联合处理污泥的工艺条件如超声频率和功率、碱的种类和投加量、处理时间,以及预处理效果,如污泥絮体和细胞破坏情况、释放产物等进行重点分析。     

剩余污泥厌氧发酵制氢效率的研究进展

剩余污泥中存在大量的微生物,微生物的细胞质富含丰富的有机质(包括糖、蛋白质和脂肪等),但微生物的细胞质被细胞壁包裹,限制了污泥的厌氧发酵。想要改变污泥中有机物的可利用性,必须采用适当的预处理技术,破坏细菌的细胞壁使有机质溶出,以利于后续厌氧发酵产氢。系统介绍了物理﹙微波、超声波和热预处理﹚、化学﹙酸、碱预处理﹚、生物﹙酶预处理﹚等预处理方式及其他因素对污泥厌氧发酵产氢率的影响。     

剩余污泥强化厌氧消化预处理技术进展

剩余污泥的处理一直以来是困扰各污水处理厂的难题,而常规的厌氧消化技术沼气的转化效率低下的原因是水解步骤受到微生物细胞壁的阻隔导致最终的产气量及产甲烷效率受到限制,因此找出适宜的污泥预处理方法去破坏污泥中微生物细胞壁溶出大量有机物显得尤为重要。介绍了机械预处理技术、物理预处理技术、化学预处理技术和生物预处理技术,分析了各技术的原理、特点和处理效果,提出了未来的研究重点和方向,为污泥的强化厌氧消化预处理提供参考。     

石化剩余污泥的酶解预处理技术研究

酶对剩余污泥进行预处理能加速厌氧消化。采用α-淀粉酶、枯草杆菌蛋白酶、中性蛋白酶及其复合酶系处理石化剩余污泥。结果表明,酶的最优投加量为40 mg/(g TSS),筛选出2种效果最佳的单酶并按比例复合,结果发现,m(α-淀粉酶)∶m(中性蛋白酶)为1∶3时,35℃作用16 h后,SCOD增加至3 775.84 mg/L,氨氮质量浓度增加至292.09 mg/L,磷质量浓度增加至2.83 mg/L,VS去除率提高至32.3%。为提高剩余污泥厌氧消化效率、促进剩余污泥减量提供了行之有效的预处理方法。     

超声波分解石化水厂剩余污泥及其能耗

为了考察超声波预处理对污泥厌氧消化的强化作用,初步研究了超声波对石化水厂剩余污泥的作用效果,介绍了超声波与媒质的相互作用机制。研究表明,一定时间的超声波作用会导致污泥温度升高,这种污泥温度的升高可以增强超声波对剩余污泥的分解效果;超声波预处理可以显著提高污泥上清液中化学需氧量(SCOD),并且SCOD随着超声声强的增大和超声处理时间的延长而增大;超声分解污泥的程度随着比能耗的增加而增加,当比能耗为10 000 kJ/kg时,污泥的分解程度可以达到40%。     

介质阻挡放电改善污泥水解及产甲烷性能

通过介质阻挡放电等离子体技术对剩余污泥进行预处理及厌氧消化实验,研究了介质阻挡放电主要参数对剩余污泥的水解效果及污泥性质的影响,对处理后污泥进行厌氧消化实验。考察了介质阻挡放电产生的主要自由基在污泥水解过程中的贡献。结果表明,经介质阻挡放电预处理后污泥的SCOD显著提高,由160 mg/L提升至811 mg/L,污泥上清液中的蛋白质、多糖及氨氮均提高,且·OH在此过程中的贡献明显优于O_2~(·-)。介质阻挡放电能显著改善污泥厌氧消化性能,其20 d中温厌氧消化累计甲烷产量可达452 mL,相比原污泥提升105.4%以上。     

超声联合生物酶强化剩余污泥厌氧产酸性能研究

采用超声和生物酶联用技术处理剩余污泥以促进污泥厌氧发酵产酸，实现污泥资源化。首先，以天津市某污水处理厂二沉池剩余污泥为处理对象，采用单因素实验考察了超声预处理过程中处理时间、超声频率、超声振幅对剩余污泥溶出SCOD的影响，结果表明，超声预处理剩余污泥的最佳处理条件为处理时间5 min、超声频率20 kHz、振幅80%，此条件下，污泥溶出SCOD为407.5 mg/L。之后向经超声处理后的剩余污泥中分别投加污泥质量5%的α-淀粉酶、纤维素酶、溶菌酶和复合酶进行厌氧发酵，以探究生物酶对剩余污泥厌氧消化的影响，结果表明，在温度35℃下，复合酶对于污泥厌氧发酵产酸效果最好，污泥溶出SCOD在第2天增加2 384.9mg/L，在第4天产酸量达到最大值1 465.8 mg/L，其中乙酸量为1 058.6 mg/L，丙酸量为136.0 mg/L。溶菌酶效果优于其他单酶，SCOD第2天增幅达1 840 mg/L，在第4天产酸量达1 240.4 mg/L，其中乙酸量为406.4 mg/L，丙酸量为524.3 mg/L。