绿色纳米铁/H_2O_2联用两性脱水剂调理污泥研究

针对污水处理厂污泥脱水难度大的问题,采用绿色合成纳米铁(GS-Fe-NPs)/H_2O_2类芬顿试剂联合两性高分子污泥脱水剂调理污泥。考察了H_2O_2投加量、初始pH值、温度、反应时间和GS-Fe-NPs投加量对类芬顿氧化调理污泥的影响。结果表明,当污泥初始pH值为6.82(未经调节)、H_2O_2和GS-Fe-NPs的投加量分别为3.0和1.0 g/L、温度为20℃、反应时间为1 h时,离心后污泥含水率可降至70.3%;经调理后污泥上清液中的溶解性化学需氧量(SCOD)、多糖和蛋白质分别增加了8.8、13.2和13.9倍,表明胞外聚合物(EPS)得到了有效破解;相同操作条件下,3个处理系统中羟基自由基(·OH)的相对含量从大到小依次为:GS-Fe-NPs/H_2O_2纳米零价铁(nZVI)/H_2O_2 Fe~(2+)/H_2O_2,可见GS-Fe-NPs/H_2O_2体系具有更强的氧化能力。向氧化调理后的污泥中投加脱水剂PADS,可以进一步有效改善污泥的脱水性能。     

胞外聚合物对生物污泥电渗透脱水特性的影响

污泥脱水是污水处理过程中重要的单元操作,其脱水程度直接关系到污泥后续的处理成本及资源化利用价值。电渗透脱水技术对于机械难脱水的污泥是非常有效的,但由于受污泥性质及其他因素的影响,其应用受到很大的限制。通过对城市污水厂生物污泥进行厌氧培养,考察了污泥胞外聚合物(EPS)的组成及分布对污泥电渗透脱水行为的影响。结果表明,EPS中蛋白质与多糖的比值与电渗透脱水后污泥最终的含水率呈正相关性;当蛋白质与多糖的比值为3.6时,污泥电渗透脱水后的含水率从75%降到58%;且当污泥表面电荷值较负(-0.92 meq/gDS)即污泥絮体之间结合力较弱时,污泥电渗透脱水后的含水率较低,污泥脱水性能较好。     

复极性三维电极-电芬顿耦合法处理苯酚废水的实验研究

为了降解苯酚废水中有毒有害污染物质,本研究利用复极性三维电极-电芬顿耦合法处理苯酚废水。通过控制p H值、进水苯酚浓度、极板间距、曝气量等因素对苯酚废水处理效果的影响研究得出,当p H值为3、进水苯酚浓度为300mg/L、极板间距为6cm、曝气量为0.8L/min时,复极性三维电极-电芬顿耦合反应器处理苯酚废水的效果最好,对苯酚的去除率可达到92.34%。     

混凝-芬顿联合预处理煤化工废水分析

以煤化工废水为研究对象,采用聚合氯化铝铁(PAFC)混凝和芬顿高级氧化两种工艺对其进行预处理,利用正交试验探讨了混凝与芬顿氧化反应各因素对煤化工废水预处理效果的影响。研究结果表明:先投加聚合氯化铝铁絮凝反应18 min后,静止沉淀30 min,然后投加芬顿试剂反应2 h,能够获得较好的化学需氧量(COD)预处理效果。其最优条件为:混凝p H=3.5,聚合氯化铝铁投加量为400 mg/L,n(H_2O_2)/n(COD)的值为1.25,n(Fe2+)/n(H_2O_2)的值为1.00。     

碱预处理污泥厌氧发酵产氢研究

为了研究碱处理污泥厌氧发酵产氢情况,对原污泥进行不同p H值的碱预处理。结果表明,在所考察的碱性预处理p H值范围(9~12)内,碱预处理p H值越大,对耗氢菌的抑制作用及溶胞作用越强,相应的产氢量和产氢率也最高。经过p H值=12碱性预处理后在最佳初始p H值下厌氧发酵产氢,其污泥累积产氢量为5.45 m L/g DS。在此过程中,蛋白质降解量为9 395.59mg/L,总糖降解量为2 446.63 mg/L,以蛋白质降解为主;TVFA及NH_4~+-N浓度呈不断上升趋势,TVFA中乙酸比例最高。     

污泥药剂调理+厢式压滤工艺的影响因素分析

为了优化合肥某污水处理厂的污泥药剂改性+厢式压滤脱水工艺,降低运行成本,通过生产性试验,考察了压榨压力、药剂种类和投加量、进泥浓度等因素对污泥脱水效果的影响。结果表明,使该厂污泥压滤后含水率达到55%的最佳药耗为3%的Fe Cl_3+25%的Ca(OH)_2(药剂投加量以干泥计),此时药剂成本为53元/t(以含水率为80%的污泥计);使污泥压滤后含水率达到60%的最佳药耗为3%的Fe Cl_3+20%的Ca(OH)_2,此时药剂成本为46元/t。与无机絮凝剂调理相比,采用有机絮凝剂调理时,压滤机单位过滤面积的污泥产量更大,但泥饼含水率及药剂成本更高。另外,在有机絮凝剂调理前,适当降低原泥含水率,有利于提高进料速度、缩短运行周期、提高厢式压滤机的污泥产量。     

