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。     

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。     

基于动力学模型的污泥厌氧消化预处理方法比较研究

水解是污泥厌氧消化的限速阶段,采用超声波、碱、零价铁-过硫酸盐氧化3种预处理技术可以有效加快水解,促进污泥厌氧消化。通过序批式实验得到3种技术的最优参数分别是:20 k Hz超声波、10 g/L Na OH、c(Fe)=c(S2O28-)=30 mmol/L。采用一阶动力学模型、修正一阶动力学模型和Gompertz模型对最佳预处理参数下的污泥产甲烷曲线进行拟合,Gompertz模型的拟合精度较高且动力学参数具有实际意义。Gompertz模型的拟合结果表明,原污泥厌氧消化的最大产甲烷速率为6. 09 m L/(g·d),经过超声波、碱、氧化预处理后,污泥的最大产甲烷速率分别提升至9. 17、7. 12、8. 72 m L/(g·d);原污泥厌氧消化的迟滞时间为3. 03 d,经过超声波、碱、氧化预处理后,污泥的迟滞时间分别缩短至1. 05、1. 60、1. 61 d。     

Ca(OH)2预处理对污泥厌氧消化的影响

水解是厌氧消化的限速步骤,本文采用Ca(OH)_2对污泥进行预处理以增大污泥中溶解性有机物浓度,促进厌氧消化的水解阶段并提高甲烷产量。实验结果表明在预处理的过程中添加Ca(OH)_2能够提升溶解性多糖、蛋白、sCOD的浓度。将污泥进行厌氧发酵实验后发现经过Ca(OH)_2预处理后的污泥能够提升20. 3%～49. 2%的产甲烷率。通过修正的Gompertz模型可以较好地模拟厌氧消化的动力学过程,相关度系数均大于0. 98。实验结果说明Ca(OH)_2预处理能够有效促进污泥中能源的回收。     

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。     

超声波破解污泥对厌氧水解过程中有机物水解的影响

为了研究超声波预处理对污泥厌氧水解过程的作用,利用声能密度为0.96 kW/L的超声波对污泥进行破解,考察厌氧水解过程中蛋白质及多糖的浓度的变化。结果表明,随着超声波破解时间的延长,污泥中的溶解性蛋白质和多糖浓度总体呈现上升趋势;污泥经0.96 kW/L的超声波破解15 min后进行厌氧水解,溶解性蛋白质及多糖的质量浓度分别是未破解污泥的42.4倍及15.6倍,其水解饱和常数分别为834.28和151.40,同时,蛋白酶及α-葡萄糖苷酶活力是未破解污泥的2.04倍及1.68倍,说明超声波预处理对污泥厌氧水解有很好的促进作用。     

电化学预处理对后续厌氧消化工艺的作用研究

研究了经过电化学预处理后污泥性质的变化以及对后续厌氧消化工艺的改善,从产气效果、消化性能、脱水性能、污泥性质4个方面来体现电化学预处理的改善作用。结果表明,经过电化学预处理的厌氧消化工艺其污泥日产气量最大达到12.19 m L/g,远大于未经预处理的全程厌氧工艺。经过电化学预处理与厌氧消化耦合工艺后,污泥上清液中挥发性有机酸(VFA)含量、SCOD、碱度、p H都大于全程厌氧工艺,其中SCOD最大达到2 951 mg/L、VFA的质量浓度最大达到485.3 mg/L;25 d厌氧消化后,污泥经过耦合工艺处理后VSS去除率为42.13%,而全程厌氧工艺处理后VSS去除率只达到33.23%。因此,可以说明电化学预处理可以改善后续厌氧消化工艺。     