高效厌氧氨氧化颗粒污泥脱氮特征及EPS分层特性

考察了处理低氨氮废水的厌氧氨氧化颗粒污泥的脱氮特征、分层EPS组分及三维荧光光谱特性。结果表明,厌氧氨氧化颗粒污泥表现出高效的厌氧氨氧化活性,对NH+4-N和NO-2-N的平均降解速率分别为0.14和0.15 g/(g VSS·d),去除率分别为80.1%和97.0%;对TN的去除率为65.8%;该过程伴随N_2O的产生和短时积累,峰值浓度为0.92 mg/L,仅占TN转化率的2.52%;另外,p H值能指示厌氧氨氧化反应的终点。对分层EPS组分的分析可知,蛋白质为所有EPS层的主要成分,达226.9 mg/g VSS,占EPS总量的58.9%;绝大部分EPS为TB-EPS,占EPS总量的77.1%。三维荧光光谱显示蛋白质主要为酪氨酸和色氨酸,两者在TB-EPS中的荧光强度分别为165.5和46.1 AU/(mg C·L)。该研究结果为今后厌氧氨氧化污泥颗粒化的研究提供了理论依据。     

生物酸化铁氧化反应器构型对污泥脱水性能的影响

利用嗜酸性氧化亚铁硫杆菌Acidithiobacillus ferrooxidans XJF8(简称At·f XJF8)对Fe2+的氧化还原反应及氧化过程中的酸化作用来改善市政污水处理厂脱水污泥的脱水性能。采用68 L折流板式反应器和72 L独立格空气提升推流式反应器进行连续流试验,试验条件如下:营养剂投加量为1.2 g/L(以Fe~(2+)计),污泥停留时间(SRT)为2.7 d,污泥回流比为80%。折流板式反应器中污泥最低p H值可达2.98,Fe~(2+)最大氧化率为98.2%,SV_(24)从48.7%降至35.6%,污泥比阻由初始的2.62×10~(12)m/kg下降到0.51×10~(12)m/kg;独立格空气提升推流式反应器中污泥最低p H值为2.84,Fe~(2+)最大氧化率为97.5%,SV_(24)从50.8%降至31.8%,污泥比阻由初始的2.60×10~(12)m/kg下降到0.29×10~(12)m/kg。试验结果表明,独立格空气提升推流式反应器更适合生物酸化铁氧化法对市政污泥的深度脱水。     

基于预处理的强化污泥脱水研究进展

污泥脱水是实现污泥减量化的重要技术之一,提高脱水效率不仅能有效减少污泥体积,而且能满足后续污泥处理处置对含水率的要求。基于预处理的强化污泥脱水技术研发已成为当前污泥脱水的一个热点领域,其中预处理包括化学、物理和组合技术。通过文献调研,总结分析了现有污泥脱水技术的应用现状及其难点,并对基于预处理的强化污泥脱水研究及其应用情况进行了系统分析,以期为我国今后污泥脱水研究与应用提供参考。     

浓缩时间对剩余污泥性质及PAC调理特性的影响

通过静态沉降试验模拟浓缩池剩余污泥的浓缩过程,考察不同浓缩时间下污泥性质和浓缩效能的变化规律,并分别对浓缩时间为12、20、32、48 h的浓缩污泥进行聚合氯化铝(PAC)调理,考察浓缩时间对污泥化学调理特性的影响。结果表明,在污泥浓缩过程中,污泥自身代谢活动使氧化还原电位(ORP)降低,胞外聚合物(EPS)作为代谢基质被降解消耗,产生挥发性脂肪酸(VFAs),导致污泥p H值降低,上清液Zeta电位升高,污泥体积平均粒径从81.6μm降至63.04μm,污泥絮体的絮凝能力减弱,毛细吸水时间(CST)从23.4 s升高至42.3 s,污泥脱水性能恶化。其中当浓缩时间为32~36 h时,部分污泥絮体和好氧微生物解体,导致污泥体积平均粒径急剧降低,CST急剧升高。随着浓缩时间的延长,污泥含水率逐渐降低,浓缩时间12 h时,浓缩后污泥的含水率98%;PAC调理效果逐渐减弱,调理后污泥的CST降低程度和体积平均粒径增大程度均逐渐减小。浓缩时间为12和20 h时,污泥调理效果较显著;而浓缩时间为32和48 h时,污泥调理效果并不显著。因此,试验条件下剩余污泥的最佳浓缩时间为12 h。     