热水解过程中污泥有机物的变化规律

开展了不同工艺条件的热水解预处理对污泥有机物溶出规律的影响研究。结果表明,预脱水污泥经过热水解处理后,可溶性化学需氧量（SCOD）、可溶性蛋白和氨氮等指标的含量明显升高,在200℃/40min条件下,均达到最大值,分别为33895mg/L、19285mg/L和2228mg/L;可溶性多糖含量随反应温度的升高呈现先增后减的趋势,在170℃/40min条件下达到最大值3724mg/L;此时,可溶性蛋白与多糖之和在SCOD中的占比达到71.5%;在190℃/40min条件下,挥发性脂肪酸（VFAs）含量达到最大,相比预脱水污泥提升了300%。热水解有效改善了污泥厌氧消化效性。     

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。     

城镇污泥热水解与厌氧消化联用技术的原理、效能及应用

污泥厌氧消化在实现污泥减量化、无害化的同时,能够实现污泥中有机物的资源化和能源化,是我国政府主推的污泥处理处置技术之一。为了提高污泥厌氧消化的效率,污泥热水解预处理技术常作为污泥厌氧消化的前处理技术,并已得到工业化应用。污泥热水解预处理技术能够提高污泥的产气率,提高系统的稳定化运行效能。在分析污泥热水解和污泥厌氧消化技术特征的前提下,对当前主要使用的污泥热水解和厌氧消化技术相应的配套装备进行了介绍,分析单元/组合技术的优势,并以实际案例为支撑凝练了各装备的运行效能。在此基础上,对"污泥热水解+厌氧消化装备"的未来发展前景进行了预测。     

剩余污泥“水解/好氧消化”减量化工艺探讨

结合剩余污泥好氧消化和厌氧消化工艺的优缺点,从理论和实验研究上分析了剩余污泥＂水解/好氧消化＂减量化工艺的可行性。     

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。     

含油废水处理厂污泥的厌氧消化试验

为研究含油废水处理产生的剩余污泥和气浮污泥的厌氧消化性能,试验采取序批式厌氧消化两种含油污泥的方法,对含油污泥的组成变化及产气性能进行测定,并将其结果与市政剩余污泥进行对比。试验结果显示,经过35天的厌氧消化,含油剩余污泥和含油气浮污泥的可挥发固体（VS）降解率分别为4.98%和3.74%,TCOD降解率分别为10%和3.4%,产气量分别为0.97 L/gVS和0.56 L/gVS。经过和市政剩余污泥对比后表明,含油气浮污泥厌氧消化性能差,不宜进行厌氧消化处理;含油剩余污泥厌氧消化性能相对强于含油气浮污泥,但弱于市政剩余污泥。     

微波/碱/活性炭纤维联用预处理污泥的厌氧消化效果

试验考察了在碱性条件下,以活性炭纤维为催化剂,微波诱导氧化预处理对污泥厌氧消化效果的影响。试验结果表明,预处理能有效地提高污泥的厌氧消化性能。经过预处理后,污泥在厌氧消化过程中平均日产气速率是50.5mL/d,比原污泥增加了64%;污泥总产气量比未预处理前增加了63.7%;厌氧消化后污泥的总COD去除率达到50.4%,比未经过预处理的大10.4%。消化过程中污泥单位VSS的产气率由没经过预处理的215.7mL/gVSS提高到272.2mL/gVSS。     

预处理法促进剩余活性污泥生产挥发性脂肪酸

采用不同方法（加热法,加热超声法,碱处理法）对污泥进行预处理,考察污泥水解酸化效果。结果表明：经加热超声法预处理的活性污泥,在温度315℃,机械搅拌转速450rpm的条件下,污泥厌氧水解酸化12h后,挥发性脂肪酸（VFAs）的产量最高可达3035mg/L,其中主要成分为乙酸841mg/L、丙酸194mg/L、丁酸420mg/L、戊酸1579mg/L。     