碱度和pH值对CANON工艺脱氮效果的影响

在室温条件下,接种成熟的全程自养脱氮(CANON)污泥于小试SBR反应器中,通过调控不同的进水碱度和p H值,研究其对脱氮效果的影响。以Na HCO3调节碱度(ALK),当碱度(以Ca CO3计)不足(ALK/NH+4-N值1.6)时,氨氧化速率随着碱度的增加而增加;当碱度过量(ALK/NH+4-N值7.5)时,氨氧化速率随着碱度的增加而减小;当ALK/NH+4-N值为4.1时,好氧氨氧化速率为10.07 mg/(L·h),厌氧氨氧化速率为10.43 mg/(L·h),对总氮的去除率高达83.56%。在p H值梯度试验中,p H值为5.0时好氧氨氧化过程受到较强抑制,p H值为10.0时厌氧氨氧化过程受到较强抑制;p H值为5.0~8.0时氨氧化速率随p H值的增加而增加,p H值为8.0~10.0时氨氧化速率随p H值的增加而减小;p H值为8.0时好氧氨氧化速率为6.55 mg/(L·h),厌氧氨氧化速率为6.68 mg/(L·h),对总氮的去除率高达82.94%。     

微波协同低碱预处理对污泥MFC性能的影响

分别以原泥、微波预处理污泥和微波协同低碱预处理污泥为微生物燃料电池(MFC)的阳极底物,通过比较其产电性能和污泥泥质变化,考察微波协同低碱预处理技术对改善MFC污泥资源化效果的影响。结果表明,污泥经微波协同低碱预处理后,进一步提高了MFC的产电能力和污泥降解效果。微波协同低碱预处理组的稳定输出电压升至(610±10)m V(外阻R=500Ω),稳定时间延长至17 d;最大产电功率密度提高到14.90 W/m3;反应器运行23 d,对TCOD的去除率增至43.5%,库仑效率提高到6.59%。随着反应器的运行,以预处理污泥为底物的MFC,污泥SCOD浓度先下降后上升,而以原泥为底物时污泥SCOD浓度始终处于上升趋势;氨氮浓度随反应器运行先上升然后逐渐降低;污泥p H值一直下降,且微波协同低碱预处理组下降最多。     

剩余污泥含水率对中温固态厌氧消化的影响

污泥厌氧消化是污泥资源化利用的重要途径,但传统的液态厌氧消化会产生大量处理成本较高的沼液,固态厌氧消化则能克服这个缺点。以脱水后的剩余污泥为原料,并用秸秆调节碳氮比,研究了中温(35℃)条件下含水率(65%~85%)对固态厌氧消化的影响。结果表明,消化初期产生高浓度的挥发性脂肪酸(VFA),并导致初期p H值迅速下降至5.5~6.2,VFA浓度和含水率呈正相关。含水率越高,反应启动越快,反应周期越短。当含水率为70%~80%时,VS的降解率达到56.0%~58.3%,甲烷产率为452.9~459.5 m L/g。因此,对于污泥的中温固态厌氧消化,适宜的含水率为70%~80%。     

超声波对污泥脱水的影响研究

污泥脱水后体积将减小,为后续处理节省了空间和成本。超声波作为一种高级氧化技术,在污泥脱水方面具有重要作用。利用超声处理二沉池污泥,并通过含水率和上清液中COD、总氮、NH_4~+-N等指标分析对污泥的脱水效果。结果表明,在超声功率为240 W、超声时间为40min条件下,污泥含水率从91.79%下降到82.13%,大大提高了污泥的脱水性能;同时发现超声波主要通过空化效应作用于污泥进行脱水。     

药剂预处理对污泥干化特性及粘滞特性影响规律

在搅拌干化实验中发现,污泥添加CaO或Ca(OH)2预处理均可提升污泥的干化速率,且两种试剂均能使污泥的粘滞区的低含水率临界值向高含水率方向偏移,使粘滞区范围缩小。CaO提升污泥干化速率的主要原因是CaO与水反应生成了Ca(OH)2,Ca(OH)2呈强碱性,破坏污泥细胞结构,释放了大量的结合水,加快了污泥的干化速率,与此同时,CaO与水的反应会产生大量的热量从而进一步促进了污泥的干化进程。     

初始pH值对生物沥浸污泥同步脱水和灭菌的影响

以城市污泥脱水和病原微生物灭活为目标,以S~0和FeS_2为能量底物,利用嗜酸性硫杆菌复合菌群对初始p H值在3.0~10.0范围内的城市污泥进行生物沥浸处理。结果表明,当达到最佳沥浸时刻时,污泥比阻由(2.7~2.8)×10~(12)m/kg降至(2.1~3.9)×10~(11)m/kg;沉降率由68%~75%提高至79%~86%;对SS的去除率达到7.2%~38.3%。当初始p H值为5.0、生物沥浸48 h时,污泥脱水和沉降性能均达到最佳状态:比阻由2.8×10~(12)m/kg降为2.1×10~(11)m/kg,沉降率由69%升至83%,SS去除率为16.1%。在不同初始pH值下对病原微生物的灭活率均在99%以上,初始p H值对灭菌无影响。     

碱性工业废水对Orbal氧化沟的冲击影响及其调控

活性污泥在污水处理中起着决定性的作用,但在受到强碱性工业废水冲击时极易发生污泥中毒现象。为了探明不同p H值的碱性工业废水对Orbal氧化沟的影响,找到最佳的调控方案,采用中试Orbal氧化沟模型模拟受不同碱性p H值的废水冲击,分析了对活性污泥及处理效果的影响,并通过控制进水流量、污泥回流比和回流二沉池上清液,对比了三种调控方案的效果。结果表明:活性污泥的比耗氧速率(SOUR)和DO的变化呈现负相关性,反映了污泥微生物的代谢活性。当碱性废水p H值≤9.5时,污泥未发生中毒现象,当p H值升至12时,冲击5.1 h后污泥开始中毒,SOUR8 mg O2/(g MLVSS·h);冲击8 h后污泥严重中毒(SOUR≈0),对COD、NH3-N、TN、TP的去除率分别为70.2%、82.9%、45.0%、7.0%,去除率严重下降。当p H值≤11.5时,仅用方案一调控8 h后就能恢复污泥活性,提高出水水质;当p H值为12时,经三种方案调控8 h后,污泥仍处于中毒状态,出水TN、TP含量较高,表明p H值≥12会导致系统运行受阻,调控难以使系统恢复到冲击前的状态;但方案三的调控效果最好,SOUR相对最高,出水水质相对最好。     

钢厂污泥处理系统中离心脱水机的调试研究

以某钢厂的污泥处理系统为例,探讨了离心脱水机在调试过程中的絮凝剂选择、主机转速的调整、扭力矩的确定以及进泥量与污泥含水率的关系。调试过程历时半个月,通过烧杯试验和上机试验最终确定采用离子度为40%、分子质量为6 000 ku的阳离子聚丙烯酰胺(PAM)作为污泥脱水的絮凝剂;以产泥含水率为评价指标,确定最佳主机转速为2 500 r/min、最佳扭力矩为17N·m。另外发现,进泥含水率越低,则出泥含水率亦越低,但进泥含水率偏低时会导致离心机处理能力下降;增大进泥含水率可提高离心机的最大进泥量,但出泥含水率随之升高,因此,在离心机选型时一定要明确污泥含水率参数,在调试过程中,要根据实际情况确定合适的进泥量。     

向日葵籽壳预处理发酵生产生物乙醇的实验研究

以湿氧化预处理和同步糖化发酵(SSF)对向日葵籽壳生产生物乙醇的工艺条件进行了研究。通过正交实验确定了湿氧化预处理及SSF的最佳条件,在190℃通入12bar O_2,Na_2CO_32g·L~(-1),料液比为1:10的条件下预处理15min后,90%的纤维素保留在固体物质中,将固体物质在温度为40℃,纤维素酶用量为30U·g~(-1),p H值为4.8,酵母接种量为8%,同步糖化发酵72小时,还原糖得率为75.94%,纤维素转化率为84.63%,而乙醇转化率可达82.17%。结果显示,利用向日葵籽壳发酵生产生物乙醇具有一定的可行性。     

剩余污泥与厌氧消化污泥的脱水性能对比

为了实现污水厂剩余污泥的资源化,污泥厌氧消化工艺的应用愈加普遍,厌氧消化过程是否会对剩余污泥的脱水性能产生影响是值得研究的问题。为此,利用加药污泥真空抽滤试验考察了污泥的脱水性能,结果表明,中温厌氧消化污泥(MADS)的比阻和过滤时间(TTF50)均大于剩余污泥(EAS)以及含水率接近厌氧消化污泥的浓缩后剩余污泥(TEAS),剩余污泥经浓缩后脱水速率有一定的降低,而厌氧消化过程会使剩余污泥的脱水速率大幅度降低。激光衍射粒度分析仪的测定结果显示,EAS及MADS的平均粒径分别为70.44、42.00μm,比表面积分别为2 122、3 743 cm2/m L;由紫外光谱和傅里叶变换红外光谱对胞外聚合物(EPS)的分析表明,厌氧消化后污泥液相中的核酸量大幅增加,细胞壁被破坏,蛋白质和多聚糖等大分子物质被降解为小分子物质。由污泥理化特性的检测结果可以推断,厌氧消化污泥的脱水速率低于剩余污泥,但若加大脱水压差或延长脱水时间,厌氧消化污泥的泥饼含水率会更低。