热-碱渣预处理强化炼厂剩余活性污泥厌氧消化性能

热-碱预处理是强化剩余活性污泥厌氧消化的有效手段。为降低处理成本，利用炼厂碱渣替代新鲜碱剂，研究了热-碱渣预处理对炼厂剩余活性污泥(refinery waste activated sludge,RWAS)厌氧消化的影响。结果表明，热-碱渣预处理显著促进了胞内有机物的释放，蛋白质、多糖和挥发性脂肪酸浓度随温度和碱渣剂量的提升而增加，在温度90℃和碱渣剂量4%的条件下，蛋白质、多糖和挥发性脂肪酸分别可达1338.7mg/L、510.9mg/L和651.2mg/L。Person相关性结果表明碱渣剂量对腐殖酸类物质荧光强度和类黑素产量呈正相关，与厌氧消化停滞期呈显著正相关，表明高碱渣剂量会抑制RWAS厌氧消化性能。因此，热-碱渣预处理的最佳工艺条件为温度90℃、碱渣剂量1%。该条件下预处理RWAS厌氧消化的溶解性化学需氧量(SCOD)降解率可达66%，最大产酸量为736.2mg/L，甲烷和氢气产量分别是未处理RWAS的5倍和3倍，分别达95.3mL/g-VS (VS为挥发性固体)和11.5mL/g-VS。综上所述，热-碱渣预处理炼厂剩余活性污泥具有较好的应用前景。     

响应面法优化微波热解剩余污泥产酸

目前微波预处理污泥主要局限在污泥水解率及其对厌氧消化的影响, 常用溶解性COD来进行表征预处理效果, 在污泥产酸方向少有报道。为了确定微波热解剩余污泥产酸的最佳工艺条件, 通过单因素实验选取实验因素与水平, 根据中心组合设计原理, 在单因素试验的基础上采用四因素三水平的响应面分析法, 考察了微波加热温度、微波加热时间、过氧化氢投加量和乙酸投加量对污泥产酸的影响。微波热解剩余污泥产酸的最佳工艺条件为:加热温度180℃, 加热时间21min, 过氧化氢投加量0.18g/(gSS), 乙酸投加量49mg/(gSS), 最大预测乙酸增量值581mg/L, 试验值与预测值之间的相对偏差在0.033～0.074之间。研究结果表明:本工艺可有效提高污泥有机酸产率, 试验值与预测值吻合较好, 可为污泥原位碳源开发提供理论和实际指导。     

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。     

过氧化钙强化初沉池污泥厌氧暗发酵的产氢机制探究

采用过氧化钙(CaO_2)对剩余污泥进行预处理,研究CaO_2对剩余污泥厌氧暗发酵产氢的性能,并通过分析发酵过程中有机物变化、关键酶活性揭示CaO_2强化污泥暗发酵产氢的机制。结果表明,经CaO_2预处理后,污泥暗发酵产氢气量显著提高,当CaO_2剂量为0.3 g/g时,氢气的最大积累量为6.54 mL/g。CaO_2预处理后发酵体系中溶解性有机物含量大幅提高,当CaO_2剂量为0.3 g/g时,SCOD的最大为592 mg/L。CaO_2预处理抑制了产甲烷古菌的活性,降低了甲烷积累量。CaO_2促进水解及酸化关键水解酶,而抑制F420酶活性。温度是影响CaO_2强化污泥产氢的因素,当温度由15℃升高至45℃时,氢气的最大积累量由4.54 mL/g升高至7.13 mL/g。     

碳酸氢钠对微波预处理剩余污泥的促进作用研究

为提高城市生活污水厂剩余污泥的微波预处理效果,研究了碳酸氢钠(NaHCO3)对微波处理污泥的促进作用.结果表明,加NaHCO3不仅能提高污泥碱度,而且NaHCO3与微波联合处理后污泥溶解性化学需氧量(SCOD)和挥发性脂肪酸(VFA)的含量都随NaHCO3加入量的增加而大幅增大,Zeta电位绝对值增大.加入2g·L-1NaHCO3并于功率为800 W的微波下作用50 s,SCOD上升至8001 mg·L-1,VFA的质量浓度上升至969.9 mg·L-1.预处理后的污泥可望增强污泥后续厌氧消化反应的稳定性和效率.